Instytut Inżynierii Środowiska prowadzi działalność naukowo-badawczą obejmującą analizy teoretyczne, prace badawcze i pomiarowe głównie w dyscyplinie naukowej inżynierii środowiska, górnictwa i energetyki.
Wybraną tematykę badań naukowych podejmowanych w Instytucie przedstawiono poniżej (listy rozwijane po kliknięciu na nazwę zakładu).
- Technologia oczyszczania ścieków
- Efektywne usuwanie związków węgla, azotu i fosforu ze ścieków komunalnych
- Intensyfikacja procesów oczyszczania ścieków z wykorzystaniem technologii MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
- Oczyszczanie ścieków przemysłowych, w tym z przemysłu spożywczego i kosmetycznego
- Usuwanie niebezpiecznych zanieczyszczeń ze ścieków
- Analiza fizykochemiczna ścieków
- Badania efektywności oddziaływania reagentów chemicznych i biochemicznych w procesach oczyszczania wód, ścieków i gruntów
- Opracowanie technologii oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych
- Gospodarka odpadami, biorafinerie
- Rozwój technologii biorafinerii (gospodarka obiegu zamkniętego)
- Nowe koncepcje gospodarki odpadami
- Technologie produkcji biogazu, biopaliw i biochemikaliów
- Analizy techniczno-ekonomiczne bioprocesów i biorafinerii
- Unieszkodliwianie odpadów organicznych przez kompostowanie
- Systemy kanalizacyjne
- Modelowanie odpływu wody deszczowej ze zlewni miejskich w warunkach przepływu nieustalonego
- Badanie jakości wód opadowych, sposobów ich zagospodarowania i uzdatniania do celów pitnych lub technologicznych
- Technologie bezwykopowe przy budowie i renowacji sieci kanalizacyjnych
- Technologie uzdatniania wody, dezynfekcja i bezpieczeństwo wody
- Zaawansowane, innowacyjne technologie uzdatniania wody
- Optymalizacja działań eksploatacyjnych w systemach wodociągowych, inteligentnych sieciach wodociągowych oraz poszukiwanie nowych zastosowań dla zintegrowanych systemów GIS i modeli hydraulicznych sieci wodociągowych
- Ocena technologiczna sprawności i efektywności oczyszczalni i stacji uzdatniania wód
- Ocena strategii, programów, koncepcji oraz projektów dotyczących modernizacji i rozwoju wodociągów
- Zarządzanie sieciami wodociągowymi i kanalizacyjnymi:
- Ocena i weryfikacja wniosków o zatwierdzenie taryf za wodę i ścieki dla przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych
- Badania algorytmów analiz przestrzennych dla systemów zaopatrzenia w wodę i odprowadzania ścieków
- Analizy egzergetyczne systemów zaopatrzenia w wodę
- Analizy jakości wody w sieciach wodociągowych
- Opracowanie nowych algorytmów matematycznych sterowania elementami sieci wodociągowych
- Urządzenia technicznego wyposażenia budynków:
- Ocena, analizy i optymalizacja cieplno-przepływowych charakterystyk zarówno pojedynczych elementów, jak i całych instalacji technicznego wyposażenia budynków, w szczególności grzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych, wodociągowych, ściekowych i gazowych – metodami pomiarowymi i symulacyjnymi
- Symulacje charakterystyk użytkowych instalacji HVAC i wodociągowych
- Analizy danych dotyczących parametrów pracy systemów technicznego wyposażenia
- Badania in-situ instalacji technicznego wyposażenia budynków, w tym m.in. pomiary, monitoring i ocena układów grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, pomp ciepła, wymienników gruntowych, kotłowni i ciepłowni
- Środowisko wewnętrzne w budynkach i interakcja budynków z otoczeniem:
- Budownictwo energooszczędne i pasywne – ocena, analiza, pomiary kontrolne, audyty i charakterystyki energetyczne budynków
