Στα πλαίσια του Ερευνητικού προγράμματος «Ερευνώ – Δημιουργώ – Καινοτομώ – Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑΝΕΚ)» έχει ξεκινήσει ένα καινοτόμο πρόγραμμα, το οποίο έχει ως στόχο την αναστολή της έμφραξης των μεμβρανών σε βιοαντιδραστήρες μεμβρανών. Το έργο, προϋπολογισμού 500.000 ευρώ, υλοποιείται με τη συνεργασία της Μηχανικής Περιβάλλοντος Α.Ε., του τμήματος Χημείας του ΑΠΘ και του τμήματος Τεχνολογίας Τροφίμων του ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης, με συγχρηματοδότηση από το ΕΣΠΑ.
Τίτλος του έργου είναι η «Αναστολή της έμφραξης των μεμβρανών σε βιοαντιδραστήρες μεμβρανών με ελεγχόμενη ανάπτυξη νηματοειδών οργανισμών – FILLAMENTMBR».
Στόχος του ερευνητικού έργου είναι η ανάπτυξη μιας καινοτόμου ολοκληρωμένης μεθοδολογίας που βασίζεται στην αξιοποίηση των μικροοργανισμών της ιλύος για τον περιορισμό της έμφραξης στους βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (ΜΒR).
Συντονιστής του έργου είναι ο Σπυρίδων Κολοβός, Διευθύνων Σύμβουλος της Μηχανικής Περιβάλλοντος Α.Ε., υπεύθυνος της επιστημονικής ομάδας του ΑΠΘ είναι ο καθηγητής ΑναστάσιοςΖουμπούλης καιεπιστημονικός υπεύθυνος του έργου και υπεύθυνος της επιστημονικής ομάδας του ΑΤΕΙΘ είναι ο καθηγητής Πέτρος Σαμαράς.
Η λειτουργία των βιοαντιδραστήρων μεμβρανών (MBR) ως εναλλακτικής τεχνικής για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα, ωστόσο η ευρεία εφαρμογή τους περιορίζεται εξαιτίας ενός σημαντικού προβλήματος: την έμφραξη των μεμβρανών που συνδέεται με αυξημένο κόστοςλειτουργίας ενός MBR. Πολλές προσπάθειες έχουν αναφερθεί για την αντιμετώπιση της έμφραξης, οι οποίες όμως έχουν περιορισμένη αποτελεσματικότητα και μερικές φορές υψηλό κόστος εφαρμογής. Επιπλέον, μολονότι η έμφραξη των μεμβρανών οφείλεται κυρίως στην παραγωγή προϊόντων μεταβολισμού από τους μικροοργανισμούς της ενεργού ιλύος, ελάχιστες προσπάθειες έχουν γίνει προς την κατεύθυνση εφαρμογής βιολογικών δράσεων για τη μείωση της έμφραξης.
Η ερευνητική ομάδα του προτεινόμενου έργου, διαπίστωσε σε προκαταρκτικά εργαστηριακά πειράματα τη μείωση του ρυθμού έμφραξης και συνεπώς της διαμεμβρανικής πίεσης με την ελεγχόμενη παρουσία νηματοειδών μικροοργανισμών σε σύγκριση με τους συμβατικούς MBR, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 1. Με το έργο FILLAMENTMBR θα αξιοποιηθεί και θα εξελιχθεί η υπάρχουσα έρευνα. Συνεπώς, αντικείμενο του έργου είναι η βελτιστοποίηση των παραμέτρων λειτουργίας με τη χρήση ενός MBR πιλοτικής κλίμακας, προκειμένου να παράγεται ένας ελεγχόμενος (βέλτιστος) πληθυσμός νηματοειδών μικροοργανισμών και να βελτιστοποιείται έτσι η διήθηση μέσω της μεμβράνης, μειώνοντας ταυτόχρονα τον ρυθμό έμφραξής της και συνεπώς να αναβαθμίζεται η απόδοση των ΜΒR. Η μέθοδος αυτή θα μπορεί να εφαρμοσθεί σε εγκαταστάσεις μεμβρανών πλήρους κλίμακας. Τα πλεονεκτήματά της είναι το χαμηλό κόστος σε συνδυασμό με την υψηλή απόδοση, η άμεση εφαρμογή χωρίς απαιτήσεις για σημαντικές κατασκευαστικές εργασίες στις υφιστάμενες μονάδες, η επέκταση του χρόνου ζωής των μεμβρανών, η μείωση των απαιτήσεων χημικού καθαρισμού και η παραγωγή μικρών όγκων περίσσειας ιλύος.
Στα πλαίσια του έργου FILLAMENTMBR θα κατασκευαστεί πιλοτική μονάδα MBRσε υφιστάμενη μονάδα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων στη Ν. Σάντα με δυναμικότητα επεξεργασίας 1 m3/h, προκειμένου να μελετηθεί η λειτουργία της σε πραγματικές συνθήκες, καθώςεπίσης και η βελτιστοποίηση της απόδοσής της με ελεγχόμενη ανάπτυξη των νηματοειδών βακτηρίων με ταυτόχρονη απομάκρυνση των θρεπτικών συστατικών. Συμπληρωματικά, θα αναπτυχθεί μοντέλο προσομοίωσης της λειτουργίας των MBR με πρόβλεψη της επίδρασης των νηματοειδών οργανισμών στη διαμεμβρανική πίεση.Τέλος, θα διερευνηθεί η βιωσιμότητα της μεθόδου βιολογικού ελέγχου της έμφραξης των μεμβρανών σε μεγάλη κλίμακα με ανάλυση SWAT.
