Zapewnienie czystej wody biedniejszym mieszkańcom dorzecza Gangesu
Ganges to święta rzeka, która bierze swój początek w Himalajach, a następnie płynie w kierunku wschodnim przez Indie do Bangladeszu. Jest przy tym jednym z filarów gospodarki Indii, mającym niebagatelne znaczenie dla zdrowia publicznego. Głównym problemem jest jednak wysoki poziom zanieczyszczenia Gangesu, a także skażenie metalami ciężkimi. PAVITRA GANGA jest projektem współfinansowanym ze środków Unii Europejskiej i indyjskiego Departamentu Nauki i Technologii. Jest realizowany przez zespół uczonych pochodzących z Indii i Europy, którego zadaniem jest przetestowanie szerokiego wachlarza zaawansowanych technologii umożliwiających oczyszczanie ścieków. Celem jest dostarczenie najlepszych rozwiązań społecznościom, które są pozbawione odpowiedniego dostępu do czystej wody. „Projekt PAVITRA GANGA ma na celu zbadanie możliwości tanich i energooszczędnych rozwiązań w zakresie oczyszczania ścieków, ich ponownego wykorzystania, a także odzyskiwania z nich zasobów, które sprawdzą się na obszarach podmiejskich Indii”, mówi Jaiswal Anshuman, dyrektor działu zasobów wodnych instytutu badawczego TERI (The Energy and Resources Institute). Paul Campling, kierownik ds. rozwoju biznesu międzynarodowego w organizacji badawczej Flemish Institute for Technological Research (VITO) i koordynator projektu PAVITRA GANGA, wyjaśnia, że projekt koncentruje się na dwóch różnych studiach przypadków dotyczących metod oczyszczania ścieków komunalnych typowych dla obszarów miejskich i podmiejskich w Indiach. Pierwszy z nich dotyczy miejskiej oczyszczalni ścieków w Kanpur, zlokalizowanej nad brzegiem rzeki Ganges, zmagającej się z problemem nielegalnego uwalniania ścieków do kanalizacji przez lokalne garbarnie. Drugi dotyczy otwartego systemu kanalizacji deszczowej w New Delhi, który służy do odprowadzania nadmiaru deszczówki w porze monsunowej, ale jest przy tym narażony na nielegalne zrzuty ścieków z zakładów przemysłowych i szpitali. „W obu przypadkach częściowo oczyszczone ścieki są wykorzystywane przez osoby w trudnej sytuacji społecznej do nawadniania i zastosowań innych niż konsumpcja, co niesie ze sobą szkodliwe skutki dla ich zdrowia i dobrostanu”, dodaje Campling.
Badanie nowych technologii oczyszczania
Zespół projektu PAVITRA GANGA koncentruje się na dwóch rodzajach technologii oczyszczania. Pierwsze proponowane przez uczonych rozwiązanie umożliwia usuwanie dużych ilości luźnego materiału organicznego i składników odżywczych, a drugie – oparte na technologii doczyszczania – pozwala na usuwanie zanieczyszczeń takich jak środki farmaceutyczne i metale ciężkie, których stężenie stanowi coraz większe zagrożenie. Jednym z testowanych rozwiązań był samoformujący się dynamiczny bioreaktor membranowy (SFD-MBR), który działa na zasadzie oddzielania ciał stałych od cieczy za pomocą samoformującej się warstwy na powierzchni. Zespół wykazał, że metoda ta oferuje lepsze rezultaty w porównaniu z konwencjonalnymi systemami filtracji. Kolejnym rozwiązaniem jest modułowy system ANDICOS, który można połączyć z już istniejącymi oczyszczalniami. Jego działanie polega na filtrowaniu ścieków przez membrany w celu wytworzenia koncentratu ścieków. Koncentrat ten może być mieszany z innymi strumieniami odpadów organicznych w celu produkcji biogazu, a docelowo – energii elektrycznej. Ponadto zespół testuje dodatkowe technologie oczyszczania, w tym obiekty hydrofitowe i adsorbenty strukturalne do usuwania pozostałości środków farmaceutycznych, a także tanie systemy otwartej kanalizacji, takie jak system oparty na fotoaktywacji osadu ściekowego, który do usuwania zanieczyszczeń wykorzystuje glony. „Współpracujemy również z członkami lokalnej społeczności, aby zwiększyć ich świadomość na temat faktu, że najlepszym rozwiązaniem jest przede wszystkim zapobiegać przedostawaniu się ścieków do otwartych kanalizacji”, zauważa Campling.
Weryfikacja działania technologii w rzeczywistych warunkach
Wszystkie technologie badane w ramach projektu PAVITRA GANGA są najpierw testowane w laboratorium, a następnie skalowane w celu zademonstrowania ich działania w rzeczywistych warunkach w formie pilotażowych instalacji, co odbywa się przy udziale rodzimych naukowców. Łącznie realizowanych jest osiem projektów pilotażowych, z których niektóre przyniosły lepsze rezultaty od pozostałych. Jednym z napotkanych problemów były dramatyczne zmiany w jakości ścieków przed pandemią COVID-19 i po jej zakończeniu, wykraczające poza parametry zakładane przez naukowców dla instalacji pilotażowych, które oparto na wcześniejszej charakterystyce jakości wody. Niemniej jednak Campling zauważa: „Instalacje pilotażowe oparte na technologii filtracji działały wyjątkowo dobrze, biorąc pod uwagę zmieniające się właściwości wody”. Trwają dyskusje na temat wdrożenia pomyślnie przetestowanych technologii w innych lokalizacjach, już po zakończeniu okresu finansowania projektu. Co więcej, za pośrednictwem nowo utworzonej sieci technologicznej i edukacyjnej zespół organizuje warsztaty z zakresu budowania zdolności, a także zamieszcza w Internecie materiały szkoleniowe przeznaczone dla indyjskich specjalistów w dziedzinie uzdatniania wody. „Przebieg współpracy z indyjskimi naukowcami dał nam wiele satysfakcji”, podkreśla Campling. „Długo wspólnie zastanawialiśmy się, jak zaprojektować doświadczenia laboratoryjne, aby były użyteczne w kontekście późniejszych projektów pilotażowych prowadzonych w warunkach rzeczywistych”. Na koniec Anshuman zaznacza: „Wspólne działania partnerów projektu przekładają się na istotną wiedzę i spostrzeżenia, które pozwalają na współtworzenie zarówno metod lepszego gospodarowania zasobami wodnymi, jak i interwencji politycznych w tym zakresie”.
Słowa kluczowe
PAVITRA GANGA, Indie, Ganges, woda, oczyszczanie, uzdatnianie, technologie, zanieczyszczenia, doczyszczanie, reaktor, osad, glony
