Gaismas cīņa pret piesārņojumu

21. marts, 2018
.
.
.
Elīna Karaseva, RTU

Rīgas Tehniskās universitātes zinātnieki rada nulles enerģijas tehnoloģiju farmācijas uzņēmumu notekūdeņu attīrīšanai no īpaši noturīga organiska piesārņojuma, ar ko tradicionāli izmantotā bioloģiskā attīrīšana netiek galā.

Investīcijas, ko farmācijas uzņēmumi iegulda attīstībā, tajā skaitā attīrīšanas iekārtu modernizācijā liecina par to atbildīgo attieksmi pret vidi. Lai arī uzņēmumi nepieļauj neattīrītu ražošanas notekūdeņu nonākšanu dabā, tomēr, kā norāda Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Funkcionālo materiālu tehnoloģiju zinātniskās laboratorijas vadošais pētnieks Andris Šutka, ķīmiskās rūpniecības notekūdeņi nereti satur organiskos savienojumus, kuri nav noārdāmi ar bakteriālām vai membrāntehnoloģijām. To koncentrācija ūdenī pēc bioloģiskās attīrīšanas, kas tradicionāli tiek izmantota, nav liela, bet, nonākot dabā un uzkrājoties, piesārņojuma ietekme var kļūt vērā ņemama un ietekmēt, piemēram, cilvēku endokrīno sistēmu. «Membrāntehnoloģija un absorbcija vispār ir fizikāli procesi, kas piesārņojumu neiznīcina, bet pārnes uz citu vidi, mēs raugāmies uz tehnoloģiju, kas piesārņojumu likvidē pilnībā,» viņš piebilst. Tehnoloģijai dots nosaukums «Z-Surface».

Pētnieku grupa A. Šutkas vadībā radījusi un patentējusi dzelzs un kalcija savienojumu fotokatalizatoru sistēmu, kas iznīcina piesārņojumu saules gaismā (Fe2O3/Ca2Fe2O5 fotokatalizatoru sistēma). Tā arī validēta dažādu piesārņotu ūdeņu attīrīšanai. Izpētes gaitā RTU pētnieki sadarbojušies arī ar vienu no Latvijas farmācijas uzņēmumiem, izmantojot tā notekūdeņus laboratoriskām izpētēm.

Tīrs ūdens ir viens no 17 ANO ilgtspējīgas attīstības mērķiem, kura sasniegšanai ir vairāki soļi, tajā skaitā, centieni ierobežot kaitīgu vielu iespēju nonākt ūdenī. «Z-Surface» izstrādātāji paredz, ka tuvāko gadu laikā Eiropas Savienība varētu noteikt stingrāku regulējumu ūdens kvalitātes prasībām.

Piesaista SIA «Alina» līdzīpašnieku

Pētniekiem pievienojies arī pieredzējušais mentors, biznesa stratēģis un uzņēmējs, pērnā gada nogalē vairāk nekā pusmiljonu eiro lielu sēklas investīciju piesaistījušā inovatīvu māla piedevu ražotāja «Alina» līdzīpašnieks Dāvids Štēbelis, lai zinātnieku paveikto padarītu par tirgum pievilcīgu produktu. Projekts tiek īstenots ar Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras (LIAA) administrētās programmas «Atbalsts pētniecības rezultātu komercializācijai», kas vērsta uz pētniecības organizāciju īpašumā esošu pētniecības rezultātu komercializāciju Latvijā vai ārvalstīs. Projekta mērķis ir izstrādāt tehnoloģisko risinājumu un funkcionālus viedos pārklājuma materiālus notekūdeņu attīrīšanai no toksiskiem un grūti sadalāmiem organiskajiem savienojumiem. Projektā ir paredzēts izstrādāt fotokatalizatoru pārklājumus (un reaktorus), kuri ir aktīvi redzamajā gaismā ar mērķi izmantot saules gaismu kā enerģijas avotu attīrīšanai, kā arī izgatavot demo reaktoru, kas ir integrējams rūpnīcu notekūdeņu sistēmā.

Lētāk un nekaitīgi

A. Šutka uzsver - fotokatalīze nav piemērota notekūdeņu attīrīšanai ar lielu piesārņojuma saturu. «Tekstilnozarē pēc audumu krāsošanas ūdenī ir tik daudz krāsvielu, ka pat gaisma nespīd cauri,» viņš skaidro ar piemēru. Šādam piesārņojumam vispirms ir jāizmanto tradicionālas, sevi pierādījušas metodes, piemēram, jau minētā bioloģiskā attīrīšana. Taču fotokatalīze ir efektīva noturīgu savienojumu šķelšanā, tāpēc pielietojama notekūdeņu attīrīšanas pēcapstrādei – lai izķertu īpaši noturīgus savienojumus, ko baktērijas nav spējušas iznīcināt. Ir arī citas metodes, kas atzītas par efektīvām, bet tās ir dārgas, patērē ļoti daudz enerģijas, tāpēc uzņēmumi izvēlas pēcapstrādi nemaz neveikt, pētnieks turpina. Situācija, viņaprāt, varētu būt kardināli atšķirīga, ja tehnoloģija būtu lēta. «Mēs strādājam pie nulles enerģijas metodes, ko var darbināt ar saules gaismu. Ja varam piedāvāt jaunu risinājumu, kurš sasniedz rezultātu bez nozīmīgām kapitālinvestīcijām un ir energoefektīvs, videi draudzīgs – tā būtu uzvara!» viņš domā.