- Analizy wykorzystania odnawialnych źródeł energii w budownictwie, w tym bioenergii i pomp ciepła
- Badania możliwości poprawy parametrów energetycznych i zdrowotnych środowiska wewnętrznego budynków
- Analizy fizycznej, chemicznej i biologicznej jakości powietrza w budynkach
- Analizy oddziaływania obiektów i inwestycji na środowisko (ochrona powietrza)
- Badania interakcji człowiek-budynek
- Symulacje charakterystyk użytkowych osłon termicznych budynków
- Analizy danych dotyczących zużycia energii w budynkach
- Badania jakości środowiska wewnętrznego
- Badania in-situ istniejących budynków w zakresie testów szczelności (blower-door), pomiarów termograficznych, pomiarów i monitoringu parametrów środowiskowych (temperatury, wilgotności, prędkości, promieniowania słonecznego, komfortu cieplnego, liczby cząstek i stężenia CO2 w powietrzu)
W działalności badawczej Instytutu wykorzystywana jest zaawansowana aparatura, w tym m. in.:
- aparat dwupłytowy FOX 200 do pomiarów przewodności cieplnej materiałów budowlanych,
- system NEMo OAQ oraz MiniXT OnDemand do rejestracji jakości powietrza,
- zestaw Minneapolis Blower Door™ do wykonywanie testów szczelności powietrznej budynków,
- kamera termograficzna Flir T660 do badania jakości termoizolacji obiektów budowlanych i przemysłowych,
- automatic Methane Potential Test System do badania procesów fermentacji,
- zestawy bioreaktorów do prowadzenia procesów fermentacyjnych w trybie ciągłym oraz wsadowym.
- chromatograf gazowy z detektorem termokonduktometrycznym (TCD) oraz detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (FID) do analizy jakościowej i ilościowej próbek metodą chromatografii gazowej (GC).
W Instytucie realizowane są także projekty badawcze. Wybrane przedstawiono poniżej (listy rozwijane po kliknięciu na nazwę zakładu).
- Resilent Water Innovation for Smart Economy (REWAISE), Horyzont2020
Celem projektu REWAISE jest stworzenie nowego „inteligentnego ekosystemu wodnego”, poprzez zintegrowanie inteligentnych systemów cyfrowe dla zdecentralizowanych usług wodnych i procesu decyzyjnego, angażując wszystkich podmioty z uwzględnieniem prawdziwej wartości wody, zmniejszeniem zużycia słodkiej wody i energii oraz odzyskiwaniem składników odżywczych i materiałów. Wynikiem będzie bez emisyjny, zrównoważony cykl hydrologiczny zgodny z koncepcją odpornej gospodarki o obiegu zamkniętym.
https://rewaise.eu/the-project/ - Integrated System for Simultaneous Recovery of Energy, organics and Nutrients and generation of valuable products from municipal wastewater (SIREN), POLNOR2019
Projekt SIREN powstał aby wykazać, że ścieki nie powinny już być traktowane jako zagrożenie, ale jako pula zasobów z potencjałem do odzysku i wytwarzania wielu cennych produktów, takich jak biopolimery organiczne, składniki odżywcze, metale ciężkie, biopaliwa, energia cieplna itp.
https://siren.put.poznan.pl/pl/strona-startowa/ - WasteValue, POLNOR2019
Projekt WasteValue opiera się na założeniach gospodarki obiegu zamkniętego i zgodnie z takimi wytycznymi podejmuje tematykę związaną z odzyskiwaniem zasobów z odpadów spożywczych i osadów rybnych. Głównym celem WasteValue jest stworzenie innowacyjnej biorafinerii do produkcji biopaliw i wysokiej jakości nawozów rolniczych z różnych strumieni odpadowych, co stanowi innowacyjne podejście do zagadnień łagodzenia skutków zmiany klimatu i docelowo wspiera przejścia na zrównoważoną biogospodarkę.
