Projecte H2020 SALTGAE: Projecte demostratiu per demostrar la viabilitat tecnoeconòmica de l'ús d'algues per al tractament d'aigües residuals salines de la indústria alimentària
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2016 -2019
- Pressupost assignat 8.294.318,87 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte SALTGAE
Les activitats més importants aconseguides durant la vida del projecte es descriuen a continuació:
- Selecció i proves dels millors cultius d'algues-bacteris de rendiment per a l'eficiència òptima del tractament de DBO adequat per a diferents salinitats i composicions d'aigües residuals.
- Caracterització daigües residuals industrials i disseny de processos primaris i de pretractament. Després de les proves, dimensionament i disseny detallat per a la implementació als llocs de demostració.
- Tractament de digestió anaeròbica aplicat en aigües residuals salines per reduir-ne la càrrega de DBO. Adaptació bacteriana a aigües residuals altament salines a proves contínues a escala de laboratori i escalades al lloc de demostració.
- Valorització d'efluents del tractament d'algues mitjançant l'avaluació de la millor estratègia de pretractament per a la dessalinització (validada i optimitzada a escala pilot), electrodiàlisi per a la desmineralització d'efluents pretractats.
- Creació de prototips d'una nova bomba d'osmosi inversa i disseny d'un dispositiu per recuperar l'energia continguda al corrent de rebuig.
- S'ha provat la collita de biomassa mitjançant la combinació de diferents tècniques, incloent-hi tecnologia de membranes i centrifugació, amb bons resultats.
- La biomassa collida es refina mitjançant l'extracció de les diferents fraccions. S'han definit mètodes mecànics i químics i s'han fet proves d'extracció per a cada tipus d'alga.
- Valorització de fraccions de biomassa algal per produir nous productes: monòmers per a aplicacions adhesives, dispersions de PU a base d'aigua per a recobriments i adhesius, recobriments comestibles i farcits i pastes d'alt valor.
- Avaluació dels factors de disseny i operació que influeixen en el rendiment i la rendibilitat dels estanys d'algues d'alta taxa mitjançant models matemàtics i model CFD.
- Sensorització, monitorització i control dels estanys d'algues d'alta taxa, incloent-hi la funcionalitat del sistema de control.
- Avaluació integrada de sostenibilitat i viabilitat empresarial.
- Prova dels tres llocs de demostració amb diferents condicions climàtiques i ceps d'algues integrant les innovacions desenvolupades en fases anteriors del projecte.
Per a qualsevol indústria que generi grans quantitats d'aigües residuals, la gestió dels seus residus, necessària per complir les directives de la UE, implica costos directes que poden ser molt elevats. Aquest problema és crític per a molts sectors industrials, com ara el processament d'aliments, les indústries del cuir i l'aqüicultura terrestre, que generen aigües residuals salines. Aquest tipus d'aigües residuals, amb altes concentracions de matèria orgànica biodegradable, sòlids en suspensió, nutrients (principalment nitrogen i fòsfor) i sal (concentracions de fins al 15%), és extremadament difícil i costós de tractar per mitjans convencionals (p. ex., s'inhibeix el tractament bacterià anaeròbic) pimes, que poden decidir no complir amb les directives de la UE i abocar-hi sense tractament previ, causant greus danys al medi ambient.
L'objectiu del projecte SALTGAE és doble: 1) Desenvolupar una solució tecnoeconòmicament viable per al tractament d'aigües residuals salines de la indústria d'aliments i begudes (i afins) i implementar-la i demostrar-la a gran escala. 2) Desenvolupar una plataforma innovadora per a la mobilització i la creació de xarxes de les parts interessades de tots els diferents sectors relacionats amb les aigües residuals, i per a la difusió de resultats amb l'objectiu de promoure un canvi de paradigma en la percepció del “tractament d'aigües residuals” a la “valorització dels recursos”.
L´objectiu del projecte és implementar i demostrar a gran escala la viabilitat tecnològica i econòmica a llarg termini d´una solució innovadora, sostenible i eficient per al tractament d´aigües residuals d´alta salinitat procedents de la indústria d´aliments i begudes. Els tractaments convencionals han demostrat ser ineficaços per a aquest tipus d'aigües residuals, ja que els processos bacterians utilitzats habitualment per eliminar matèries orgàniques i nutrients s'inhibeixen en condicions d'alta salinitat. Per tant, generalment es fan servir combinacions de mètodes biològics i fisicoquímics que incrementen considerablement els costos del tractament, fent-lo inassequible per a les pimes, que decideixen voluntàriament incomplir les directives de la UE i aboquen sense tractament previ, causant greus danys al medi ambient.
La solució de SALTGAE a aquest problema consisteix en la implementació de tecnologies innovadores per a cada etapa del tractament d‟aigües residuals que promouran l‟eficiència energètica i de recursos, i reduiran els costos. Entre aquests, l'ús de consorcis d'algues/bacteris halotolerants a HRAPs per a l'eliminació de matèria orgànica i nutrients destaca pel seu alt valor afegit: no només proporcionarà una solució eficaç i ecològica per al tractament d'aigües residuals, sinó que també representarà una forma innovadora de produir biomassa algal, que posteriorment es valoritzarà en diferents subproductes.
