Proxecto H2020 SMART-Plant: ampliación das técnicas de recuperación de materiais baixos en carbono nas estacións de tratamento de augas residuais existentes
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2020
- Orzamento asignado 7.536.300,02 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto SMART-Plant
Os datos recollidos durante o funcionamento a longo prazo dos SMARTechs primarios, secundarios e posteriores, xunto coas características do produto SMART, recompiláronse durante o último ano do proxecto. As análises, as solucións dixitais, as avaliacións de impacto das tarifas da auga, as enquisas e as actividades de mercadotecnia demostraron a sustentabilidade e o valor engadido dos produtos SMART e SMART desde perspectivas técnicas, ambientais, sociais e económicas. Valor engadido técnico: a maioría dos SMARTechs primarios e secundarios demostraron plenamente a súa capacidade para reducir os custos de eliminación de lodos, a demanda enerxética e a pegada de carbono, ao mesmo tempo que lograron a eficiencia enerxética e a recuperación de enerxía, nutrientes e outros materiais (como celulosa e biopolímeros). Ferramentas/sistemas de soporte dixital validados por SMART-Plant para:
- Monitorización en tempo real da demanda de enerxía e das emisións de GEI durante a operación do proceso.
- Apoiar a decisión sobre a configuración óptima dunha EDAR.
En canto á seguridade química dos produtos SMART, realizáronse diversas análises para investigar a concentración de pesticidas e metais pesados nos materiais recuperados, o valor agronómico dos nutrientes recuperados e a calidade e caracterización dos produtos de consumo e/ou industriais resultantes. Estes datos poden contribuír ao avance da investigación científica e ao proceso de toma de decisións dos xestores dos servizos públicos e dos responsables políticos. Valor engadido ambiental: Tecnoloxías de tratamento de auga eficientes enerxéticamente validadas por SMART-Plant capaces de extraer e valorizar os valiosos recursos dispoñibles na auga usada e desenvolver novos produtos de consumo e/ou industriais. As altas taxas de recuperación dos SMARTechs contribúen a cumprir límites estritos sobre a descarga de nutrientes nas augas efluentes.
O enfoque SMART-Plant está a contribuír a unha economía verde e circular e a unha sociedade sostible a longo prazo, recuperando novas materias primas para o seu uso en diferentes sectores industriais. Os resultados mostran que a recuperación de material pode reducir significativamente a demanda total de enerxía e as emisións de GEI (é dicir, ata un -70%), e proporcionar aforros operativos na EDAR, como menos enerxía de aireación, menos produtos químicos ou menos eliminación de lodos.
- Valor engadido social e lexislativo: gran parte dos esforzos de SMART-Plant dedicáronse a superar as barreiras sociais e lexislativas e a avaliar as actitudes públicas cara aos nutrientes e materiais recuperados das augas residuais. Varias actividades de divulgación, partes interesadas e participación pública destinadas a concienciar sobre os beneficios ambientais da adopción de plans de reutilización da auga e de recuperación de recursos. En xeral, persisten as barreiras lexislativas relevantes (como o fin do estado dos residuos, a falta dun marco normativo europeo harmonizado). Non obstante, SMART-Plant obtivo resultados alentadores e tanxibles en canto a apoio político a nivel nacional e europeo, tanto directamente como a través da participación nas actividades das plataformas de partes interesadas da UE.
- Valor engadido económico: a sustentabilidade económica da maioría dos SMARTechs demostrouse polo aforro de OPEX conseguido mediante a redución do volume de lodos a tratar, a redución do consumo enerxético e a eficiencia operativa.
Ademais, un marco normativo nacional/local axeitado pode apoiar solucións sostibles e circulares, como SMARTechs, e incentivar as empresas de auga a través dos beneficios das tarifas da auga. A consultoría, os estudos de viabilidade, as actividades de deseño a gran escala e a replicación xa están en marcha e proporcionarán unha evidencia sólida da sustentabilidade económica das tecnoloxías.
Durante o 3o período (M37-M48) o consorcio centrou os seus esforzos en: - a realización da avaliación de sustentabilidade (técnica, económica, social e ambiental) das solucións SMART-Plant.
- Explorar e demostrar a transferibilidade, replicabilidade e comercialización das tecnoloxías SMART e dos produtos SMART en diferentes sectores, países e contextos; - avanzar e finalizar o ETV dos SMARTechs elixibles.
- Abrindo o camiño para a explotación máis aló do proxecto SMART-Plant entregando un plan de negocio robusto facilitado polo uso de ferramentas de apoio dixital (para o seguimento, avaliación e toma de decisións - DSS).
- Política de apoio (por exemplo, xestión de lodos e criterios de fin de residuos) a nivel nacional e comunitario, de acordo coas prioridades da CE; - aumentar a visibilidade publicando artigos científicos ISI de alto impacto.