Fotokatalīze atklāta jau pagājušā gada septiņdesmitajos gados, taču kā katalizators komercializēts ir tikai titāna dioksīds. «Tas dominē – ap 95% - kopējā fotokatalizatoru tirgū ar kopējo vērtību viens miljards. Taču titāna dioksīds ir aktīvs tikai UV gaismā. Nekam citam līdz tirgum īsti nav izdevies izlauzties, jo ir daudz priekšnosacījumu, piemēram, izmantojamajiem savienojumiem ir jābūt netoksiskiem, lētiem, dabā izplatītiem, metodei - industrializējamai. Mūsu priekšrocība ir tā, ka savienojumu veido dabā plaši sastopami netoksiski elementi. Pat, ja mūsu materiāls kādu apstākļu dēļ izdalītos attīrītajā ūdenī, tas tikai paliktu dzelžaināks un cietāks, jo savienojuma sastāvā ir tikai dzelzs un kalcijs,» atklāj pētnieks. Tā kā šie ir plaši izplatīti ķīmiskie elementi, izejmateriāls ir lēts.

Biznesa eksperta loma

A. Šutka tic, ka zinātnieku veikums ir komercializējams un turpmākie gadi LIAA administrētajā programmā tiks izmantoti tehnoloģijas optimizēšanai, lēmumu pieņemšanai, par to, kā tā būtu lietojama, kam un kādā veidā pārdodama. Vienlaikus viņš neslēpj, ka D. Štēbelim kā biznesā pieredzējušam cilvēkam ir un būs nozīmīga loma, lemjot, kāds būs galaprodukts – šobrīd tiek lēsts, ka tas varētu būs pulverveida materiāls izmantošanai reaktorā vai nanopārklājums virsmām, ko varētu izmantot ūdens dezinfekcijā un attīrīšanā no organiskā piesārņojuma.


Viedoklis

Lielais mērķis un reālistiskais mērķis

Dāvids Štēbelis, mentors, biznesa stratēģis un uzņēmējs:

«Fotokatalīze un tās pielietošana ūdens un gaisa attīrīšanā ir perspektīvs virziens. Pieņemot, ka saules gaismā ir iespējams attīrīt ūdeni no organiskā un bakterioloģiskā piesārņojuma, šo tehnoloģiju noteikti var saukt par ilgtspējīgu – to darbina saules gaisma, nerodas ķīmiskais piesārņojums, fotokatalizatora ražošana nerada kaitējumu videi. Aprites ekonomiku un ilgtspējas plānošanas principus, kur tiek izvērtēta resursa atkārtota izmantošana, ļoti labi papildina tādas tehnoloģijas kā «Z-Surface».

Šobrīd ir pāragri komentēt, kurš no pielietošanas virzieniem ir visperspektīvākais. Katrai tehnoloģijai ir vairāki attīstības posmi – «Z-surface» pētnieciskā projekta ietvaros mēs šo tehnoloģiju tikai definējam. Mums ir jāizvēlas pielietojums, kuram ir viszemākās tehnoloģiskās prasības, lai varam maksimāli saīsināt tehnoloģijas komercializācijai nepieciešamo laiku. Mūsuprāt, organisko savienojumu iznīcināšana ūdenī ir mūsu lielais uzdevums, kas paver multi-miljardu tirgus potenciālu, tai pašā laikā ūdens dezinfekcija ir daudz reālistiskāks uzdevums un tai piemīt daudzi alternatīvi risinājumi, jo ir mazākas tehnoloģiskās prasības.

Ja izvērtē ūdens attīrīšanas tirgus dalībniekus un piegādes ķēdes, skaidri iezīmējas vairākas lietas. Mēs nevaram būt tie, kas aptver visas funkcijas, ražo fotokatalizatoru, uzkonstruē ūdens attīrīšanas reaktoru un pārdod to gala klientam, tai skaitā veic tā apkalpošanu. Neveidojot partnerības ar nozares dalībniekiem, mums pietrūks resursu, lai ienāktu tirgū. Tehnoloģijas pārneses programmas ietvaros esam izvērtējuši šos riskus un definējam, kas ir mūsu galvenā kompetence un ko mēs paturam sev, bet ko atdodam partneriem. Mūsu mērķis ir nodefinēt un notestēt «Z-surface» tehnoloģiju, kā arī izgatavot nelielu demo iekārtu, kas parāda tehnoloģijas dzīvotspēju. Šie priekšdarbi ir pietiekami, lai spertu pirmo nozīmīgo soli tehnoloģijas komercializācijai. Komercializācija ir plānota, veidojot spin-off uzņēmumu, kura galvenā kompetence būtu «Z-surface» ražošana un tirdzniecība klientiem, kas izstrādā, ražo un apkalpo ūdens attīrīšanas iekārtas.

Par savu galveno uzdevumu uzskatu saiknes veidošanu ar industriju, tas nozīmē, ka mēs nepārtraukti izzinām klientu vajadzības un problēmas. Es esmu tas cilvēks, kas tiekas, runā, intervē klientus. Manos uzdevumos ietilpst panākt, ka lēmumi par tehnoloģijas attīstību tiek balstīti uz faktiem, nevis pieņēmumiem. Man visnotaļ ir jācenšas būt kvalitatīvam diskusijas partnerim ar pētniecisko komandu, lai atkārtoti ienestu klientu/ tirgus perspektīvu, kad tiek plānots pētnieciskais darbs.»


Informācijai

Farmācijas nozares notekūdeņu attīrīšana

Mērķis: Izstrādāt tehnoloģisko risinājumu un funkcionālus viedos pārklājuma materiālus notekūdeņu attīrīšanai no toksiskiem un grūti sadalāmiem organiskajiem savienojumiem

Komanda: Andris Šutka, Mārtiņš Vanags, Alīna Neščerecka, Dāvids Štēbelis, Guntis Kuļikovskis

Kopīgot rakstu

Informācija par rakstu

Publikācijas datums

21. marts, 2018 plkst. 11:17

Līdzīgi raksti

Universitāte

Jaunumi