A més, el projecte també abordarà les barreres transversals a la innovació relacionades amb les aigües residuals mitjançant el desenvolupament d'una plataforma per a la mobilització i la creació de xarxes d'actors clau de tots els diferents sectors relacionats amb les aigües residuals, i per a la difusió de resultats, cosa que permetrà el desenvolupament d'un full de ruta comú per a l'harmonització de la legislació i la regulació. paradigma en la percepció del "tractament d'aigües residuals" a la "valorització de recursos".
AVANÇOS MÉS ENLLÀ DE L'ESTAT DE L'ART
a) Ús innovador del tractament algal-bacterià que no només elimina el requeriment energètic de l'aireig (les algues produeixen oxigen), sinó que també incorpora parcialment l'energia continguda a les aigües residuals en biomassa, la qual es pot utilitzar per a altres fins o per recuperar energia en biogàs. Com a resultat, el tractament és molt més econòmic a causa dels menors costos d'aireig, el CO2 es recicla en lloc de contribuir al canvi climàtic, i la biomassa pot ser utilitzada (i venuda).
b) Obtenir un consorci microbià tolerant a la sal que tracti aigües residuals amb alta salinitat mitjançant digestió anaeròbica. Els arqueobacteris són sensibles a la sal i no poden sobreviure a nivells elevats de salinitat. Tot i això, mitjançant l'estratègia i les mesures d'adaptació desenvolupades en el projecte, aquest problema s'ha superat i s'ha produït biogàs amb èxit de manera contínua en condicions d'alta salinitat.
c) Recol·lecció d'algues eficient i econòmica mitjançant un procés de membrana.
d) Valorització de fraccions d'algues (proteïnes, lípids i restes cel·lulars) en productes químics de plataforma (adhesius i recobriments) i farcits i pastes de materials d'alt valor (geopolímers i cautxú).
e) Disseny d'una bomba de pressió HP amb més eficiència que les actuals que redueix el cost del procés de dessalinització.
RESULTAT FINAL INTEGRAT
El projecte Saltgae ha desenvolupat una innovadora plataforma tecnològica modular per al tractament eficient d'aigües residuals salines que contenen càrrega orgànica, cosa que permet una fàcil operació, reduccions significatives de costos, compliment de les Directives Europees amb un impacte ambiental mínim, reciclatge d'aigua per a aplicacions no potables i valorització dels recursos de nutrients i energia, amb el rendiment següent:
- Eficiència en l'eliminació de DBO, N i P (> 90%) i creixement de biomassa d'algues (> 15 g/m2/dia)
- Capaç de tractar amb diferents nivells de salinitat (2 g/l a 60 g/l) i composicions d'aigües residuals.
- Reducció de costos >40% respecte a les alternatives actuals per a aigües residuals salines amb càrrega orgànica.
- Possibilitat de valoritzar la biomassa d'algues produïda, transformant el rebuig en ingressos, amb un increment de més del 15% al marge de benefici per tona de biomassa d'algues produïda.
- Viabilitat tècnica i econòmica, implementada i provada a escala DEMO per a la seva operació i validació en condicions i escales reals.
POSSIBLES IMPACTES
a) Eficiència de recursos i exercici ambiental.
Saltgae té com a objectiu produir un consum d'energia menor, l'extracció d'energia de les aigües residuals, menys emissions de gasos d'efecte hivernacle, millor qualitat de l'efluent, reduint significativament les emissions industrials de sal i l'estalvi de recursos mitjançant la valorització de la biomassa. També va reduir el contingut d'amoni de les aigües residuals, prevenint l'eutrofització. A més, està ajudant les indústries de procés a ser menys dependents de l'aigua i alhora garanteix la gestió eficient d'altres recursos.
b) Creació de noves oportunitats de mercat.
La valorització de la biomassa mitjançant la creació de recobriments comestibles, la generació de coneixements tècnics vinculats a formulacions millorades per a pinsos i adhesius, les innovacions relacionades amb la generació de biogàs, un procés de dessalinització per osmosi inversa més eficient energèticament o un cicle més sostenible de producció d'aigua, peixos i reg de cultius aigua com més enllà.
c) Contribució a la implementació de l'EIP Aigua a diverses àrees clau
El projecte SALTAGE contribueix als objectius de l'EIP Aigua en diverses àrees clau: 1) Tractament d'aigua i aigües residuals, incloent-hi la recuperació de recursos (per reducció de nutrients dissolts i recuperació dels mateixos com a biomassa amb font potencial de precursors d'alt valor); 2) Reutilització i reciclatge daigua (eliminació gairebé completa de sal del corrent daigua amb > 20% de la taxa de reciclatge daigua esperada). 3) Nexe aigua-energia (recuperació d'energia de les aigües residuals per conversió de DBO en calor i electricitat); 4) Desafiaments transversals (mobilització de les parts interessades i promoció d'un canvi de paradigma en la percepció del "tractament d'aigües residuals" a la "valorització dels recursos").
- FUNDACION TECNOLOGICA ADVANTX
Projectes relacionats
