Projecte H2020 INCOVER: Ecotecnologies innovadores per a la recuperació de recursos d‟aigües residuals
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2016 -2019
- Pressupost assignat 7.209.032,01 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte INCOVER
Durant el primer període del projecte (mes 1-mes 18) els socis van participar en el disseny i la construcció dels 3 casos d'estudi a Espanya i Alemanya. Durant el segon període, totes les tecnologies s'han validat a escala de demostració a cada ubicació.
Cas destudi 1: Conversió daigües residuals agrícoles en bioplàstics, fertilitzants i aigua regenerada.
Les tecnologies del cas destudi 1 implementades a Barcelona es van provar amb aigües residuals agrícoles i domèstiques. Els resultats van mostrar que es va aconseguir una excel·lent eliminació de nutrients als fotobioreactors, mentre que els cianobacteris van poder acumular bioplàstics mitjançant el procés fotosintètic. El sistema de filtració-desinfecció impulsat per energia solar va produir entre 5 m³/dia i 10 m³/dia d‟aigua tractada per a reg. L'aiguamoll de tractament de llots va produir un condicionador de terra de bona qualitat, complint amb la normativa espanyola sobre metalls pesants en llots i terra.
Cas destudi 2: Recuperació de recursos daigües residuals municipals, utilitzant estanys dalgues dalta taxa, sistemes devaporació i filtres plantats.
El lloc de Chiclana va aconseguir altes productivitats de bioplàstics (fins a un 35%) amb estanys de bacteris porpres fototròfics. Una tecnologia de millora de biogàs fotosintètic va produir biometà d'alta qualitat (CH4 > 95%) mentre recuperava nutrients mitjançant el cultiu de microalgues a estanys. Es va validar un sistema evaporatiu com un sistema basat en la naturalesa per tractar el digestat provinent de la codigestió anaeròbica. A Almeria, els filtres plantats van ser un tractament terciari d'alta efectivitat després dels estanys d'algues d'alta taxa. L'electrocloració impulsada per energia solar i el sistema de reg intel·ligent també es van optimitzar i van provar amb èxit en camps de pastura.
Cas pràctic 3: Àcids orgànics produïts a partir d'aigües residuals
En el cas pràctic 3 a Leipzig, es van implementar amb èxit totes les tecnologies per al tractament i la valorització d'aigües residuals i deixalles del sector alimentari. El bioprocés basat en llevat arriba a concentracions de producte de 100-120 kg d'àcid cítric/m3 i taxes de formació de 0,5 – 1,2 kg/m3h. La tecnologia de carbonització hidrotermal va permetre produir diverses mostres de biocarbó, per exemple, per a fins energètics, aconseguint un poder calorífic de fins a 22 Mjulios per kg. Després de la finalització del projecte, aquesta tecnologia es comercialitzarà a empreses del sector del tractament d‟aigües residuals.
Tots els socis han participat activament a la difusió del projecte INCOVER ia la interacció amb els usuaris finals de la tecnologia i les principals parts interessades.
- 14.526 sessions a la pàgina web d'INCOVER, 776 seguidors a Twitter i 205 seguidors a LinkedIn, i un vídeo animat a YouTube.
- 101 esdeveniments: congressos científics, esdeveniments relacionats amb la UE, esdeveniments empresarials, reunions presencials, entre d'altres.
- 14 articles científics en revistes amb revisió per parells.
- 73 comunicats de premsa publicats en revistes especialitzades i diaris locals, i 7 reportatges en vídeo.
- 5 butlletins informatius.
- 2 premis (premi UK Industry Water a la categoria de recuperació de llots i recursos i concurs Power Idea per a comunitats sustentables) i preseleccionat per al premi IWater a la millor innovació.
Tres estudis de cas que tracten aigües residuals de diferents fonts a tres llocs de demostració ubicats a Espanya (Chiclana/Almeria i Barcelona) i Alemanya (Leipzig) s'han implementat, avaluat i optimitzat simultàniament. Les tecnologies INCOVER s'han validat a escala de demostració per assolir un nivell de maduresa tecnològica de 7-8 per garantir una ampliació senzilla a 100.000 equivalents de població.
L'estudi de cas 1 (Figura 1) aborda el biotractament d'aigües residuals urbanes i escorrentia agrícola amb cianobacteris en fotobioreactors per produir bioplàstics, la digestió anaeròbica per produir biometà, la recuperació de nutrients amb sorbents dissenyats i solucions naturals, i la desinfecció gira-sols.
L'estudi de cas 2 (Figura 2) s'ha implementat a dues ubicacions a Espanya (Xiclana i Almeria). El lloc de Chiclana produeix bioplàstics en estanys d'algues d'alta taxa amb bacteris porpres. La biomassa restant es transforma en biometà mitjançant codigestió anaeròbica i un sistema de millora fotosintètica. Finalment, un filtre evaporatiu plantat estabilitza el digestat i millora la recuperació de nutrients. A Almeria s'utilitzen estanys d'algues d'alta taxa per tractar aigües residuals urbanes i obtenir efluents de qualitat per a reg, lliures de patògens, gràcies a l'oxidació anòdica impulsada per energia solar com a pas final.
