Katedra prowadzi badania w obszarze termochemicznej i biologicznej konwersji biomasy i materiałów odpadowych, wytwarzania i zastosowania biocharu oraz kompleksowej oceny środowiskowej, ekonomicznej i społecznej technologii. Łączymy badania eksperymentalne z analizą całych łańcuchów technologicznych, od charakterystyki surowca i prowadzenia procesu, przez ocenę produktów, aż po analizę możliwości ich wykorzystania.
Piroliza biomasy i materiałów odpadowych
Rodzaj badań: badania procesu pirolizy oraz wpływu warunków prowadzenia procesu na właściwości otrzymywanych produktów.
Prowadzimy eksperymentalne badania pirolizy biomasy, pofermentu oraz innych materiałów organicznych w szerokim zakresie temperatur i kontrolowanych warunkach procesowych. Możemy analizować wpływ temperatury, szybkości nagrzewania, czasu przebywania materiału oraz atmosfery procesu na uzysk i właściwości biocharu oraz pozostałych produktów pirolizy.
Proces może być prowadzony w atmosferze inertnej N₂ lub CO₂, atmosferze reaktywnej z udziałem H₂O, a także w warunkach podwyższonego ciśnienia. Możliwe jest również pozyskiwanie ciekłych produktów pirolizy do dalszych badań.
Badania mogą służyć zarówno optymalizacji procesu, jak i opracowaniu warunków pozwalających uzyskać produkty o właściwościach dostosowanych do określonego zastosowania.
Biochar – produkcja, modyfikacja i zastosowanie
Rodzaj badań: otrzymywanie biocharów o określonych właściwościach oraz ocena możliwości ich wykorzystania.
Prowadzimy badania nad produkcją biocharu z różnych rodzajów biomasy i materiałów odpadowych. Właściwości otrzymywanego materiału mogą być kształtowane poprzez odpowiedni dobór parametrów pirolizy, wstępną modyfikację surowca oraz dalszą chemiczną lub fizyczną aktywację biocharu.
Możemy analizować zależność pomiędzy rodzajem materiału wejściowego, warunkami procesu i właściwościami końcowego produktu, a następnie oceniać jego przydatność do konkretnych zastosowań, w szczególności środowiskowych, glebowych i związanych z immobilizacją zanieczyszczeń.
Pozwala to prowadzić cały proces badawczy – od doboru surowca i parametrów pirolizy do eksperymentalnej weryfikacji działania otrzymanego biocharu.
Proces kompostowania bioodpadów
Rodzaj badań: konwersja odpadów biodegradowalnych w procesie kompsotowania.
Przeprowadzamy proces kompostowania w celu uzyskania naturalnych nawozów przy jednoczesnym zagospodarowania frakcji odpadowej. Proces zachodzi w laboratoryjnym reaktorze w obecności wyselekcjonowanego szczepu bakterii przyspieszających rozkład odpadów.
Badamy wpływ różnych substratów oraz dodatków do kompostu na finalne parametry otrzymanego produktu, w tym: zawartość węgla organicznego, humusów, udział minerałów oraz mikro i makro elementów.
Charakterystyka fizykochemiczna materiałów
Rodzaj badań: określanie składu chemicznego, właściwości paliwowych, energetycznych i powierzchniowych materiałów.
Wykonujemy charakterystykę biomasy, materiałów odpadowych oraz produktów procesów termochemicznych. Badania obejmują m.in. oznaczanie zawartości C, H, S, N, Cl, P, K, Li, Ca, Ba i Na, a także wilgotności, zawartości popiołu, części lotnych, wartości opałowej oraz wybranych właściwości związanych z zachowaniem materiału w procesach termicznych.
Do charakterystyki właściwości powierzchniowych wykorzystujemy również spektroskopię FTIR, pozwalającą na identyfikację grup funkcyjnych oraz ocenę zmian zachodzących w materiale w wyniku pirolizy, aktywacji lub innych procesów modyfikacji.
Badania umożliwiają kompleksowe porównanie materiału wejściowego i produktu oraz określenie jego potencjału do dalszego zastosowania.
Badania gleb i eksperymenty roślinne
Rodzaj badań: ocena rzeczywistego oddziaływania biocharu i innych materiałów na glebę oraz wzrost i rozwój roślin.
Prowadzimy eksperymenty roślinne w kontrolowanych warunkach klimatycznych. Możemy badać wpływ rodzaju i dawki biocharu na rozwój roślin oraz analizować jego zastosowanie jako dodatku poprawiającego właściwości gleby.
Badania mogą dotyczyć również retencji składników odżywczych, immobilizacji zanieczyszczeń oraz wykorzystania biocharu w procesach remediacji gleb zanieczyszczonych.
Kontrolowane warunki prowadzenia eksperymentów pozwalają porównywać działanie różnych materiałów oraz wiarygodnie określać zależność pomiędzy ich właściwościami a obserwowanym efektem środowiskowym.
Fermentacja beztlenowa, biogaz i procesy fermentacyjne
Rodzaj badań: eksperymentalne badania biologicznej konwersji substratów organicznych.
