Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Polsko-niemiecki sposób na recykling wody i detergentów w pralniach

Recommended Posts

Pomysł polsko-niemieckiego konsorcjum przyniesie oszczędności i zmniejszy zanieczyszczenie środowiska. W projekcie REWARD uczestniczą naukowcy z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej.

W pralniach przemysłowych na 1 kg suchych tekstyliów zużywa się do prania nawet 10 litrów wody i 6 g środków piorących – opowiada dr hab. inż. Maciej Szwast, kierujący pracami zespołu z PW. W pralniach, które dziennie piorą 15 ton tekstyliów (zwłaszcza pościel hotelowa i szpitalna, odzież robocza i szpitalna), dzienne zużycie wody sięga nawet 150 tys. litrów, zaś zużycie środków piorących (piorące, zmiękczające, wybielające) około 90 kg. Powstaje zatem duża objętość ścieków zanieczyszczonych tymi chemikaliami, ale również wszystkim tym, co na pranych tekstyliach było.

Nawet 15 razy mniej

Polsko-niemiecki zespół chce odzyskiwać większość wody zużywanej w czasie prania, a przy okazji, o ile będzie to możliwe, także część środków piorących. Odzyskana woda mogłaby wracać do procesu prania (na etapie prania wstępnego), a detergenty – zmniejszać ilość dodawanych nowych środków piorących do kolejnych cykli prania.

Oczywiście w takiej technologii powstaje strumień ścieków, ale nie jest to już 150 tys. litrów dziennie, tylko na przykład 10 – 20 tys. – zaznacza dr hab. inż. Maciej Szwast. Jest to duża oszczędność wody dla zakładu, mniejszy zrzut ścieków i oczywiście duża korzyść dla środowiska naturalnego.

Nowość

Jak to się odbywa? Członkowie konsorcjum postanowili wykorzystać proces zintegrowany składający się z filtracji membranowej oraz indukcji dipoli.

W filtracji membranowej wykorzystujemy nasze własne membrany mikro-/ultrafiltracyjne – są to materiały filtracyjne (trochę coś na wzór sitka) o otworach na poziomie ułamków (nawet setnych części) mikrometra – wyjaśnia dr hab. inż. Maciej Szwast. Przez membranę przepływa woda wraz z rozpuszczonymi w niej związkami, w tym środkami piorącymi. Natomiast zatrzymywane są elementy, które są większe niż pory (otwory) w membranie – czyli w szczególności cząstki stałe tworzące brud, a także tłuszcze i białka (w szczególności tworzące micele ze środkami piorącymi).

Tak uzyskany filtrat można ponownie użyć w procesie prania.

Indukcja dipoli to metoda znana głównie w przemyśle metalurgicznym – tłumaczy dr hab. inż. Maciej Szwast. Tu specjalnej konstrukcji elektroda nadaje cząstkom stałym (w naszym przypadku włókienkom tekstyliów lub cząstkom brudu) ładunek elektryczny, dzięki czemu tworzą one większe aglomeraty, co pozwala je łatwiej zatrzymywać na membranie.

Jak zaznacza naukowiec z Politechniki Warszawskiej, moduły membranowe od kilku lat są instalowane pralnicach. Mają one jednak na celu jedynie podczyszczenie wody zrzucanej do ścieków – precyzuje. Wydaje się, że my jako pierwsi poważnie zajęliśmy się tematem zamykania obiegu wody w pralni.

Potwierdzenie w badaniach

W ramach projektu wykonano już dwa badania w warunkach rzeczywistych – czyli na prawdziwej pralnicy przemysłowej. Woda (a właściwie ścieki) pobierane po procesie prania zasadniczego były oczyszczane na instalacji pilotowej wyposażonej w moduł membranowy oraz elektrodę dipolową. Tak oczyszczoną wodę można było potem wykorzystać w kolejnym cyklu prania.