Finalment, el cas pràctic 3 a Leipzig (Alemanya) (Figura 3) utilitza una barreja de residus industrials rics a C i aigües residuals grises per produir àcids orgànics (àcid cítric i àcid itacònic). Els residus s'utilitzen per a la producció de biogàs mitjançant codigestió amb substrat industrial ric en C. El fang anaeròbic es tracta mitjançant un procés de carbonització hidrotermal, transformant la biomassa residual en valuosos fertilitzants llestos per utilitzar.
Per millorar l'eficiència de la producció de valor afegit, els casos pràctics d'INCOVER inclouen la monitorització i control mitjançant sensors òptics.
Les solucions d'INCOVER reduiran els costos d'operació i de manteniment del tractament d'aigües residuals, així com la demanda energètica. S'ha adaptat a les tecnologies INCOVER una metodologia de sistema de suport a la presa de decisions específica per a aigües residuals, que proporcionarà dades i criteris de selecció (ambientals, econòmics i socials) per a una gestió integral de les aigües residuals.
Tenint en compte l'escassetat mundial d'aigua actual i l'alt cost d'operació i manteniment del tractament d'aigües residuals, el concepte INCOVER ha estat dissenyat per moure el tractament d'aigües residuals de ser principalment una tecnologia de sanejament a una indústria de recuperació de bioproductes i un proveïdor d'aigua reciclada. Una metodologia específica d‟aigües residuals del sistema de suport de decisions s‟adaptarà a les tecnologies INCOVER i proporcionarà dades i criteris de selecció per a un enfocament holístic de gestió d‟aigües residuals.
Tres plantes de valor afegit que tracten aigües residuals de tres estudis de cas (municipis, granges i indústries d'aliments i begudes) s'implementaran, avaluaran i optimitzaran simultàniament.
Les plantes INCOVER s'implementaran a escala de demostració per assolir el nivell de preparació tecnològica (TRL) de 7-8 per assegurar una ampliació senzilla a 100.000 equivalents de població (PE). Les plantes de valor afegit INCOVER generaran beneficis a partir d'aigües residuals oferint tres solucions de recuperació: 1) Recuperació química (bioplàstic i àcids orgànics) mitjançant algues/bacteris i biotecnologia de llevats; 2) Planta de consum energètic gairebé nul que proporciona biometà millorat mitjançant sistemes de pretractament i codigestió anaeròbica; 3) Bioproducció i aigua regenerada mitjançant adsorció, biotecnologia basada en sistemes d'aiguamolls i carbonització hidrotermal. Per millorar l'eficiència de la producció de valor afegit, les solucions INCOVER inclouran monitorització i control mitjançant sensors òptics i sensors tous.
Les solucions INCOVER reduiran almenys un 50 % els costos totals d'operació i manteniment del tractament d'aigües residuals mitjançant l'ús d'aquestes font de demanda energètica i producció de valor afegit, seguint l'estratègia d'economia circular de la UE. A més, s'implementaran estratègies per facilitar l'adopció de les innovacions d'INCOVER al mercat, per tal de tancar la bretxa entre la fase de demostració i els usuaris finals.
S'espera una facturació estimada de 188 milions d'euros per als principals usuaris d'INCOVER després de l'estratègia d'explotació inicial de 5 anys d'implementació de 27 solucions INCOVER.
Les principals innovacions del projecte INCOVER es resumeixen a continuació:
1- Es va desenvolupar un sistema de suport de decisions a mida de la tecnologia i una eina de sostenibilitat per garantir la viabilitat socioeconòmica, ambiental i tècnica de les solucions INCOVER en el context on es preveu la replicació.
2- Demostració de tecnologies innovadores de valor afegit a escala real dissenyades per extreure recursos valuosos de les aigües residuals en tres estudis de cas que inclouen:
- Un innovador procés de producció de bioplàstics a partir de sistemes de bacteris/microalgues fototròfiques.
- Detecció òptica per monitoritzar la producció de bioplàstics i compostos químics/orgànics en bioprocessos INCOVER.
- Una innovadora tecnologia de neteja de biogàs capaç d'eliminar simultàniament CO2, H2S, NH3 i COV del biogàs de manera rendible i respectuosa amb el medi ambient.
- Materials polimèrics funcionalitzats com a sorbents innovadors per a la recuperació de P de les aigües residuals.
- Oxidació anòdica impulsada per energia solar i ultrafiltració com a sistemes de desinfecció rendibles per proporcionar efluents de qualitat (lliures de patògens) per a reg.
Altres impactes ambientals i socials importants del projecte INCOVER són:
- Reducció almenys del 50% en el cost de la gestió d'aigües residuals municipals i industrials mitjançant el subministrament d'energia i la producció de productes valuosos.
- Foment de la conscienciació entre les empreses industrials, els clients i els ciutadans dels municipis sobre els beneficis de l‟ús d‟aigua recuperada i bioproductes.
- Millora de les habilitats i coneixement sobre tecnologies innovadores per al tractament d'aigües residuals. El projecte INCOVER ha inclòs activitats de formació mitjançant tres tallers dinnovació amb representants de les empreses daigua per transferir les noves tecnologies dINCOVER.
- Ciència a la Societat. S'hi van elaborar 73 comunicats de premsa, 5 butlletins informatius i un vídeo d'animació per a YouTube per facilitar l'accés a la tecnologia d'INCOVER.
- ASOCIACION DE INVESTIGACION METALURGICA DEL NOROESTE (AIMEN)
Projectes relacionats