Prowadzimy laboratoryjne badania fermentacji beztlenowej i produkcji biogazu, z możliwością kontroli podstawowych parametrów procesowych i ciągłej rejestracji danych.
Badania mogą obejmować porównanie różnych substratów, współfermentację, wpływ parametrów prowadzenia procesu oraz zastosowanie dodatków poprawiających jego przebieg. Możliwe jest także badanie interakcji pomiędzy procesami biologicznymi i termochemicznymi, np. poprzez wykorzystanie biocharu lub wybranych produktów pirolizy w procesach fermentacyjnych.
Posiadana infrastruktura pozwala również prowadzić badania fermentacji mikrobiologicznej oraz ciemnej fermentacji ukierunkowanej na produkcję wodoru.
Analiza cyklu życia (LCA)
Rodzaj badań: ocena oddziaływania środowiskowego produktów, procesów i technologii w całym cyklu życia.
Wykonujemy kompleksowe analizy Life Cycle Assessment (LCA) dla technologii istniejących oraz rozwiązań znajdujących się na etapie rozwoju. Analizie mogą podlegać pojedyncze procesy, całe instalacje, produkty lub zintegrowane łańcuchy technologiczne.
Ocena może obejmować m.in. emisje gazów cieplarnianych, zużycie energii i zasobów, emisje do środowiska oraz inne kategorie oddziaływania. LCA wykorzystujemy również do porównywania wariantów technologicznych, identyfikacji hotspotów środowiskowych i wskazywania możliwości optymalizacji rozwiązania.
Szczególnym obszarem naszych kompetencji są technologie energetyczne, gospodarka odpadami, gospodarka o obiegu zamkniętym, biogaz, biomasa, procesy odzysku zasobów oraz nowe technologie środowiskowe.
Analiza kosztów w cyklu życia (LCC)
Rodzaj badań: ocena kosztów technologii i produktów w całym cyklu ich funkcjonowania.
Analizy Life Cycle Costing (LCC) pozwalają określić rzeczywistą efektywność ekonomiczną rozwiązania z uwzględnieniem nie tylko kosztów inwestycyjnych, lecz również kosztów eksploatacji, energii, materiałów, utrzymania instalacji oraz zagospodarowania produktów ubocznych i odpadów.
Metoda może być stosowana do porównywania alternatywnych technologii i scenariuszy, a jej wyniki mogą być bezpośrednio integrowane z analizą LCA.
Zintegrowane badania technologii
Posiadane kompetencje pozwalają łączyć poszczególne metody w kompletne ścieżki badawcze, obejmujące zarówno część eksperymentalną, jak i ocenę technologii.
Przykładowo możliwe jest przeprowadzenie badań w układzie:
biomasa / materiał odpadowy → piroliza → biochar → charakterystyka → modyfikacja → zastosowanie glebowe → eksperymenty roślinne
lub:
substrat organiczny → fermentacja → biogaz i poferment → dalsze zagospodarowanie produktów.
Wyniki badań eksperymentalnych mogą następnie zostać wykorzystane jako dane wejściowe do LCA, LCC i SEA, umożliwiając ocenę całego rozwiązania technologicznego, a nie jedynie jego pojedynczego etapu.
Ocena społeczno-ekonomiczna (SEA) i zintegrowana ocena zrównoważoności
Rodzaj badań: rozszerzona ocena technologii uwzględniająca aspekty środowiskowe, ekonomiczne i społeczne.
Prowadzimy analizy pozwalające ocenić rozwiązania technologiczne w szerszej perspektywie zrównoważonego rozwoju. Podejście może obejmować zarówno ocenę parametrów technologicznych, jak i konsekwencji środowiskowych, ekonomicznych oraz społecznych związanych z wdrożeniem danego rozwiązania.
Połączenie LCA, LCC i SEA umożliwia kompleksowe porównanie alternatywnych technologii i wspiera podejmowanie decyzji dotyczących ich dalszego rozwoju, optymalizacji i wdrażania.
Bioaerozole i mikrobiologiczna jakość powietrza
Rodzaj badań: kompleksowa ocena mikrobiologicznej jakości powietrza, charakterystyka bioaerozoli oraz analiza antybiotykooporności mikroorganizmów obecnych w powietrzu.
Prowadzimy badania nad występowaniem, składem i zmiennością bioaerozoli w powietrzu wewnętrznym i zewnętrznym. Analizy obejmują pobór próbek bioaerozoli zawierających bakterie i grzyby mikroskopowe, ocenę liczebności i identyfikację mikroorganizmów oraz określenie wpływu warunków środowiskowych i specyfiki badanego obiektu lub procesu na mikrobiologiczną jakość powietrza. Badania pozwalają również na identyfikację potencjalnych źródeł emisji bioaerozoli i ocenę ich rozprzestrzeniania. Istotnym obszarem naszych badań jest także antybiotykooporność mikroorganizmów izolowanych z powietrza, obejmująca ich identyfikację oraz określanie profili wrażliwości na wybrane antybiotyki. Pozwala to na ocenę występowania i zróżnicowania mikroorganizmów antybiotykoopornych w bioaerozolach pochodzących z różnych środowisk.
