Raziskava medsebojno povezanih procesov za trajnostno ravnanje s komunalnim blatom z namenom njegove snovne predelave in recikliranja

Čiščenje odpadne vode temelji na uporabi čistilnih naprav (ČN), kjer pri tem nastajajo velike količine komunalnega blata. Na posamezno populacijsko enoto ČN nastane od 15 do 60 g suhe snovi blata dnevno. V Sloveniji letno nastane približno 38 000 ton suhe snovi blata v celotni EU pa kar 10 milijonov ton suhe snovi blata, kar predstavlja velik okoljski in družbeno-ekonomski problem. Po obdelavi na ČN blato vsebuje od 15 do 75 % suhe snovi, ki jo tvori približno 75 % organskih snovi in manj kot 25 % mineralnih snovi. Zaradi nestabilne sestave, saj ne zagotavlja mehanske trdnosti, mikrobiološke razgradnje in tvorbe metana, blata ni dovoljeno odlagati na odlagališčih odpadkov. Zaradi prevelike vsebnosti potencialno nevarnih snovi (kovin, organskih spojin, mikroplastike, etc.) ga brez obdelave ni mogoče vnašati na kmetijske površine. Zaradi visoke vsebnosti vlage in mineralnih snovi ima skoraj ničelno kurilno vrednost, zato je kurjenje izvedbeno zahtevno, hkrati pa povzroča emisije toplogrednih plinov in potencialno nevarnih snovi. Na drugi strani pa se v EU, s sežigom približno 1 milijona ton ali odlaganjem 0,5 milijona ton blata letno, izgubljajo kritične surovine, na primer fosfor ali organska hranila, ki bi jih potrebovali za bogatenje osiromašenih tal. Postopki recikliranja blata morajo zato v prvi vrsti omogočati predelavo čim večjih količin na ekonomsko sprejemljiv in trajnosten način s čim manjšimi emisijami nevarnih snovi in toplogrednih plinov, pridobljeni proizvodi pa morajo biti okoljsko sprejemljivi in ustrezati tehničnim standardom in smernicam določenega načina rabe. Gradbeništvo predstavlja pomemben segment na področju recikliranja blata z vidika porabe velikih količin materiala, še posebno na področju zemeljskih del. Zato bo v okviru projekta v najširši obliki preučena prav možnost predelava blata v po meri načrtovane in izdelane gradbene kompozite, predvidene za uporabo v zemeljskih delih. Glavni cilj projekta je razvoj medsebojno povezanih procesov, ki omogočajo celostno obravnavo in trajnostno ravnanje z blatom iz čiščenja komunalne odpadne vode, z namenom njegove snovne predelave in recikliranja v materiale, ki se uporabljajo v gradbeništvu. Posebni cilji in naloge projekta pa so naslednji: Ugotoviti in proučiti razlike in trende v sezonskih variacijah v sestavi in lastnostih blata iz različnih ČN. Proučiti učinkovitost procesa biomineralizacije blata v kombinaciji z bioizluževanjem za pridobivanja humusnega materiala za revitalizacijo degradiranih območij. Preučiti postopek ekstrakcije hranil (N-P-K, organska snov) iz blata in potencialno nevarnih snovi iz oglja iz pirolize z mikrobiološkim izluževanjem. Preučiti postopek pirolize blata z namenom pridobivanja energije in oglja. Razviti recepture in postopke za predelavo blata za proizvodnjo okoljsko sprejemljivih kompozitnih gradbenih materialov. Proučiti in določiti možnosti uporabe, določiti smernice za preverjanje lastnosti in kvalitete, in določiti okoljske lastnosti gradbenih kompozitov iz blata. Določiti okoljske vplive preučevanih tehnologij preko analize življenjskega cikla in stroškovnega cikla materialov v okviru primerjalne LCA in LCCA analize. Delo v projektu bo razdeljeno v 9 delovnih sklopov, kjer bodo najprej preučene fizikalno-kemjiske značilnosti blata, nato bodo podrobneje preučeni in optimizirani procesi biomineralizacije, bioizluževanja in pirolize blata. Največji poudarek bo na raziskavah recikliranja blata za pridobivanje gradbenih kompozitov, kjer bodo izvedene geomehanske raziskave in raziskave procesov imobilizacije potencialno nevarnih snovi v kompozitih. Na koncu pa bodo vsi procesi ovrednoteni še z modeliranjem življenjskega in stroškovnega cikla (LCA, LCCA).