3TREAT

În etapa 1 a proiectului 3treat au fost puse bazele științifice și tehnologice ale unui sistem tri-component inovativ pentru tratarea apelor uzate provenite din industriile textile și de pielărie, caracterizate prin încărcări ridicate de coloranți sintetici, taninuri și alți poluanți greu biodegradabili. Soluția propusă integrează procese biologice și fizico-chimice – macromicete ligninolice, tehnologie MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) cu suporturi polimerice funcționalizate și sonicare – cu scopul de a depăși limitările schemelor convenționale de epurare. În această etapă au fost analizate comparativ tehnologiile actuale (MBBR, bioreactoare cu membrane, consorții bacterii–fungi, tratamente oxidative avansate) și au fost extrași parametrii de proces esențiali (pH, timp de retenție hidraulică – HRT, oxigenare, tip de biomasă) necesari proiectării unei instalații de laborator scalabile și ușor integrabile în fluxuri pilot de tratare.

Pe baza unui screening extins de literatură și a resurselor existente în laborator, au fost selectate șapte tulpini de macromicete cu potențial ridicat de bioremediere (Pholiota nameko, Hericium americanum, Pleurotus djamor, Ganoderma lingzhi, Lentinula edodes, Pleurotus citrinopileatus, Flammulina velutipes), împreună cu un set de macronutrienți minerali (K₂HPO₄, MgSO₄, FeSO₄·7H₂O) capabili să stimuleze metabolismul oxidativ și producția de enzime ligninolice. Au fost formulate două medii lichide semi-sintetice, Sabouraud și YEG (Yeast Extract Glucose), îmbogățite cu acești nutrienți și utilizate pentru obținerea de culturi fungice filamentare robuste. Experimentele de creștere au arătat că Pholiota nameko, Ganoderma lingzhi, Lentinula edodes și Flammulina velutipes dezvoltă o biomasă densă și stabilă pe ambele medii, în timp ce Pleurotus citrinopileatus prezintă afinitate selectivă pentru YEG, iar Pleurotus djamor nu se adaptează condițiilor testate. Caracterizarea morfologică și elementală prin analiză SEM–EDAX a tulpinilor de Ganoderma lingzhi și Flammulina velutipes a confirmat arhitectura hifală adecvată formării de biofilm și compatibilitatea cu suporturile polimerice AMS pe bază de HDPE și celuloză (tip PCA și PCB), justificând utilizarea acestora în bioreactoare MBBR funcționalizate.

În paralel, a fost evaluată capacitatea de bioremediere a tulpinilor selectate prin teste de decolorizare a unei soluții sintetice de colorant azoic Bemacid Blau (200 mg/L), în condiții controlate de laborator. Inițial, două tulpini (Ganoderma lingzhi și Flammulina velutipes) cultivate pe medii îmbogățite cu macronutrienți au atins reduceri ale concentrației de colorant de până la aproximativ 83,4%, respectiv 76,8%, prin mecanisme combinate de biodegradare enzimatică și adsorbție pe miceliu. Ulterior, testele au fost extinse la cinci tulpini fungice, două tipuri de medii și doi purtători polimerici AMS (PCA, PCB), totalizând 20 de seturi de sisteme MBBR la scară de laborator, peste ținta minimă stabilită. Rezultatele au evidențiat o ordine clară a eficienței de decolorizare (FV7 > PN1 > LE5 > GL4 > HA2), cu procente maxime de reducere de până la 85,6% pentru Pholiota nameko și 82,4% pentru Flammulina velutipes, în special pe combinațiile Sabouraud + PCA/PCB, care favorizează activitatea enzimatică și formarea de biofilm pe suporturi celulozice. Aceste rezultate au permis definirea unui nucleu de tulpini prioritare pentru viitoarele consorții bioactive ce vor fi utilizate în instalația pilot.

Componenta tehnologică a etapei a vizat proiectarea și execuția unei instalații de laborator. Proiectarea conceptuală a fost realizată în AutoCAD 2023, incluzând model 3D, diagrame de flux, scheme funcționale și plan de amplasare a echipamentelor-cheie (pompă și filtru de aer, difuzor ceramic, senzori de pH și temperatură, manta de încălzire), precum și definirea circuitelor de inoculare, aerare și monitorizare. Instalația rezultată operează cu un grad de umplere al purtătorilor de 20–40% v/v, debite de aer de 1–3 L/min, pH 5,5–7,0, temperatură 22–28 °C și timpi de retenție adaptați naturii efluenților (coloranți, taninuri), fiind gândită ca treaptă biologică modulară într-un flux integrat care include și tratament cu sonicare și clarificare ulterioară.

A. Webpage proiect 3treat: https://incdtp.ro/3TREAT/

B. Participări la simpozioane și conferințe internaționale

C. Articol științific cotat ISI acceptat/publicat

Articol științific în curs de publicare în Industria Textilă, 2026: „Fungal bioremediation of cellulose-rich industrial wastewater: Development and validation of a DIY bioreactor system”, autori: Ovidiu Iordache, Ioana-Corina Moga, Bogdan Cazan, Gabriel Petrescu, Elena Perdum.

D. Articol științific publicabil

În cadrul etapei a fost realizat un draft de articol științific ce va fi publicat în cursul anului 2026. Titlu articol: „Physico-chemical characteristics and environmental impact of wastewater from textile and leather industries: Challenges for sustainable treatment”. Autori: Ovidiu Iordache, Ioana-Corina Moga, Bogdan Cazan, Gabriel Petrescu, Elena Perdum.

E. Participări la expoziții de invenții

F. Poster de promovare a proiectului 3treat