Badania te pokazały, że nasza metoda oczyszczania jest skuteczna – mówi dr hab. inż. Maciej Szwast. Dodatkowe badania, prowadzone zgodnie z niemieckimi normami przemysłu pralniczego, dowiodły, że jakość prania nie pogorszyła się podczas stosowania wody zregenerowanej w stosunku do jakości prania z wykorzystaniem wody świeżej. Główny cel projektu – odzysk wody – został zatem zrealizowany.

Czy pomysł zostanie wdrożony?

Aktualnie trwają prace nad zmniejszeniem ilości dodawanych środków piorących w kolejnych cyklach prania, a także przygotowywanie analiz ekonomicznych takiego rozwiązania, zarówno dla warunków polskich, jak i niemieckich.

Celem projektu REWARD jest opracowanie technologii oraz jej ocena ekonomiczna. Nie obejmuje on już wdrożenia. Ale jest ono wielce prawdopodobne, w dużej mierze ze względu na doświadczenia i kompetencje członków konsorcjum. A są to, poza Politechniką Warszawską, Polymemtech sp. z o.o. (polski producent instalacji membranowych), Hollywood Textile Service – jedna z większych pralni przemysłowych w Polsce, Hochenstein  Institute (prywatny ośrodek badawczy z Niemiec), ATEC (niemiecki producent instalacji membranowych) i AQON (niemiecki producent instalacji przemysłowych, w tym indukcji dipolowej).

