Nowy system dodawania soli żelaza poprawi gospodarkę wodno-ściekową w miastach
Lepsze zarządzanie zintegrowanymi miejskimi systemami kanalizacyjnymi nie tylko umożliwi spełnienie wymogu przewidzianego w unijnej ramowej dyrektywie wodnej, ale przyczyni się także do dalszej poprawy zdrowia i jakości życia mieszkańców Europy w kolejnych dekadach XXI wieku. Dodawanie soli żelaza do miejskiej kanalizacji ma wiele korzyści – między innymi zapobiega nieprzyjemnym zapachom z kanalizacji, a także pomaga usunąć fosfor w bioreaktorach oczyszczających ścieki, łagodząc szkodliwe skutki eutrofizacji. „W ostatnich dziesięcioleciach większa świadomość na temat negatywnego wpływu eutrofizacji na kondycję zbiorników wodnych, a także postępy w dziedzinie technologii środowiskowych dały początek surowszym przepisom dotyczącym oczyszczania ścieków i kontroli kosztów, co wyraźnie widać na przykładzie polityki UE”, mówi Yiqi Liu, profesor nadzwyczajny South China University of Technology i koordynator projektu OPTIUWS. W ramach projektu OPTIUWS, zrealizowanego przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, opracowano metodę pozwalającą na wykorzystanie soli żelaza do usuwania siarkowodoru. Oprócz wpływu na środowisko siarkowodór powoduje też korozję w systemach wodociągowych. Szacuje się, że w samych Stanach Zjednoczonych prowadzi to do powstania szkód wycenianych na około 14 mld USD rocznie. „Użycie odpowiedniej ilości soli żelaza jest jednym z innowacyjnych rozwiązań wykazujących potencjał do zapobiegania korozji i zwalczania nieprzyjemnych zapachów w kanałach, a także do maksymalizacji procesu usuwania fosforu w bioreaktorach oczyszczających ścieki i eliminacji siarkowodoru z biogazu w komorach fermentacji beztlenowej”, tłumaczy Liu.
Nowy sposób dodawania soli żelaza
Celem koncepcji stworzonej w ramach projektu OPTIUWS jest wspomaganie podejmowania decyzji dotyczących funkcjonowania całego systemu w oparciu o algorytmy i oprogramowanie opracowane specjalnie na potrzeby zarządzania miejskimi systemami kanalizacyjnymi. OPTIUWS. OPTIUWS to system oparty na oprogramowaniu, bazujący na takich rozwiązaniach jak innowacyjne modelowanie wykorzystujące czujniki wizyjne, funkcje zarządzania usterkami i technologie sterujące dawkowaniem soli żelaza w całym systemie. Monitorowanie stosowania soli żelaza znacznie zmniejszy zużycie substancji chemicznych w systemie kanalizacyjnym, oferując miejskim zakładom wodociągowym niemałe korzyści ekonomiczne i środowiskowe. „Ten projekt zwiększy świadomość na temat najnowszych trendów w badaniach nad zarządzaniem systemami oczyszczania ścieków oraz wynikających z tego korzyści dla zdrowia ludzi”, zauważa Liu.
Walidacja nowego oprogramowania
W planach na najbliższe dwa lata jest dalsze rozpowszechnianie, wdrażanie i walidacja opracowanych w ramach projektu OPTIUWS algorytmów przez chińskie firmy. Umożliwi to promowanie lepszego zarządzania miejskimi systemami kanalizacyjnymi zarówno w UE, jak i w Chinach, co pomoże obu regionom spełnić różne wymagania w zakresie gospodarki wodnej, w tym kryteria jakości ścieków, kosztów operacyjnych i produkcji siarkowodoru. Ponadto pomoże w gromadzeniu danych dotyczących potencjalnego odzyskiwania energii lub składników odżywczych z systemów kanalizacyjnych na potrzeby analiz środowiskowych i ekonomicznych. Liu podkreśla, że oprogramowanie opracowane w ramach OPTIUWS będzie udostępnione bezpłatnie, aby pobudzić środowisko naukowe do dyskusji i wymiany wiedzy. „Istnieją duże szanse na odkrycie nieznanych dotąd interakcji wynikających z obecności soli żelaza w poszczególnych jednostkach systemu kanalizacyjnego”, wyjaśnia.
Włączenie OPTIUWS w ramy gospodarki wodno-ściekowej
Zespół projektu OPTIUWS zamierza współpracować z rządami krajów UE i Chin oraz firmami prywatnymi, aby promować współpracę i zmieniać podejścia w istniejących systemach decyzyjnych. Przyniesie to korzyści dla systemów gospodarki wodno-ściekowej zarówno w Europie, jak i w Chinach. Liu jest wdzięczny, gdyż projekt OPTIUWS dał mu szansę prowadzenia multidyscyplinarnych badań w zakresie modelowania środowiskowego, uczenia maszynowego i inżynierii systemów sterowania. „Niemniej ważnym rezultatem projektu OPTIUWS jest długofalowa współpraca między podmiotami z Europy i ze świata”, dodaje na koniec badacz.
Słowa kluczowe
OPTIUWS, ścieki, zarządzanie, system, żelazo, sole, sterowanie, inżynieria, oprogramowanie, walidacja
