Globalne ocieplenie spowodowane nadmierną emisją CO2, zmiany klimatu, rabunkowa eksploatacja zasobów naturalnych doprowadziły do punktu, w którym przyszłość naszej planety stoi pod znakiem zapytania. Jest bardzo możliwe, że jeżeli teraz nie wprowadzimy znaczących działań na rzecz ochrony środowiska, to życie na Ziemi za kilkadziesiąt lat będzie wyglądać zupełnie inaczej. Korzystając z wiedzy naukowców oraz ze specjalistycznego sprzętu PŁ, możemy mieć realny wpływ na poprawę stanu środowiska naturalnego. Dobrym przykładem takich działań są badania prowadzone w ramach projektu TEX-WATER-REC. Ich celem jest opracowanie nowoczesnej technologii recyklingu wody w przemyśle tekstylnym.
Jedna para jeansów to około 8 tys. zużytej wody
Centrum zainteresowania tego projektu stanowi woda, będąca kluczowym zasobem w produkcji przemysłowej, ale także dobrem niezbędnym do życia. Zastanówmy się, czy jako konsumenci jesteśmy świadomi, jak ogromne ilości wody pochłania produkcja tekstyliów? Czy kupując nową parę jeansów, myślimy o tym, że na ich wyprodukowanie zużyto około 8 tys. litrów wody? Dla większości osób pytania te pozostają bez odpowiedzi, a mimo to zainteresowanie technologiami, które umożliwiają ograniczenie zużycia wody, lawinowo rośnie wśród producentów tekstyliów. Także konsumenci są coraz częściej zaciekawieni, czy nabywane przez nich produkty są ekologiczne.
Światowy trend produkcji tekstyliów to recykling
Trend wprowadzania wodooszczędnych technologii jest powszechny na światowym rynku produkcji tekstyliów. Międzynarodowi gracze, jak chociażby producenci jeansów takich marek jak: Levi Strauss, IKEA, H&M ograniczają zużycie wody. Natomiast ponowne użycie tej samej wody, czyli jej recykling, stanowi cel nadrzędny i jest niezwykle pożądane w procesach produkcji przemysłowej.
Dlaczego ścieki włókiennicze to wyzwanie naukowe?
Zapotrzebowanie na technologie recyklingu wody dla potrzeb przemysłu tekstylnego jest bardzo duże. Jednocześnie trzeba pamiętać, że opracowanie takich technologii wymaga specjalistycznej wiedzy i stanowi realny problem naukowy. Produkcja tekstyliów nierozerwalnie wiąże się z koniecznością stosowania procesów intensywnej obróbki chemicznej. Z tego powodu zanieczyszczenie ścieków włókienniczych detergentami, barwnikami i środkami pomocniczymi (sole, kwasy, zasady) jest nieuniknione. Skutkuje to wysoką zasadowością, zasoleniem i niezwykle intensywną barwą tych ścieków, co wiąże się z ich bardzo niską podatnością na biodegradację. W konsekwencji przesłanie takiego ścieku do zbiorowych komunalnych systemów oczyszczania, opartych głównie na procesach biologicznych (osad czynny) może prowadzić do ich wadliwego działania i emisji zanieczyszczeń poza obręb systemu do środowiska naturalnego.
Nowe technologie w służbie środowiska
Opracowanie technik oczyszczania ścieków włókienniczych wymaga indywidualnego podejścia i zastosowania nowych, nieszablonowych rozwiązań. Tak powstała idea projektu TEX-WATER-REC. W tym przypadku to zimna plazma jest narzędziem służącym do ochrony środowiska. Oczyszczenie silnie zanieczyszczonych ścieków, zawierających barwniki, tak, żeby możliwe było ponowne ich wykorzystanie, to duże wyzwanie techniczne. Jedną z najbardziej obiecujących metod oczyszczania o potencjale implementacyjnym jest ozonowanie w obecności katalizatora. Tu z pomocą przychodzi zimna plazma. Opracowanie nowych, efektywnych katalizatorów stanowi sedno projektu TEX-WATER-REC. Wraz z kolegami z Katedry Inżynierii Molekularnej (WIPOŚ PŁ), wykorzystując nowatorską technikę zimnej plazmy, wytwarzamy cienkowarstwowe katalizatory naniesione na stałe podłoże o rozbudowanej geometrii. W ten sposób powstają nowoczesne, aktywne nanostrukturalne materiały, pokrywające powierzchnię metalowej siatki. Materiały te pełnią funkcję katalizatora heterogenicznego w procesie ozonowania, zwiększając efektywność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków. Opracowane rozwiązanie techniczne (reaktor z katalizatorem plazmowym) testowane będzie w powiększonej skali w warunkach przemysłowych.
Z laboratorium do przemysłu
Projekt TEX-WATER-REC jest finansowany z funduszy norweskich w ramach programu Małych Grantów Norweskich (Small Grant Scheme). Wstępne wyniki badań laboratoryjnych są obiecujące. Za dwa lata spodziewam się pozytywnego efektu realizacji projektu, czyli w pełni opracowanej, gotowej do wdrożenia technologii recyklingu wody.
Od 13 lat pracuję w przemyśle i łączę pracę w Katedrze Inżynierii Molekularnej Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska z kierowaniem Działem B+R w farbiarni tekstyliów w Zakładzie Włókienniczym Biliński sp. j. w Konstantynowie Łódzkim. Wiele technologii opracowanych z moim udziałem zostało pomyślnie wdrożonych i jest stosowanych w praktyce przemysłowej. Farbiarnia z Konstantynowa jako jedna z nielicznych na świecie może pochwalić się w pełni funkcjonalnym systemem recyklingu wody. W tej firmie około 50% wody jest używane ponownie w procesach do produkcji, co stanowi ponad 1 tys. m3 tego zasobu każdego dnia.
Adiunkt w Katedrze Inżynierii Molekularnej Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ (K94)