- A organización da gran conferencia final internacional de SMART-Plant con máis de 375 participantes (IWA RR 2019) e actividades de seguimento. SMARTechs serviu como fonte principal de:
- Materiais recuperados, para desenvolver produtos SMART.
- Datos a longo prazo para: modelar, avaliar e (en casos elixibles para ETV) certificar solucións ecoinnovadoras.
O resultado utilizouse no 3o período. Os materiais recuperados utilizáronse no WP3 para o post-procesamento e o desenvolvemento, caracterización e probas de produtos SMART. No WP5, os datos e o rendemento óptimos a longo prazo foron utilizados para actualizar o modelo de desenvolvemento empresarial e intelixencia de mercadotecnia. Os resultados do proxecto presentáronse a un amplo público de partes interesadas na auga durante a conferencia final SMART-Plant, organizada no marco da IWA Resource Recovery Conference 2019, do 8 ao 12 de setembro en Venecia, así como durante ECOMONDO 2019.
O obxectivo xeral de SMART-Plant foi validar e lanzar unha carteira de 7 solucións eco-innovadoras (SMARTechnologies) que, individualmente ou en combinación, poidan renovar e actualizar as estacións de tratamento de augas residuais (EDAR) municipais existentes en instalacións de recuperación de recursos hídricos (WRRF).
Despois de 4 anos de implantación, SMART-Plant validou n.9 SMARTechs capaces de reducir considerablemente os custos de funcionamento das EDAR (aforro enerxético, redución de emisións de GEI, redución de lodos) e, ao mesmo tempo, dar como resultado a recuperación de enerxía, nutrientes e outros materiais (celulosa; PHA; Capa; sulfato de amonio e estruvita); Aínda que as EDAR seguen percibindo a recuperación e reutilización dos recursos como un valor engadido, non un punto de venda en si mesmo, o aforro operativo e as melloras de rendemento propostas por SMARTechs responden perfectamente ás necesidades actuais e futuras das empresas de auga. Tres SMARTechs foron certificados a través de ETV - Environmental Technology Verification. SMART-Plant tamén validou dúas ferramentas/sistemas de apoio dixital para o seguimento en tempo real da demanda de enerxía e as emisións de gases de efecto invernadoiro e para apoiar as decisións sobre a configuración óptima dunha EDAR.
Os materiais recuperados por SMARTechs utilizáronse para desenvolver novos produtos SMART valiosos (como biocompostos, fertilizantes, aditivos) que foron probados para cumprir cos requisitos legais e do mercado. Os resultados en termos de seguridade química, concentracións de pesticidas e metais pesados, valor agronómico, calidade e rendemento foron alentadores, polo que a carteira de produtos SMART introduciuse nos sectores da auga, da química, da agricultura e da construción para comezar a crear novas cadeas de valor. Grazas a SMART-Plant, as tecnoloxías de recuperación de recursos están listas e dispoñibles nas EDAR, impulsando o mercado e a lexislación para superar os prexuízos sociais residuais e as barreiras lexislativas. SMART-Plant acadou resultados alentadores e tanxibles en canto a apoio político a nivel nacional e europeo para superar as barreiras lexislativas, tanto directamente como a través da participación nas actividades das plataformas de partes interesadas da UE.
SMART-Plant ampliará solucións ecoinnovadoras e eficientes enerxéticamente para renovar as plantas de tratamento de augas residuais existentes e pechar a cadea de valor circular aplicando técnicas de baixa emisión de carbono para recuperar materiais que doutro xeito se perderían. Optimizaranse 7+2 sistemas piloto durante > 2 anos nun entorno real en 5 depuradoras municipais, incluíndo 2 instalacións de post-procesamento. Os sistemas serán automatizados para optimizar o tratamento de augas residuais, a recuperación de recursos, a eficiencia enerxética e a redución de emisións de gases de efecto invernadoiro.
Unha carteira SMART completa que comprende biopolímeros, celulosa, fertilizantes e produtos intermedios será recuperada e procesada en produtos finais comercializables. A integración de activos de recuperación de recursos nos programas de xestión de activos de todo o sistema avaliarase en cada sitio seguindo o paradigma de recuperación de recursos para a estación de tratamento de augas residuais do futuro, habilitado a través das solucións SMART-Plant. O proxecto demostrará a viabilidade da xestión circular das augas residuais urbanas e a sustentabilidade ambiental dos sistemas, o que se demostrará mediante a avaliación do ciclo de vida e enfoques de custo do ciclo de vida para demostrar o beneficio global das solucións de auga a escala. Desenvolverase e validarase un modelo dinámico e un marco de apoio á decisión para identificar as opcións óptimas de integración do sistema SMART-Plant para os recursos e tecnoloxías recuperadas.