Trzon zespołu z PW stanowią dr hab. inż. Maciej Szwast i mgr inż. Daniel Polak. W prace zaangażowana jest także grupa dyplomantów z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W atmosferze planety krążącej wokół czerwonego karła odkryto parę wodną. K2-18 b to skalista superziemia znajdująca się w ekosferze swojej gwiazdy. Najprawdopodobniej panują na niej temperatury podobne do ziemskich, zatem woda może istnieć też na powierzchni planety, co czyni ją jednym  najbardziej obiecujących celów przyszłych badań naukowych.
      To jedyna planeta poza Układem Słonecznym, o której wiemy, że panuje na niej temperatura pozwalająca na istnienie wody w stanie ciekłym, która ma atmosferę i wodę. To – jak dotychczas – najlepszy kandydat, na którym może istnieć życie, mówi główny autor badań, Angelos Tsiaras z University College London.
      Planeta K2-18 b znajduje się w odległości 110 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Lwa. Krąży ona wokół niewielkiego czerwonego karła o masie zaledwie 1/3 masy Słońca. Jak mówią naukowcy, gwiazda jest zadziwiająco spokojna.
      Planeta okrąża gwiazdę w ciągu 33 ziemskich dni. Znajduje się bowiem 2-krotnie bliżej niej niż Merkury Słońca. Biorąc pod uwagę fakt, że gwiazda ta jest znacznie chłodniejsza niż Słońce, planeta otrzymuje tyle samo promieniowania, co Ziemia. Z naszych obliczeń wynika, że panują na niej temperatury podobne do ziemskich, wyjaśnia Tsiaras.
      Uczeni wyliczyli, że rozpiętość temperatur na K2-18 b wynosi od -73 do 47 stopni Celsjusza. Dla porównania, zarejestrowana rozpiętość temperatur na Ziemi to od -84 do 49 stopni Celsjusza.
      K2-18 b ma średnicę około 2-krotnie większą od średnicy Ziemi i jest od niej około 8-krotnie bardziej masywna. To oznacza, że jest planetą skalistą, a jako, że ma atmosferę z parą wodną oraz odpowiednie temperatury, woda powinna być również na jej powierzchni. Jednak astronomowie nie mogą być tego pewni. Badania prowadzili bowiem za pomocą Teleskopu Hubble'a, który nie może zbyt szczegółowo określać składu atmosfer egzoplanet. Przez to nie mogą być pewni, ile wody znajduje się w atmosferze. Obecnie jej ilość określono na od 0,01 do 50 procent. Aby się tego dokładnie dowiedzieć, będziemy musieli poczekać, aż w przestrzeń kosmiczną trafią teleskopy kolejnej generacji: Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST), który ma zostać wystrzelony w 2021 roku czy Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large survey (ARIEL). Nad tym drugim pracuje Europejska Agencja Kosmiczna, a teleskop ma rozpocząć pracę w drugiej połowie przyszłej dekady.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy od 2014 roku doszło do ustabilizowania się, a nawet do niewielkiego wzrostu, dostaw gęstych antarktycznych wód z dna oceanu do Atlantyku. Przez wiele lat dostawy tych wód się zmniejszały. Nowe badania wykazały, że od 2014 roku sytuacja się stabilizuje, a nawet nieco poprawia. Będzie to miało wpływ na klimat całej planety.
      Woda morska, która po dotarciu do Antarktyki ulega schłodzeniu, zanurza się pod cieplejsze warstwy i opada na dno, tworząc głębinowe wody antarktyczne (AABW). Są one obecne we wszystkich oceanach i stanowią w nich największą objętościowo masę wody. Szacuje się, że to wody położone głębiej niż 2000 metrów pochłonęły aż 1/6 energii zgromadzonej w systemie klimatycznym planety. Od wielu dekad obserwuje się jednak, że ilość najgęstszych frakcji tej wody zmniejsza się w Morzu Scotia, które jest z kolei kluczową bramą dla wód z Morza Weddela w kierunku światowego oceanu.
      Badacze z British Antarctic Survey przyjrzeli się danym z lat 1989–2018 zebranym podczas pomiarów temperatury i zasolenia wód, które zostały wykonane przez brytyjskie, niemieckie i amerykańskie wyprawy naukowe. Zmiany na Morzu Scotia połączyli ze zmianami na Morzu Weddella, związanymi prawdopodobnie ze zmianami w rozkładzie wiatrów, formowaniu się lodu morskiego i napływie wody z lodowców Antarktydy.
