Departament Tehnologii de mediu si soluții tehnologice

Inovăm pentru un viitor sustenabil

Departamentul de Tehnologii de Mediu și Transfer Tehnologic desfășoară activități de cercetare și dezvoltare tehnologică în domeniul tratării resurselor de apă, epurării apelor uzate, valorificării deșeurilor, precum și remedierii solurilor poluate. Obiectivul principal al activității departamentului constă în identificarea și dezvoltarea soluțiilor inovatoare care să susțină activitățile economice, aliniindu-se totodată la protejarea mediului și utilizarea sustenabilă a resurselor.

Direcții de cercetare

Departamentul își desfășoară activitatea în patru direcții principale de cercetare: tratarea resurselor de apă de suprafață și subterane, epurarea apelor uzate, tehnologii avansate de tratare/epurare și valorificarea deșeurilor. Aceste direcții includ cercetări experimentale fundamentale, exploratorii și aplicate, care se concretizează în studii experimentale, metode, procese, produse și tehnologii de mediu. Pentru implementarea activităților, departamentul este structurat în șase compartimente de cercetare, cu specializare specifică: Compartiment de competențe pentru Ecoeficiență și Dezvoltare Durabilă, Compartiment pentru Tehnologii Verzi, Tehnologii fizico-chimice de tratare/epurare, Biotehnologii pentru epurarea apelor uzate industriale și menajere, Biotehnologii pentru valorificarea biomasei, Compartiment Dezvoltare Tehnologică, și trei laboratoare interconectate, dedicate analizelor avansate și testării tehnologiilor: Laborator de Microscopie, Laborator de Investigații Procese și Laborator de Biologie Moleculară.

Prin această structură complexă, departamentul integrează cercetarea fundamentală cu aplicățiile tehnologice, facilitând dezvoltarea unor soluții inovatoare pentru tratarea apei, epurarea apelor uzate, remedierea solurilor și valorificarea resurselor biologice și materiale.

Departamentul efectuează cercetări experimentale pentru fundamentarea aplicării procedeelor de îndepărtare a poluanților din resursele de apă destinate consumului uman și dezvoltarea de soluții avansate pentru asigurarea calității apei potabile, în conformitate cu cerințele legislative în vigoare, incluzând:

  • Dezvoltarea de tehnologii inovatoare pentru îndepărtarea macro- și micropoluantilor anorganici și organici din sursele de apă destinate potabilizării, în contextul implementării legislației europene privind calitatea apei potabile.
  • Minimizarea și controlul formării subprodușilor intermediari rezultați din treaptă de dezinfecție ( trihalometani, acizi haloacetici) în filierele de potabilizare a surselor de apă de suprafață și subterane.
  • Testarea materialelor filtrante pe bază de zeoliți, cărbune activ și a membranelor polimerice pentru eliminarea metalelor grele și a altor contaminanți de interes.
  • Tehnologii alternative destinate modernizării stațiilor de tratare.
  • Tehnologii de integrare a proceselor fotoinduse pentru tratarea resurselor de apă.
  • Cercetări industriale pentru evaluarea eficienței tehnologiilor aplicate și dezvoltarea de soluții tehnologice personalizate pentru optimizarea fluxurilor de tratare a resurselor de apă destinate potabilizării, inclusiv studii pentru retehnologizare, completare fluxuri tehnologice existente ( modificare parametri, înlocuiri și completări reactivi, testare produse noi, recomandări pentru înlocuire utilaje, etc.).

Cercetările experimentale elaborate urmăresc promovarea tehnologiilor și biotehnologiilor emergente alternative pentru epurarea apelor uzate municipale și industriale. În acest sens, departamentul dezvoltă tehnologii inovatoare de epurare, protejate prin drepturi de proprietate intelectuală, pentru îndepărtarea poluanților, incluzând:

  • Biotehnologii bazate pe valorificarea proceselor și resurselor naturale, alternative la biotehnologiile tradiționale, menite să sprijine sectorul epurării apelor uzate și operatorii serviciilor de alimentare cu apă și canalizare:
  • Biotehnologie bazată pe utilizarea microalgelor pentru epurarea apelor uzate și recuperarea de resurse.
  • Biotehnologie pentru epurarea apelor uzate rezultate din surse descentralizate și sezoniere, utilizând tehnologia de vermifiltrare (lumbrifiltrare) în complementaritate cu procesele de fitoremediere.
  • Tehnologie pentru tratarea levigatului rezultat din depozitele de deșeuri.
  • Soluții de optimizare a fluxurilor de epurare a apelor uzate industriale și menajere.
  • Testare materiale pentru îndepărtarea contaminanților.
  • Dezvoltarea de soluții tehnologice personalizate pentru epurarea apelor uzate industriale și municipale cu matrice complexă de impurificare, inclusiv studii pentru retehnologizare și completare a fluxurilor tehnologice existente.
  • Studii pentru evaluarea eficienței produselor și tehnologiilor aplicate, precum și elaborarea de soluții personalizate pentru controlul proceselor biologice implicate, prin monitorizarea diversității și dinamicii microbiologice utilizând metode de biologie moleculară și microscopie.