https://wastevalue.put.poznan.pl/ - Production of hydroxyalkanoate copolymers in gas fermentation of methane with mixed microbial consortia (methane2pha project), SONATA 15, Narodowe Centrum Nauki
Ogólnym celem projektu jest ocena możliwości syntezy kopolimerów PHA (polihydroksyalkaniany) z metanu jako substratu poprzez wykorzystanie mieszanych kultur bakterii. Badania zmierzają do zbadania strategii kontroli składu kopolimeru PHA poprzez dostosowanie stężenia i rodzaju dodatkowego źródła węgla podawanego do reaktora na przemian z metanem. Dodatkowym celem jest także zwiększenie molarnego stosunku reszt hydroksykwasowych zawierających dłuższy łańcuch węgla, takich jak 3-hydroksywalerian.
https://methane2pha.put.poznan.pl/ - BioMINE, Bio-processing based on Microbiome – IN-depth analysis for understanding, cultivation, and Evolutionary improvement of microbial communities, OPUS 22, Narodowe Centrum Nauki
W ramach projektu BioMINE prowadzone są badania podstawowe dotyczące szlaków metabolicznych w fermentacji kultur otwartych do produkcji średnio-łańcuchowych kwasów karboksylowych, di-kwasów oraz innych związków chemicznych. Głównym celem jest przeprowadzenie dogłębnej analizy społeczności mikroorganizmów, tzw. mikrobiomów, które mogą znaleźć zastosowanie w bioprzetwarzaniu odpadów organicznych i biomasy. Projekt ten zgodny jest z celami zrównoważonego rozwoju ONZ, oferując nowatorską metodę, która wspomoże zmniejszenie zużycia surowców kopalnych i emisji CO2, co w konsekwencji umożliwi przejście na przyszłą zrównoważoną biogospodarkę. Ponadto, badania podstawowe dotyczą również odzysku tych produktów fermentacji oraz opracowaniu innowacyjnej metody tworzenia mikrobiomów reaktorowych. - Valorization of acid whey to caproic and caprylic acids as platform compounds in bioeconomy (KAPROTKA), Grant Rektora Politechniki Poznańskiej
W celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i zmniejszenia negatywnego wpływu efektu cieplarnianego niezbędny jest rozwój nowych technologii pozwalających na odzysk cennych surowców bez konieczności dalszej eksploatacji nieodnawialnych zasobów kopalnych. Znaczącą rolę w budowaniu systemów gospodarki o obiegu zamkniętym mają technologie wykorzystujące odpady i ścieki jako substraty. W koncepcji tej odpad z jednej z gałęzi przemysłu staje się surowcem dla kolejnej, tym samym pozwala to na zamknięcie obiegu i zmniejszenie negatywnych emisji do środowiska. Proponowane badania doskonale wpisują się w ten ważny aspekt dalszego rozwoju gospodarki w sposób zrównoważony. Celem głównym projektu jest zwiększenie gotowości technologicznej z Poziomu IV do Poziomu V technologii fermentacji serwatki kwaśnej do średnio-łańcuchowych kwasów tłuszczowych (C6-C8) wraz z ich odzyskiem.
- Energy in Buildings and Communities, International Energy Agency
Program EBC (Energy in Buildings and Communities) jest jednym z Programów Współpracy Technologicznej (z ang. Technology Collaboraotion Programes – TCP) Międzynarodowej Agencji Energii (IEA, International Energy Agency).