      Badania te rzucają światło na związek pomiędzy głębokimi partiami Oceanu Południowego, a całą cyrkulacją oceaniczną, który zapobiega szybkiemu ocieplaniu się klimatu dzięki uwięzieniu znacznych ilości antropogenicznego węgla w głębi oceanu. Zmniejszenie gęstości głębokich wód oceanicznych, co jest spowodowane przez wyższe temperatury i zwiększone topnienie lodu, prowadzi do osłabienia tej cyrkulacji, co ma wpływ na klimat.
      Głębokie partie wód oceanicznych ocieplają się od wielu dekad na całym świecie. Byliśmy więc zaskoczeni, gdy nagle stwierdziliśmy odwrócenie i ustabilizowanie się tego trendu na Morzu Scotia. Nie wiemy, czy oznacza to odwrócenie trendów czy jedynie jest to chwilowa przerwa w obserwowanych trendach, wiemy, że musimy lepiej zrozumieć procesy, którym podlegają masy wody w pobliżu Antarktyki, mówi doktor Povl Abrahamsen, główny autor badań.
      Współautor badań, doktor Kurt Polzin z Woods Hole Oceanographic Institution, dodaje: Morze Scotia to unikatowy region, gdyż zachodzą w nim liczne fizyczne mechanizmy, które powodują, że gęste wody stają się lżejsze na dość niewielkim obszarze południowej części tego morza. Ten niewielki basen pozwala nam na badanie olbrzymich mas wody i zachodzących zmian w okresach rocznych. W innych miejscach musielibyśmy prowadzić badania w skali dekad.
      Z kolei doktor Andrew Meijers podkreśla, że po raz pierwszy udało się zaobserwować tak znaczące zmiany w tych głęboko położonych wodach, zachodzące w tak krótkim czasie. To pokazuje, że głęboki ocean może ulegać szybszym zmianom, niż sądzono. To sugeruje, że zmiany klimatyczne na dużą skalę, które dotyczą Antarktyki i Oceanu Południowego, mogą niespodziewanie się odwrócić, co ma duże znaczenie na skalę globalną, dodaje profesor Alberto Naveira Garabato z University of Southampton.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Cornella uzyskali niskokaloryczne smarowidło do chleba, które składa się głównie z wody. Amerykanie zaproponowali nowy proces emulgowania dużych ilości wody z odrobiną oleju roślinnego i tłuszczu mlecznego. W zamierzeniu całość miała przypominać masło, zawierając przy tym tylko 1/4 kalorii oryginału.
      Wyobraźmy sobie 80% wody w 20% oleju i produkt o konsystencji, teksturze i kremowości masła - opowiada prof. Alireza Abbaspourrad.
      Emulgowanie wody i oleju nie jest niczym nowym, ale uciekając się do emulsji wysokofazowej (ang. high-internal phase emulsions, HIPE), mogliśmy dodawać wodę do uzyskania ostatecznego składu, w którym woda stanowi 80%, a olej 20%.
      Łyżka stołowa tego niskokalorycznego smarowidła zawiera 2,8 g tłuszczu i 25,5 kcal. Dla porównania, łyżka masła, które składa się w 84% z tłuszczu i 16% z wody, zawiera ok. 11 g tłuszczu i blisko 100 kcal.
      W przypadku procesu HIPE, kiedy woda i olej są emulgowane w proporcji 3:1, faza rozproszona (emulsja) tworzy sfery. Gdy jednak stosunek wody do oleju wzrasta do 4:1, sfery zaczynają się deformować i przybliżać do siebie. Zaczynają się ścieśniać, a gęstsze upakowanie skutkuje większym tarciem. Sfery nie mogą się swobodnie przesuwać, nigdzie już nie uciekną. W efekcie pojawia się coś o konsystencji masła.
      Zapotrzebowanie na niskotłuszczowe, a zarazem wysokobiałkowe produkty szybko wzrosło w związku z rosnącą świadomością zdrowotną konsumentów - podkreśla Michelle C. Lee, doktorantka z zespołu Abbaspourrada. Ponieważ technologia HIPE wiąże się z wysokim stosunkiem wody do oleju i jednocześnie zapewnia unikatową teksturę [...], może odegrać pewną rolę w dostarczaniu konsumentom zdrowszych produktów.
      Do smarowidła możemy dodać białka mleka bądź roślinne. Ponieważ woda spełnia funkcję nośnika, możemy [też] dostosowywać wartość odżywczą produktu i uzupełniać go witaminami lub zmieniać smak. Zasadniczo uzyskujemy coś, co przypomina masło, ale zawiera niewielkie ilości tłuszczów nasyconych. To zupełnie inna formuła.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fiński startup Solar Foods produkuje żywność z wody, powietrza i elektryczności, wykorzystując przy tym proces podobny do warzenia piwa. Finowie twierdzą, że pozyskują najbardziej przyjazną środowisku proteinę.
