Младите учени Елка Кралева, химик по кинетика и катализа, и Елисавета Кирилова, инженер-химик, са първите две българки, получили стипендии от 5000 евро през 2011 година. Те работят в сферата на опазването на околната среда и енергийната ефективност.
Работата на доктор Кирилова е съсредоточена в създаването на методи за подобряване на условията на работа и повишаване на енергийната ефективност на пречиствателни станции за битови отпадъчни води.
За разлика от индустриалните отпадъчни води, битовите съдържат основно органични замърсители. В случай че бъдат заустени (бел. ред. заустване – въвеждане в канализационните системи на топлина и вещества) директно в даден водоизточник, те нарушават сериозно екологичното равновесие. За да не се допусне това, се използват различни химични и биохимични технологии за пречистването им до безопасна степен. Световната тенденция е стойностите на пределно допустимите концентрации на вредните вещества непрекъснато да се понижават. Това налага разработването на все по-нови технологии за пречистване на водите.
Такава нова технология за пречистването на битови отпадъчни води е Автотермалното термофилно аеробно разграждане (Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion, ATAD), с която печели наградата на програмата “За жените в науката” Елисавета Кирилова. При нея се използват аеробни микроорганизми при които жизнените процеси (дишане и хранене) са съпроводени с отделяне на топлина. В процеса на окисление на органичните замърсители от микроорганизмите се отделя енергия във вид на топлина, както и вода, въглероден диоксид, амоняк и др.Задържането на топлината вътре в реакторите се използва за самоподгряването им до определени работни температури, както и за пастьоризация на утайките. Едновременно с това се повишава и скоростта на разграждане на летливите органични субстанции.
Ежедневно част от обработените води се източват от био реакторите и на тяхно място се зарежда необработена отпадъчна вода с температура, близка до тази на околната среда. Този процес води до рязко спадане на температурата в био реакторите и предизвиква „термичен шок” върху термофилните микроорганизми. Това от своя страна води до удължаване на времето за възстановяване на нормалните работни условия на системата и увеличаване на разходите за енергия за разбъркване на реакторите и аериране.
С цел преодоляване на термичния шок на микроорганизмите, интернационална група от учени от университета в Лимерик, Ирландия, с която работи Кирилова, предлагат енергоспестяващ метод за подобряване на работата и енергийната ефективност на този тип системи, чрез метод на енергийна интеграция. При него получените нископотенциални топлини на изход от системата могат да бъдат използвани за подгряване на постъпващите отпадъчни води.
Директното прилагане на такава схема на топлинна интеграция обаче се затруднява от периодичния характер на използваното оборудване, което води до изместване във времето на „горещите“ и „студени“ потоци, както и наличието на несигурности в системата по отношение на температурата, количеството и състава на постъпващите отпадъчни води, които варират през различните сезони и дни.
За предоляване на този проблем Е. Кирилова участва в създаването на модели на изкуствени невронни мрежи за прогнозиране на температурите на постъпващите и изходящите от системата отпадъчни води, работеща в условията на несигурности, който беше включен в разработените енергийни стратегии.
Чрез предложената интеграция не само се намалява температурният спад в био реакторите след зареждане, но и се съкращава времето за възстановяване на работните температури и съществено се намалява разходът на кислород, подаван за аерация. Научно е доказано, че за конкретния обект, оползотворяването на нископотенциалната топлина от дискретните енергийни източници може да има съществен полезен ефект.
Жалко е, че идеите на наши учени трябва да разчитат на оценка от чужди институции, за да се развиват. Такива интернационални програми като “Жените в науката”, са много полезни за осигуряване на работата, но без държавна подкрепа, не може да се прави наука. Подкрепата на науката трябва да се превърне в държавна политика, за да можем да разчитаме науката да се внедри в индустрията. Както това се прави в цял свят. За сравнение можем да посочим как в Ирландия Университетът в Лимерик прави факултет по енергийна ефективност, защото оценява значението за обществото и климата.Това е част от дългосрочна политика в областта на енергийната ефективност и подготовката на кадри – трябва да инвестираме в наука днес, за да можем да очакваме някакви резултати след години. В развитите индустриални страни управниците инвестират в образование и наука в период на криза.