A implantación do mercado global lograrase como a solución adecuada para as empresas de auga e os interesados industriais relevantes, tendo en conta as implicacións estratéxicas do paradigma de recuperación de recursos para a xestión pública e privada da auga. Exploraranse novos modelos de colaboración público-privada, que conecten o sector da auga coa industria química e os seus segmentos posteriores, como os sectores da construción e a agricultura, xerando así novas oportunidades de financiamento, así como unha potencial competencia público-privada.
As estacións depuradoras de augas residuais son unha das industrias máis caras en canto a demandas enerxéticas: gástanse grandes cantidades de enerxía tratando as augas residuais para a súa reutilización ou eliminación no medio ambiente. Segundo a Axencia Internacional da Enerxía, o consumo global de electricidade para a recollida e tratamento de augas residuais requirirá máis dun 60% máis de electricidade en 2040 que en 2014, xa que aumenta a cantidade de augas residuais que requiren tratamento.
Residuos dentro, recursos fóra É importante ver as estacións de tratamento de augas residuais non só como eliminación de residuos, senón como instalacións de recuperación de recursos. Isto significa que teñen o potencial de producir auga limpa, recuperar nutrientes e materiais seguros e reducir a dependencia dos combustibles fósiles mediante procesos eficientes enerxéticamente e produción de enerxía renovable. Os innovadores paneuropeos no tratamento de augas residuais uniron forzas a través do proxecto SMART-Plant financiado pola UE para explorar como se poden adaptar as tecnoloxías que recuperan materiais valiosos das augas residuais para producir produtos comercializables ás estacións de tratamento de augas residuais existentes. Ademais, o proxecto desenvolveu novos sistemas para controlar o uso enerxético e a pegada de carbono da depuración de augas residuais. Tecnoloxías intelixentes de recuperación de materiais "SMART-Plant desenvolveu solucións innovadoras e respectuosas co medio ambiente que demostran como as empresas de servizos públicos poden converter as súas plantas de tratamento de augas residuais en instalacións de recuperación de recursos, reducir a súa pegada de enerxía e carbono e dixitalizar as súas operacións", di o coordinador do proxecto Francesco Fatone.
O proxecto demostrou diferentes tecnoloxías (SMARTechs) en sete plantas piloto. Nos Países Baixos, os socios do proxecto desenvolveron un proceso para separar a celulosa das augas residuais entrantes e convertela en fibras de celulosa limpas. En Israel, os socios demostraron un biofiltro anaeróbico patentado que transforma as augas residuais en enerxía renovable (biogás). Os socios españois demostraron un proceso denominado SCEPPHAR para tratar augas residuais e, ao mesmo tempo, recuperar produtos (ata un 50% de fósforo e lodos enriquecidos con PHAs, os biopolímeros máis prometedores como substitutos dos plásticos derivados do petróleo). O proxecto piloto do Reino Unido demostrou un proceso de intercambio iónico para recuperar o amoníaco e o fósforo das augas residuais secundarias, para a súa potencial reutilización nas industrias químicas e de fertilizantes. En Italia, as plantas de tratamento de SCENA e SCEPPHAR tratan o licor de lodos, que está moi cargado de nutrientes de nitróxeno e fósforo, para eliminar ata o 85% do nitróxeno, recuperar o fósforo en forma de estruvita e producir lodos enriquecidos con PHA, ao tempo que reducen os custos enerxéticos ata un 20%. En Grecia estase a desenvolver a hidrólise térmica, xunto con SCENA, para tratar augas residuais de lodos con alto contido en amoníaco. Os recursos extraídos polos SMARTechs (celulosa, nutrientes e PHA) convértense en produtos por dous "SMARTechs posteriores".
A primeira tecnoloxía utiliza materiais celulósicos e PHA para fabricar plásticos biocompostos que poden ser utilizados na industria da construción ou para bens de consumo.
O segundo consiste na compostaxe dinámica para producir fertilizantes ou biocombustibles comerciais a partir de lodos celulósicos ricos en fósforo. Eliminación de obstáculos ao tratamento circular de augas residuais A industria da auga xoga un papel importante na economía circular emerxente, axudando a manter os recursos en uso durante o maior tempo posible. "SMART-Plant cre que as empresas de auga poden converterse en motores da economía circular se os operadores substitúen a vacilación e o escepticismo por unha actitude xeralmente positiva cara a solucións ecoinnovadoras para a recuperación de recursos", explica Fatone.
Para conseguilo, os socios do proxecto implicaron ao persoal das empresas locais de auga nas instalacións piloto a gran escala, proporcionando sesións de formación e manuais. "Isto axudou aos operadores a ver como os sistemas de recuperación de recursos poden cambiar gradualmente o paradigma da xestión das augas residuais sen interromper os activos e as cargas de traballo existentes", sinala Fatone. A ampla gama de tecnoloxías de SMART-Plant demostra que as augas residuais non deben ser tratadas como residuos, senón como un recurso.
- UNIVERSITA POLITECNICA DELLE MARCHE (UNIVPM)
Proxectos relacionados