      Produkt o nazwie Solein wytwarza się poprzez potraktowanie wody prądem elektrycznym. Do wody dodaje się mikroorganizmy, a samą wodę traktuje się prądem elektrycznym. W procesie tym zostają uwolnione dwutlenek węgla i wodór, którymi żywią się mikroorganizmy. Produktem ubocznym jest Solein. Całość następnie suszy się i uzyskuje proteinowy proszek. Proces podobny jest do warzenia piwa, jednak wymaga on specjalnego reaktora. Firma twierdzi, że cały proces jest, w przeliczeniu na hektar, 10-krotnie bardziej efektywny energetycznie niż fotosynteza i zużywa od 10 do 100 razy mniej wody niż uprawa roślin czy hodowla zwierząt.
      Proszek Solein zawiera 50 procent białka, smakiem i wyglądem przypomina mąkę pszenną, nadaje się do spożycia i może być wykorzystywany w drukarkach 3D, dzięki czemu uzyskamy pożądane kształty czy tekstury.
      To nowy rodzaj pożywienia, nowy rodzaj białka, odmienny od wszystkiego, co obecnie znajduje się na rynku. Do jego wytworzenia nie potrzebujemy ani rolnictwa, ani akwakultury, mówi dyrektor Solar Foods, dokor Pasi Vainikka. Jego zdaniem jest to całkowite zerwanie z liczącą tysiące lat tradycją pozyskiwania żywności przez człowieka. Jeśli spojrzymy w przeszłość, jeszcze na społeczności zbierackie, to zobaczymy, że ludzkość od zawsze używa mniej więcej tych samych roślin i zwierząt.
      Obecnie 1/3 spożywanych przez ludzi kalorii pochodzi od 12 roślin i 5 gatunków zwierząt. Z produkcją żywności wiąże się 25% emisji CO2, a zdaniem ONZ do połowy wieku będziemy musieli wytwarzać 50-75 procent więcej pożywienia niż obecnie. Już w tej chwili 50% nadających się do zamieszkania terenów jest przeznaczonych na produkcję rolną. Tymczasem przełowione oceany zapewniają nam coraz mniej pożywienia. Szczyt efektywności połowów miał miejsce 20 lat temu.
      Jednym z powodów, dla którego mięso stało się tak ważne w ludzkiej diecie jest fakt, iż jest ono świetnym źródłem białka o wysokiej jakości. Solein, proteina produkowana przez Solar Foods, również zawiera wszystkie niezbędne aminokwasy, ale ze względu na sposób produkcji nie wymaga używania olbrzymich połaci ziemi. Kolejną cechą charakterystyczną Solein jest możliwość pozyskania węgla bezpośrednio z dwutlenku węgla bez potrzeby korzystania ze źródła cukru. Inne metody produkcji protein za pomocą mikroorganizmów wymagają ziemi, by uprawiać na niej źródło węgla, czytamy na firmowej witrynie.
      Vainikka nie sądzi, by wynalazek jego firmy stał się w najbliższym czasie alternatywą dla rolnictwa. Jest jednak optymistą. W ciągu 2 lat jego firma chce uzyskać pozwolenie na rynkowy debiut Solein i ma zamiar w ciągu roku sprzedać 50 milionów posiłków. Finowie współpracują już z Europejską Agencją Kosmiczną, która jest zainteresowana wyprodukowaniem pożywienia na potrzeby załogowej misji na Marsa.
      Koszt produkcji kilograma Solein to obecnie 5 euro.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Żaby potrzebują słoni. Okazuje się bowiem, że w wypełnionych deszczówką słoniowych tropach składają one skrzek, z którego później rozwijają się kijanki.
      Takie zagłębienia w ziemi mogą się utrzymywać nawet przez rok i stanowić czasowy habitat w porze suchej. Tropy słoni mogą też służyć jako "oczka łańcuszka", łączące populacje żab.
      Badania prowadzono w Htamanthi Wildlife Sanctuary w Mjanmie.
      Słonie są nazywane inżynierami ekosystemu, ponieważ intensywnie modyfikują otoczenie, zrywając i zgniatając roślinność, roznosząc nasiona i przekształcając duże ilości biomasy roślinnej w odchody. Przerzedzanie koron drzew sprzyja lokalnemu wzrostowi różnorodności gatunków roślin. Odchody są zaś cennym źródłem składników odżywczych dla chrząszczy.
      Większość badań nad inżynierią ekosystemu skupia się na słoniach afrykańskich i w nieco mniejszym stopniu na słoniach leśnych. O wiele mniej wiadomo o tej funkcji u słoni indyjskich.
      Tropy słoni tworzą kondominia dla żab. To badanie pokazuje, jak krytyczną i często niespodziewaną rolę odgrywa dzika przyroda danego ekosystemu. Gdy traci się jeden gatunek, można nieświadomie wpłynąć na inne [...] - podsumowuje Steven Platt z Wildlife Conservation Society (WCS).

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...