Proxecto H2020 SALTGAE: Proxecto de demostración para demostrar a viabilidade tecnoeconómica do uso de algas para o tratamento de augas residuais salinas da industria alimentaria
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2019
- Orzamento asignado 8.294.318,87 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto SALTGAE
As actividades máis importantes realizadas durante a vida útil do proxecto descríbense a continuación:
- Selección e proba dos cultivos de algas-bacterias de mellor rendemento para unha eficiencia óptima do tratamento da DBO axeitada para diferentes salinidades e composicións de augas residuais.
- Caracterización de augas residuais industriais e deseño de procesos primarios e de pretratamento. Despois das probas, o dimensionamento e o deseño detallado para a súa implementación en sitios de demostración.
- Tratamento de dixestión anaerobia aplicado a augas residuais salinas para reducir a súa carga de DBO. Adaptación bacteriana a augas residuais altamente salinas en probas en curso a escala de laboratorio e ampliada ao sitio de demostración.
- Valorización de efluentes de tratamento de algas mediante a avaliación da mellor estratexia de pretratamento para a desalinización (validada e optimizada a escala piloto), electrodiálise para a desmineralización de efluentes pretratados.
- Prototipado dunha nova bomba de osmose inversa e deseño dun dispositivo para recuperar a enerxía contida no fluxo de rexeitamento.
- A colleita de biomasa probouse con bos resultados empregando unha combinación de diferentes técnicas, como a tecnoloxía de membranas e a centrifugación.
- A biomasa colleitada refínase extraendo as súas diferentes fraccións. Definíronse métodos mecánicos e químicos e realizáronse probas de extracción para cada tipo de alga.
- Valorización de fraccións de biomasa de algas para producir novos produtos: monómeros para aplicacións adhesivas, dispersións de PU a base de auga para revestimentos e adhesivos, revestimentos comestibles e recheos e pastas de alto valor.
- Avaliación dos factores de deseño e operación que inflúen no rendemento e a rendibilidade de estanques de algas de alta taxa, utilizando modelos matemáticos e modelos CFD.
- Sensorización, monitorización e control de estanques de algas de alta taxa, incluíndo a funcionalidade do sistema de control.
- Avaliación integrada da sustentabilidade e a viabilidade empresarial.
- Probas dos tres sitios de demostración con diferentes condicións climáticas e cepas de algas, integrando innovacións desenvolvidas en fases anteriores do proxecto.
Para calquera industria que xere grandes cantidades de augas residuais, a xestión dos seus residuos, necesaria para cumprir as directivas da UE, implica custos directos que poden ser moi elevados. Este problema é crítico para moitos sectores industriais, como o procesamento de alimentos, as industrias do coiro e a acuicultura terrestre, que xeran augas residuais salinas. Este tipo de augas residuais, con altas concentracións de materia orgánica biodegradable, sólidos en suspensión, nutrientes (principalmente nitróxeno e fósforo) e sal (concentracións de ata o 15%), son extremadamente difíciles e custos de tratar por medios convencionais (por exemplo, inhibíndose o tratamento bacteriano anaeróbico), o que fai que este custo sexa inasumible para as pemes, que poden decidir non cumprir as directivas da UE e verter sen tratamento previo, causando graves danos ao medio ambiente.
O obxectivo do proxecto SALTGAE é dobre: 1) Desenvolver unha solución tecnolóxica e economicamente viable para o tratamento de augas residuais salinas das industrias de alimentación e bebidas (e relacionadas) e implementala e demostrala a grande escala. 2) Desenvolver unha plataforma innovadora para mobilizar e conectar en rede as partes interesadas de todos os sectores relacionados coas augas residuais e para difundir os resultados co obxectivo de promover un cambio de paradigma na percepción do "tratamento de augas residuais" á "valorización de recursos".
O obxectivo do proxecto é implementar e demostrar a grande escala a viabilidade tecnolóxica e económica a longo prazo dunha solución innovadora, sostible e eficiente para o tratamento de augas residuais de alta salinidade procedentes da industria alimentaria e de bebidas. Os tratamentos convencionais demostraron ser ineficaces para este tipo de augas residuais, xa que os procesos bacterianos que se empregan normalmente para eliminar a materia orgánica e os nutrientes inhíbense en condicións de alta salinidade. Polo tanto, xeralmente utilízanse combinacións de métodos biolóxicos e fisicoquímicos, o que aumenta significativamente os custos do tratamento, o que o fai inasequible para as pemes, que optan voluntariamente por incumprir as directivas da UE e verter residuos sen tratamento previo, causando graves danos ambientais.
A solución de SALTGAE a este problema reside na implementación de tecnoloxías innovadoras para cada etapa do tratamento de augas residuais que promoverán a eficiencia enerxética e dos recursos e reducirán os custos. Entre estes, o uso de consorcios de algas/bacterias halotolerantes en HRAPs para a eliminación de materia orgánica e nutrientes destaca polo seu alto valor engadido: non só proporcionará unha solución eficaz e respectuosa co medio ambiente para o tratamento de augas residuais, senón que tamén representará unha forma innovadora de producir biomasa de algas, que posteriormente se valorizará en diferentes subprodutos, reducindo o impacto económico e ambiental do tratamento.
