Proxecto H2020 SALTGAE: Proxecto demostrativo 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 H2020
- Páxina web do proxecto SALTGAE
A continuación descríbense as actividades máis importantes realizadas durante a vida do proxecto:
- Selección e proba dos cultivos de algas-bacterias con mellor rendemento para unha eficiencia óptima do tratamento de DBO adecuados para diferentes salinidades e composicións de augas residuais.
- Caracterización de augas residuais industriais e deseño de procesos primarios e de pretratamento. Despois da proba, o dimensionamento e o deseño detallado para a súa implementación en lugares de demostración.
- Tratamento de dixestión anaeróbica aplicado ás 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 ampliadas ata o lugar 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 ósmose inversa e deseño dun dispositivo para recuperar a enerxía contida no fluxo de rechazo.
- A recollida de biomasa foi probada mediante unha combinación de diferentes técnicas, incluíndo tecnoloxía de membrana e centrifugación, con bos resultados.
- A biomasa recollida refírase mediante a extracción das súas diferentes fraccións. Definíronse métodos mecánicos e químicos e realizáronse ensaios de extracción para cada tipo de algas.
- 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, recubrimentos comestibles e recheos e pastas de alto valor.
- Avaliación dos factores de deseño e funcionamento que inflúen no rendemento e rendibilidade dos estanques de algas de alto índice, mediante modelos matemáticos e modelos CFD.
- Detección, vixilancia e control de estanques de algas de alta taxa, incluída a funcionalidade do sistema de control.
- Avaliación integrada da sustentabilidade e a viabilidade empresarial.
- Proba dos tres sitios demostrativos 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, xestionar os seus residuos, necesarios para cumprir coas directivas comunitarias, supón uns custos directos que poden ser moi elevados. Este problema é crítico para moitos sectores industriais, como o procesado 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 custosas de tratar por medios convencionais (por exemplo, se inhibe o tratamento bacteriano anaeróbico), facendo que este custo sexa inasumible para as pemes, que poden decidir non cumprir o tratamento previo e provocar graves prexuízos ao medio ambiente sen cumprir coa directiva comunitaria.
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 alimentos e bebidas (e afíns) e implantala e demostrala a grande escala. 2) Desenvolver unha plataforma innovadora para mobilizar e poñer en rede os actores de todos os distintos 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 dos recursos”.
O obxectivo do proxecto é implantar 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 da industria alimentaria e de bebidas. Os tratamentos convencionais demostraron ser ineficaces para este tipo de augas residuais, xa que os procesos bacterianos normalmente utilizados para eliminar a materia orgánica e os nutrientes inhibense en condicións de alta salinidade. Polo tanto, adoitan empregarse combinacións de métodos biolóxicos e fisicoquímicos, que aumentan notablemente os custos de tratamento, polo que é inasequible para as pemes, que optan voluntariamente por incumprir as directivas comunitarias e verter residuos sen tratamento previo, causando graves danos ambientais.
A solución de SALTGAE a este problema reside na implantación de tecnoloxías innovadoras para cada etapa da depuración de augas residuais que favorezan a eficiencia enerxética e dos recursos e abarquen custos. Entre elas, a utilización de consorcios de algas/bacterias halotolerantes nos HRAP 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 será valorizada 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 desenvolvendo unha plataforma para mobilizar e poñer en rede as principais partes interesadas de todos os diferentes sectores relacionados coas augas residuais e para difundir os resultados. Isto posibilitará 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".
AVANZOS MÁIS ALÁ DO ESTADO DA ARTE
a) Utilización innovadora do tratamento algo-bacteriano que non só elimina o requirimento enerxético da aireación (as algas producen osíxeno), senón que incorpora parcialmente a enerxía contida nas augas residuais á biomasa, que pode ser utilizada 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 utilizar (e vender).
b) Obter un consorcio microbiano tolerante á sal que trate augas residuais de alta salinidade mediante dixestión anaerobia. As arqueas son sensibles ao sal e non poden sobrevivir a altos niveis de salinidade. Non obstante, mediante a estratexia e as medidas de adaptación desenvolvidas no proxecto superouse este problema e produciuse con éxito de forma continuada biogás en condicións de alta salinidade.
c) Colleita eficiente e económica de algas 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 recheos e pastas de materiais de alto valor (xeopolímeros e caucho).
e) Deseño dunha bomba de presión HP 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 de custos importantes, o cumprimento das directivas europeas cun mínimo impacto ambiental, a reciclaxe de auga para aplicacións non potables e a valorización dos recursos nutritivos e enerxéticos, co seguinte rendemento:
- Eficiencia na eliminación de DBO, N e P (>90%) e crecemento da biomasa de algas (>15 g/m2/día)
- Capaz de tratar con diferentes niveis de salinidade (2 g/L a 60 g/L) e composicións de augas residuais.
- Redución de custos >40% en comparación coas alternativas actuais de augas residuais salinas con carga orgánica.
- Posibilidade de valorizar a biomasa de algas producida, transformando os residuos en ingresos, cun incremento superior ao 15% da marxe de beneficio por tonelada de biomasa de algas producida.
- Viabilidade técnica e económica, implementada e probada a escala DEMO para a súa operación e validación en condicións e escalas reais.
POSIBLES IMPACTOS
a) Eficiencia dos recursos e rendemento ambiental.
Saltgae pretende 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 sal industrial e aforrar recursos mediante a valorización da biomasa. Tamén reduciu o contido de amonio das augas residuais, evitando a eutrofización. Ademais, está a axudar ás industrias de proceso a depender menos da auga ao tempo que se garante a xestión eficiente doutros recursos.
b) Creación de novas oportunidades de mercado.
A posta en valor da biomasa mediante a creación de revestimentos comestibles, a xeración de coñecementos técnicos vinculados a formulacións melloradas para pensos e adhesivos, innovacións relacionadas coa xeración de biogás, un proceso de desalinización de ósmose inversa máis eficiente enerxéticamente e un ciclo máis sostible de produción de auga, peixe e irrigación de cultivos permitirá un crecemento económico sostible, tanto no sector empresarial como da auga.
c) Contribución á implantación do EIP Auga en varias áreas clave
O proxecto SALTAGE contribúe aos obxectivos do EIP Auga en varias áreas clave: 1) Tratamento de augas e augas residuais, incluíndo a recuperación de recursos (mediante a redución de nutrientes disoltos e a recuperación destes como biomasa con potencial fonte de precursores de alto valor); 2) Reutilización e reciclaxe da auga (eliminación case completa de sal da corrente de auga con > 20% da taxa de reciclaxe de auga prevista). 3) Nexo auga-enerxía (recuperación enerxética das augas residuais mediante a conversión de DBO en calor e electricidade); 4) Desafíos transversais (mobilizar aos interesados e promover un cambio de paradigma na percepción do "tratamento de augas residuais" á "valorización dos recursos").
- FUNDACION TECNOLOGICA ADVANTX
Proxectos relacionados