În contextul reglementărilor stricte privind calitatea apei și impactul poluanților emergenți asupra ecosistemelor acvatice, departamentul desfășoară cercetări avansate pentru dezvoltarea și optimizarea tehnologiilor inovatoare de tratare și epurare. Aceste tehnologii vizează eliminarea eficientă a poluanților și micropoluanților, îmbunătățirea performanței proceselor existente și reducerea impactului asupra mediului, incluzând:

  • Tehnologie hibridă bazată pe utilizarea reactoarelor fotocatalitice membranare (PMR) solare pentru epurarea apelor uzate municipale și eliminarea compușilor farmaceutici.
  • Procese hibride de separare membranară și oxidare pentru eliminarea metalelor grele și substanțelor toxice.
  • Testarea sistemelor sono/sono-foto-Fenton pentru creșterea biodegradabilității și a eficienței de îndepărtare a compușilor de interes.
  • Tehnologii pentru eliminarea compușilor organici halogenați din apele uzate prin oxidare avansată și biodegradare anaerobă.

Pentru a reduce impactul deșeurilor asupra mediului și a promova utilizarea eficientă a resurselor, departamentul dezvoltă și implementează strategii sustenabile de gestionare și valorificare. Prin tehnologii avansate, vizăm recuperarea materialelor valoroase, conversia deșeurilor în resurse utile și integrarea principiilor economiei circulare în procesele industriale, incluzând:

  • Valorificarea nămolurilor din procesele de epurare pentru recuperarea energiei și conversia acestora în resurse reutilizabile.
  • Tehnologie de diminuare a conținutului de ioni metalici din ape uzate, utilizând materiale derivate din deșeuri biologice ( biomasă reziduală agricolă).
  • Tehnologie de compostare intensivă termofilă, utilizând energia remanentă a apei geotermale pentru biodegradarea rapidă a deșeurilor organice (în curs de validare).
  • Tehnologie pentru obținerea de hidrogen regenerabil, rezultat din valorificarea resurselor de biomasă utilizate în procesele de epurare a apelor uzate.
  • Soluții pentru valorificarea deșeurilor în colaborare cu parteneri privați pentru dezvoltarea de produse/materiale reutilizabile ( fertilizanți pentru agricultură, materiale compozite cu aplicabilitate în industria construcțiilor).
  • Tehnologie emergentă pe bază de ozon și percarbonat de sodiu, destinată tratării nămolului și recuperării resurselor.

În cadrul direcțiilor de cercetare primare, departamentul oferă consultanță, asistență tehnică și expertiză în domeniile sale de activitate. Totodată, aplică principii de ecoeficiență și simbioză industrială pentru optimizarea proceselor operatorilor industriali, contribuind la modernizarea și retehnologizarea acestora prin elaborarea de soluții sustenabile care reduc impactul asupra mediului și costurile operaționale.

Complementar laboratoarelor de dezvoltare tehnologică, departamentul cuprinde un Laborator de Microscopie avansată pentru monitorizarea proceselor biologice și fizico-chimice, utilizând tehnici de microscopie optică, stereomicroscopie, microscopie confocală și microscopie electronică:

  • Microscopia optică permite analiză structurală a microorganismelor și matricelor biologice, fiind utilizată în monitorizarea proceselor biologice și evaluarea caracteristicilor morfologice ale nămolului activ.
  • Stereomicroscopia este utilizată pentru observarea probelor în relief și analiză texturilor suprafețelor la scară micrometrică, având aplicabilitate extinsă, precum ar fi: evaluarea particulelor solide, a biomasei și sedimentelor.
  • Microscopia confocală cu laser (CLSM) permite analiză tridimensională a structurilor biologice, utilizând fluorescența pentru evidențierea distribuției și interacțiunilor celulare în ecosistemele de epurare biologică.
  • Microscopia electronică (SEM) este utilizată pentru caracterizarea detaliată a structurilor micro- și nanometrice, incluzând analiză suprafeței materialelor filtrante, a biomasei și a particulelor solide rezultate din procesele de tratare/epurare a apei și de remediere a solului.

De asemenea, departamentul dispune de laboratoare destinate investigațiilor analitice (analiză parametri fizico-chimici) prin metode chimice convenționale și instrumentale, precum și de un laborator destinat studiilor biologice, axat pe utilizarea resurselor naturale biologice, de la identificare taxonomică, selecție, conservare și cultivare, până la testarea culturilor și analiză biomasei pentru identificarea profilului în produși utili (carbohidrați, pigmenți, lipide, proteine). În plus, departamentul integrează și dezvoltarea de soluții pentru remedierea solurilor poluate cu produse organice periculoase și metale grele prin aplicarea de ecotehnologii, contribuind astfel la refacerea terenurilor afectate de poluare și integrarea acestora în circuite productive sustenabile.

Complementar activităților de cercetare, departamentul se axează pe dezvoltarea profesională și extinderea colaborărilor internaționale, fiind partener în proiecte de cercetare, formare și transfer de cunoștințe. Aceste inițiative includ participarea la dezvoltarea centrelor de excelență în economia circulară a apei, sprijinind inovația și accelerarea tehnologică pentru soluții sustenabile și la consolidarea mobilității și expertizei cercetătorilor în economia circulară, facilitând colaborarea dintre ecosistemul de cercetare și sectorul industrial.