Ademais, o proxecto tamén abordará as barreiras transversais á innovación relacionadas coas augas residuais mediante o desenvolvemento dunha plataforma para mobilizar e establecer redes de partes interesadas clave de todos os diferentes sectores relacionados coas augas residuais e para difundir os resultados. Isto permitirá o desenvolvemento dunha folla de ruta común para harmonizar a lexislación, a regulación e as metodoloxías de fixación de prezos, e promoverá o investimento financeiro e un cambio de paradigma na percepción do "tratamento de augas residuais" á "valorización dos recursos".
AVANCES MÁIS ALÁ DO ESTADO DA ARTE
a) Uso innovador do tratamento algal-bacteriano que non só elimina a necesidade de enerxía para a aireación (as algas producen osíxeno), senón que tamén incorpora parcialmente a enerxía contida nas augas residuais á biomasa, que pode utilizarse para outros fins ou para recuperar enerxía no biogás. Como resultado, o tratamento é moito máis económico debido aos menores custos de aireación, o CO2 recíclase en lugar de contribuír ao cambio climático e a biomasa pódese usar (e vender).
b) Obter un consorcio microbiano tolerante ao sal que trate augas residuais de alta salinidade mediante dixestión anaeróbica. As arqueas son sensibles ao sal e non poden sobrevivir a niveis elevados de salinidade. Non obstante, mediante a estratexia e as medidas de adaptación desenvolvidas no proxecto, este problema superouse e o biogás produciuse con éxito de forma continua en condicións de alta salinidade.
c) Recollida de algas eficiente e económica mediante un proceso de membrana.
d) Valorización de fraccións de algas (proteínas, lípidos e restos celulares) en produtos químicos de plataforma (adhesivos e revestimentos) e en recheos e pastas de materiais de alto valor (xeopolímeros e caucho).
e) Deseño dunha bomba de presión de alta presión con maior eficiencia que as actuais, que reduza o custo do proceso de desalinización.
RESULTADO FINAL INTEGRADO
O proxecto Saltgae desenvolveu unha innovadora plataforma tecnolóxica modular para o tratamento eficiente de augas residuais salinas que conteñen materia orgánica. Isto permite un funcionamento sinxelo, reducións significativas de custos, o cumprimento das directivas europeas cun impacto ambiental mínimo, a reciclaxe da auga para aplicacións non potables e a valorización dos recursos nutricionais e enerxéticos, co seguinte rendemento:
- Eficiencia na eliminación de DBO, N e P (>90 %) e crecemento de biomasa de algas (>15 g/m2/día)
- Capaz de xestionar diferentes niveis de salinidade (de 2 g/L a 60 g/L) e composicións de augas residuais.
- Redución de custos de >40 % en comparación coas alternativas actuais para augas residuais salinas con carga orgánica.
- Posibilidade de valorizar a biomasa de algas producida, transformando os residuos en ingresos, cun aumento de máis do 15 % na marxe de beneficio por tonelada de biomasa de algas producida.
- Viabilidade técnica e económica, implementada e probada a escala DEMO para o seu funcionamento e validación en condicións e escalas reais.
POSIBLES IMPACTOS
a) Eficiencia dos recursos e rendemento ambiental.
Saltgae ten como obxectivo producir un menor consumo de enerxía, extraer enerxía das augas residuais, reducir as emisións de gases de efecto invernadoiro, mellorar a calidade dos efluentes, reducir significativamente as emisións de sales industriais e aforrar recursos mediante a valorización da biomasa. Tamén reduciu o contido de amonio nas augas residuais, o que previu a eutrofización. Ademais, está a axudar ás industrias de procesamento a ser menos dependentes da auga, ao tempo que garante unha xestión eficiente doutros recursos.
b) Creación de novas oportunidades de mercado.
A valorización da biomasa mediante a creación de recubrimentos comestibles, a xeración de coñecementos técnicos vinculados a formulacións melloradas para pensos e adhesivos, innovacións relacionadas coa xeración de biogás, un proceso de desalinización por ósmose inversa máis eficiente enerxeticamente e un ciclo máis sostible da produción de auga, peixe e rega de cultivos permitirá un crecemento económico sostible, empresas e creación de emprego tanto no sector da auga como fóra del.
c) Contribución á posta en marcha do EIP Auga en varias áreas clave
O proxecto SALTAGE contribúe aos obxectivos do EIP Water en varias áreas clave: 1) Tratamento de auga e augas residuais, incluída a recuperación de recursos (mediante a redución de nutrientes disoltos e a recuperación destes como biomasa cunha fonte potencial de precursores de alto valor); 2) Reutilización e reciclaxe da auga (eliminación case completa do sal da corrente de auga cunha taxa de reciclaxe de auga > 20 % da esperada). 3) Nexo auga-enerxía (recuperación de enerxía das augas residuais mediante a conversión da DBO en calor e electricidade); 4) Desafíos transversais (mobilización das partes interesadas e promoción dun cambio de paradigma na percepción do "tratamento de augas residuais" á "valorización de recursos").
- FUNDACION TECNOLOGICA ADVANTX
Proxectos relacionados