Do głównych celów programu należy wypracowanie technicznych i ekonomicznych podstaw renowacji istniejących budynków w kontekście finansowania oraz zaangażowania zainteresowanych stron i wskazywania wspólnych korzyści; udoskonalenie procesów planowania, budowy i zarządzania w celu zmniejszenia różnicy między projektową a rzeczywistą charakterystyką energetyczną budynków; tworzenie niezawodnych i przystępnych technologii o małym stopni złożoność; rozwój energooszczędnych sposobów chłodzenia dla klimatu gorącego i wilgotnego lub suchego, w celu ograniczenia chłodzenia mechanicznego; tworzenie kompleksowych zbirów rozwiązań dla miejskiej infrastruktury energetycznej z uwzględnieniem całkowitej sprawności, modeli biznesowych, zaangażowania zainteresowanych stron oraz integrację z infrastrukturą energetyczną transportu.
https://iea-ebc.org/ - Badania eksperymentalne cieplno-przepływowych charakterystyk nowych paneli sufitowo-ściennych
Badania obejmowały wyznaczenie charakterystyki cieplno-przepływowej monolitycznego aluminiowego panelu aktywowanego termicznie w układzie sufitowym oraz ściennym dla trybu grzania i chłodzenia. Prowadzone były w komorze doświadczalnej, pozwalającej na utrzymanie stałej temperatury powierzchni wewnętrznych. Kontrola parametrów operacyjnych odbywała się z poziomu panelu sterowania. Za utrzymanie stałego strumienia masy i temperatury wody na zasilaniu układu hydraulicznego paneli grzewczo-chłodzących odpowiedzialny był ultratermostat wyposażony w panel sterujący.
https://sin.put.poznan.pl/reports/details/r2755_2022 - Ocena wpływu jakości powietrza zewnętrznego na jakość powietrza wewnętrznego w żłobkach w układzie komunikacyjnym miasta Poznania, Grant Rektora Politechniki Poznańskiej
- RENergetic
Projekt RENergetic ma na celu demonstrację poprawy efektywności i autonomii energetycznej oraz zaangażowania społeczności na podstawie trzech wysp energetycznych: New Docks w Gandawie (Belgia), Kampus Warta w Poznaniu (Polska) i szpital z ośrodkiem badawczym w Segrate-Milan (Włochy). Projekt poprzez zwiększenie zaangażowania społeczności w procesy związane z dostawą energii oraz działaniami systemów zarządzania budynkami (BMS) stara się przyczynić do dekarbonizacji wysp energetycznych. RENergetic umożliwia społecznościom energetycznym pełniejszą kontrolę nad infrastrukturą energetyczną oraz optymalne wdrożenie usług odpowiedzi na popyt (Demand Response), zwiększając jednocześnie udział energii odnawialnej i redukcję emisji CO2. Projekt zakłada wykorzystanie sztucznej inteligencji i inteligentnych strategii sterowania w celu stworzenia systemów energetycznych opartych na energii odnawialnej. Założeniem projektu jest integracja nowego narzędzia z istniejącymi systemami zarządzania energią przy współpracy z siecią energetyczną i cieplną, jednocześnie zapewniając ekonomiczną i prawno-społeczną wykonalność oraz proponując środki zaradcze dla ewentualnych przeszkód prawnych.
https://www.renergetic.eu/ - Badania eksperymentalne pompy ciepła z modułową sprężarkąBadania podzielone były na dwa etapy. Celem pierwszego etapu badań było wyznaczenie charakterystyki prototypu Modułowej Pompy Ciepła (MPC) i wskazanie ewentualnych modyfikacji mogących poprawić jego parametry techniczne, przede wszystkim w zakresie sprawności i efektywności energetycznej oraz właściwości użytkowych. Natomiast celem drugiego etapu badań laboratoryjnych było wyznaczenie charakterystyki prototypu Modułowej Pompy Ciepła (MPC) po modyfikacjach wykonanych w ramach optymalizacji po I etapie badań, a także określenie czy przyniosły one przewidywane rezultaty w zakresie poprawy sprawności, efektywności energetycznej oraz właściwości użytkowych.
Działalność Instytutu obejmuje także współpracę z otoczeniem społeczno-gospodarczym w zakresie realizacji analiz pomiarowych, symulacyjnych, zadań optymalizacyjnych, audytów i opinii eksperckich.