VALORIFICAREA APEI UZATE ȘI A NUTRIENȚILOR ÎN CADRUL

© Fraunhofer IGB R 23

G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

VALORIFICAREA APEI UZATE ȘI A NUTRIENȚILOR ÎN

CADRUL SISTEMELOR HIDROPONICE

Dr. ing. Marius Mohr Institutul de Inginerie și Biotehnologie IGB Fraunhofer, Germania

Conferința online Aqua Circular 2020

8 octombrie, 2020

1


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


HypoWave – Reutilizarea resurselor în cadrul sistemelor hidroponice

■ Sistemele hidroponice, soluție eficientă de valorificare a resurselor, prin reutilizarea apei uzate în agricultură

■ Sistem cu barieră multiplă, pentru protejarea contaminării apei și solului

■ Finanțare BMBF (ministerul german al cercetării): 2016 – 2019

■ 13 parteneri din Germania: cercetare, industrie, utilități

2


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Provocări

■ Utilizarea nutrienților din apa uzată

■ Fără contaminare cu metale grele, agenți patogeni sau microorganisme rezistente la antibiotice și micropoluanți

■ Descărcarea efluentului în mediu, fără a fi necesară tratarea acestuia

■ Soluție fezabilă economic

Source: Aquatectura

3


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Instalație pilot, Wolfsburg-Hattorf

■ A funcționat în perioada aprilie 2017 - noiembrie 2019 la stația de epurare Wolfsburg-Hattorf

■ Mai multe procese de epurare a apei uzate, desfășurate în paralel

■ Culturi de salată în sere hidroponice, pe linii paralele

4


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Procese în instalația pilot

5

bazin aerare

influent

bazin aerare decantor secundar

efluent SE

linie hidroponică A

linie hidroponică B

linie hidroponică C

linie hidroponică D

reactor ozonificare

filtru biologic cărbune activ

reactor cu pat expandat

anaerob (EGSB)

reactor biologic cu

alimentare secvențială (SBR)

seră /sistem hidroponic


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Instalație pilot – stație de epurare a apei uzate

6

Instalație pilot, Wolfsburg-Hattorf

reactor cu pat expandat

anaerob (EGSB)

reactor biologic cu alimen.

secvențială (SBR) reactor ozonificare

achiziție de date/centru de control

filtru biologic cărbune activ


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Instalație pilot – seră hidroponică

■ Sistem hidroponic cu film de nutrient (NFS)

■ Cultură de salată (Lactuca sativa L.)

■ Răsaduri cu creștere în 20 de zile, 68 de plante pe linie

■ Patru linii principale de distribuire a nutrienților

7


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Rezultate pe instalațiile pilot

■ Sistemul hidoponic funcționează eficient irigat cu apă cu concentrații mici de N, P.*

■ Concentrație scăzută a metalelor grele în salată

■ Ozonificarea și filtrele de cărbune activ asigură îndepărtarea a peste 90% din poluanți, inclusiv a micropoluanților persistenți

■ Preocuparea principală trebuie să fie parametri microbiologici – se recomandă evaluarea riscului de infectare microbiană și implementarea unui sistem de management al calității pe tot fluxul**

Mai multe detalii::

*Alexa Bliedung, Thomas Dockhorn, Jörn Germer, Claudia Mayerl, Marius Mohr; Experiences of running a hydroponic system in a pilot scale for resource-efficient water reuse. Journal of Water Reuse and Desalination (2020)

**Marius Mohr, Thomas Dockhorn, Jörg E. Drewes, Sybille Karwat, Susanne Lackner, Bryan Lotz, Andreas Nahrstedt, Andreas Nocker, Engelbert Schramm, Martin Zimmermann; Assuring water quality along multi-barrier treatment systems for agricultural water reuse. Journal of Water Reuse and Desalination (2020)

8


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Studii de fezabilitate

■ Identificarea condițiilor generale, a barierelor șli factorilor care favorizează folosirea apei uzate la sistemele hidroponice

■ Elaborarea conceptelor de implementare pentru mai multe regiuni, împreună cu părțile interesate

■ Primi pași în implementarea soluțiiilor inovative analizate

9


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Metodologia studiului de fezabilitate

■ Formarea unei echipe interdisciplinare, cu competențe în epurarea apei uzate orășenești, producție agricolă, științe sociale

■ Documentare online, din literatura de specialitate și pe teren asupra condițiilor locale și factorilor care limitează/favorizează folosirea apei uzate la sistemele hidroponice

■ Interviuri cu structură predefinită cu principalele părți interesate

■ Discutarea conceptului rezultat cu actorii locali, pentru validare

■ Publicarea rezultatelor sub formă de broșură: www.hypowave.de

10


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Studiu de fezabilitate Gifhorn

■ Deficit sezonier de apă pentru agricultură

■ Piață pentru produsele locale/regionale

■ Costuri relativ mici pentru apă și nutrienți: fezabil dpdv economic pentru folosirea apei uzate

■ Peste 30 de lagune/iazuri de epurare vor fi conectate la stațiile de epurare (SE) în viitorul apropiat

11


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Evacuarea apei uzate în regiunea Gifhorn

12


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Potențial de aplicare în Weißenberge

■ Weißenberge: 500 locuitori, sisteme de epurare tip iaz/lagună

■ Fezabil dpdv economic, dacă nu este necesară conectarea la SE pentru tratarea ulterioară în sistemele hidroponice

■ Este necesară pre-epurarea efluentului lagunelor, ce conține azot (sub formă de amoniac)

■ Este necesară funcționarea continuă: încălzire, iluminat

■ Este necesar un contract între operatorul sistemului hidroponic și companiile de utilități

13


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Schemă de tratare propusă pentru regiunea Gifhorn

14

filtru biologic cu cărbune activ monitorizare

sistem hidroponic

spălare

aerare

lagună

nutrienți dezinfecție UV


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Rezultate principale ale studiilor de caz

■ Factori care favorizează implementarea:

■ Deficit de apă

■ Infrastructură de epurare insuficient dezvoltată

■ Caracter invovativ prezent la nivel local (pionieri)

■ Principalele bariere:

■ Complexitatea sistemului, dificil de integrat în infrastructura existentă

■ Prețuri scăzute pentru apă și nutrienți

■ Percepția riscurilor

15


G 156

B 125

R 242

G 148

B 0

R 31

G 130

B 192

R 226

G 0

B 26

R 177

G 200

B 0

R 254

G 239

B 214

R 225

G 227

B 227


Date despre proiect

16

Folosirea sistemelor hidroponice pentru valorificarea eficientă a resurselor de apă în agricultură

Documents

VALORIFICAREA APEI UZATE ȘI A NUTRIENȚILOR ÎN CADRUL