Aparatura do poboru i badań bioaerozoli
Dysponujemy aparaturą umożliwiającą pobór bioaerozoli z zastosowaniem różnych technik próbkowania, dobieranych odpowiednio do charakteru badanego środowiska i celu prowadzonych badań. Wykorzystujemy m.in. impaktory oraz próbniki guzikowe, pozwalające na pobór aerozoli biologicznych zarówno w środowisku wewnętrznym, jak i zewnętrznym.
Zastosowanie różnych technik poboru umożliwia pozyskanie materiału do dalszych analiz mikrobiologicznych, w tym oceny liczebności i składu mikroorganizmów, ich identyfikacji oraz charakterystyki antybiotykooporności. Pozwala to na prowadzenie badań obejmujących cały proces – od poboru bioaerozolu po szczegółową charakterystykę mikrobiologiczną uzyskanych próbek.
Badania składu morfologicznego / granulometrycznego (sitowego) odpadów
Chcesz sprawdzić skład morfologicznych odpadów w celu oceny ich potencjału do recyklingu lub optymalizacji procesu ich sortowania/przetwarzania? - zgłoś się do nas z zapytaniem ofertowym.
Rodzaj badań: badania składu morfologicznego odpadów z uwzględnieniem sposobu zbiórki odpadów, typu zabudowy, pory roku i innych czynników mających wpływ na zmienność tego składu – każdorazowo przygotowujemy plan, zakres badań, sposób, miejsce i częstotliwość poboru prób w uzgodnieniu z zlecającym badania. Zakres badań jest ściśle omawiany ze Zleceniodawcą np. w kwestii ilości identyfikowanych frakcji materiałowych czy granulometrycznych, które mają objąć badania.
Prowadzimy badania składu morfologicznego odpadów komunalnych selektywnie zbieranych, zmieszanych a także innych niż komunalne.
Możemy też identyfikować rodzaj odpadów nielegalnie deponowanych na terenie Polski we współpracy z organami kontrolnymi(WIOŚ) i policją.
Badania i opracowany na ich podstawi raport mogą służyć zarówno ocenie możliwości ich recyklingu / odzysku z wykorzystaniem energii / unieszkodliwiania jak i np. optymalizacji procesu ich zbiórki/sortowania/przetwarzania.
Mamy duże doświadczenie w realizacji tego typu badań, o czym świadczą pozytywne referencje od czołowych firm zajmujących się gospodarowaniem odpadami komunalnymi w Polsce.
Dysponujemy profesjonalnym sprzętem badawczym w postaci wag / dużych sit o różnej średnicy otworów itp.
Badania procesów spalania i współspalania: węgli, biomasy, palnych frakcji odpadów
Rodzaj badań: badania procesu spalania i współspalania substancji stałych i półpłynnych oraz wpływu warunków prowadzenia procesu na skład spalin i wybrane parametry żużli i popiołów.
Prowadzimy badania procesów spalania i współspalania węgli, biomas oraz palnych frakcji odpadów (w tym RDFu). Badania prowadzone są zarówno na stanowiskach laboratoryjnych (w tym umożliwiających prowadzenie badań w stosunkowo dużej skali) jak i na obiektach przemysłowych zleceniodawców badań.
W ramach badań laboratoryjnych, możliwa jest symulacja różnych warunków pracy paleniska rusztowego i retortowego. W ramach prowadzonych badań istnieje możliwość m.in. badania wpływu czasu realizacji procesu oraz grubości warstwy paliwa, sterowania temperaturą początku procesu, badania wpływu wielkości strumienia powietrza i jego rozkładu (w czasie, czy też na długości rusztu). Oznaczany może być skład spalin (w tym zawartość pyłów) i pobierane próbki stałych pozostałości poprocesowych. Zarówno w przypadku spalanych substancji jaki i stałych pozostałościach poprcesowych, mamy możliwość wykonania oznaczenia kilkudziesięciu ich parametrów.
Badania mogą służyć ocenie skutków ekologicznych badanego procesu jak i optymalizacji procesu, czy też wskazaniu możliwości zagospodarowania pozostałości poprocesowych.
W przypadku badań realizowanych na obiektach przemysłowych, dokonujemy m.in.: oceny technicznej instalacji i możliwości jej modernizacji, planujemy badania, realizujemy badania (w całości lub częściowo) oraz opracowujemy ich wyniki (statystycznie i merytorycznie).
Aparatura
Stanowisko laboratoryjne do symulacji pracy paleniska rusztowego. Stanowisko umożliwia realizację badań procesów spalania i współspalania substancji stałych (m.in. węgli, biomasy, poszczególnych palnych frakcji odpadów, RDFu). Stanowisko umożliwia realizację badań w znacznej skali - bowiem pojedyncza spalana próbka może mieć masę nawet kilku kilogramów. Stanowisko pozwala m.in. na: sterowanie początkową i końcową temperaturą procesu, sterowanie i pomiar wielkości strumienia powietrza, pomiar temperatur, pomiar składu spalin (w tym pyłu).
