Η αξιοποίηση της 3Δ εκτύπωσης (3D printing) αποτελεί μια πρωτοπόρο δυνατότητα που παρέχει σημαντικά οφέλη κατά τον σχεδιασμό και την παραγωγή νέων καινοτόμων προϊόντων. Με την 3Δ εκτύπωση επιταχύνεται ο κύκλος σχεδιασμού, παραγωγής και ελέγχου, επιτρέποντας στον σχεδιαστή να αξιολογήσει άμεσα τη βιωσιμότητα ενός προϊόντος και να ενσωματώσει αλλαγές σχεδιασμού όπου τυχόν απαιτούνται. Από την άλλη πλευρά, η συνεχής αναβάθμιση και εφαρμογή νέων αυστηρότερων κανονισμών για την ποιότητα των υδάτων καθώς και η ανακάλυψη νέων προηγμένων διεργασιών επεξεργασίας λυμάτων έχουν καταστήσει την ώριμη τεχνολογία των αντιδραστήρων ανάπτυξης βιοϋμενίων σε βιοφορείς κατά την αναερόβια και αερόβια επεξεργασία των λυμάτων, μια από τις τρέχουσες τάσεις επεξεργασίας των λυμάτων.

Στόχος του έργου 3D-BIOFILM είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση καινοτόμων φορέων βιοϋμενίου (βιοφορέων) από πάστα ζεόλιθου, φυλλόμορφα αργιλοπυριτικά και άλλα υλικά, σε διατάξεις που μεγιστοποιούν την ειδική επιφάνειά τους και αποκτούν ιδιότητες (ενθυλάκωση) που βελτιώνουν την απόδοση των βιολογικών διεργασιών (βιοενίσχυση). Πρόκειται δηλαδή για την κατασκευή 3Δ αντικειμένων πολύπλοκης σχεδίασης τα οποία παρέχουν τη δυνατότητα μικροβιακής ανάπτυξης (βιoϋμενίου) στην επιφάνειά τους, όταν βρεθούν στο κατάλληλο περιβάλλον. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να συμβάλλουν στη βελτίωση της απόδοσης της αναερόβιας επεξεργασίας λυμάτων, στην αύξηση της παραγωγής μεθανίου και συνεπώς στην αύξηση της παραγόμενης ενέργειας από λύματα. Επίσης μπορούν να συμβάλλουν στη βελτίωση της απόδοσης της αερόβιας επεξεργασίας των λυμάτων και άρα στη διάθεση υψηλής ποιότητας επεξεργασμένων λυμάτων στους υδάτινους αποδέκτες και στην αναβάθμιση του περιβάλλοντος. Τέλος, υπάρχει η πιθανότητα αξιοποίησης και επαναχρησιμοποίησης των 3Δ βιοφορέων ως λιπάσματα αντί για την απλή διάθεσή τους ως απορρίμματα.

Το σύνολο του έργου θα συντονιστεί και υλοποιηθεί από μία ΜΜΕ που ειδικεύεται στον εργαστηριακό και ερευνητικό φυσικοχημικό έλεγχο αποβλήτων, υδάτων, λιπασμάτων και βιοαερίου, η οποία θα υποστηριχθεί με υπεργολαβία από δύο ερευνητικούς φορείς με εμπειρία στην 3Δ εκτύπωση και στη μηχανική των υλικών. Το έργο θα υλοποιηθεί σε 30 μήνες και περιλαμβάνει 5 ενότητες εργασίας. Αρχικά, θα σχεδιαστούν και θα αναπτυχθούν οι 3Δ βιοφορείς με την τεχνολογία της 3Δ εκτύπωσης. Ακολούθως, θα αξιολογηθεί το πρότυπο ανάπτυξης του βιοϋμενίου στους 3Δ βιοφορείς και θα ταυτοποιηθούν οι μικροβιακές κοινότητες. Στη συνέχεια, οι βέλτιστοι βιοφορείς θα αξιοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής μεθανίου στην αναερόβια χώνευση σε αντιδραστήρες σταθερής κλίνης (UASB) και αντιδραστήρες συνεχούς ανάδευσης (CSTR). Παράλληλα, οι βέλτιστοι βιοφορείς θα αξιοποιηθούν για τη βελτίωση της αερόβιας κατεργασίας λυμάτων σε βιοαντιδραστήρες κινούμενης κλίνης βιοϋμενίου (ΜΒΒR) και σε βιοαντιδραστήρες κινούμενης κλίνης βιοϋμενίου σε συνδυασμό με μεμβράνες διήθησης (ΜΒΒR-MBR). Τέλος, θα πραγματοποιηθεί οικονομική και περιβαλλοντική ανάλυση, κατά την οποία θα εκπονηθεί τεχνοοικονομική αξιολόγηση και ανάλυση του κύκλου ζωής τους και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της χρήσης τους.

Τα αποτελέσματα του έργου θα αξιοποιηθούν από την εταιρεία-συντονιστή για την παραγωγή 3Δ βιοφορέων νέας γενιάς, οι οποίοι θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ευρεία κλίμακα για τη βελτίωση των υφιστάμενων ή νέων μονάδων αναερόβιας και αερόβιας επεξεργασίας λυμάτων. Η διάχυση των αποτελεσμάτων θα πραγματοποιηθεί με ποικίλους τρόπους, όπως με δημιουργία αποκλειστικής ιστοσελίδας, με 6 επιστημονικές δημοσιεύσεις σε διεθνή περιοδικά υψηλής απήχησης, 1-2 παρουσιάσεις ετησίως σε επιστημονικά συνέδρια υψηλού κύρους και διοργάνωση ανοιχτής ημερίδας.

Περισσότερα στην ιστοσελίδα του έργου: https://3dbiofilm.gr/