Proxecto MIDES de H2020: desalinización microbiana para auga potable con eficiencia enerxética
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2020
- Orzamento asignado 6.328.164,13 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto MIDES
O traballo levado a cabo durante os primeiros 36 meses do proxecto consistiu principalmente no desenvolvemento dos compoñentes do MDC (electródos e membranas), a integración de procesos e a validación previa ao piloto, xunto coa simulación técnica de procesos, a automatización e o control. Comezou o deseño e a construción da planta piloto do MDC. No ámbito do mercado, realizáronse numerosas actividades de difusión e explotación.
En canto ao desenvolvemento de eléctrodos, avaliáronse diferentes conceptos de eléctrodos baseados en carbono en termos das súas propiedades electroquímicas e viabilidade industrial. Como resultado da tarefa anterior, definíronse os requisitos dos eléctrodos para o seu uso en reactores MDC. Grazas a estes requisitos, conseguíronse eléctrodos nanoestruturados a escala de laboratorio e comparáronse con materiais comerciais.
En canto ao desenvolvemento de membranas, definíronse as especificacións para as membranas de IE para o seu uso en sistemas MDC. Tras a definición destas especificacións iniciais, as membranas de IE con propiedades avanzadas producíronse nun proceso por lotes. Estas membranas foron caracterizadas e probadas a escala de laboratorio en condicións operativas, e desenvolvéronse procedementos de caracterización e limpeza in situ. Posteriormente, as membranas de IE producíronse mediante un proceso continuo industrialmente escalable.
Usando os datos obtidos do desenvolvemento de eléctrodos e membranas, construíuse a unidade prepiloto MIDES MDC, que está a ser probada en condicións reais.
Finalmente, en termos de accións técnicas, o proceso de pretratamento optimizouse para a integración do proceso e a validación previa ao proxecto piloto, e modelouse e simulouse o proceso global.
Coa información obtida, deseñouse a planta piloto, incluíndo os elementos desenvolvidos nos meses anteriores e a información operativa obtida a escala de laboratorio e prepiloto. Completáronse o pretratamento e o postratamento, e comezou a construción.
En canto ao mercado, o Plan de Negocios e Explotación do MIDES foi desenvolvido e actualizado durante os meses 6 e 12. Organizouse un taller de desenvolvemento do Plan de Negocios coa axuda do servizo Common Exploitation Booster da CE.
Todos os membros do Consorcio levaron a cabo diversas actividades de divulgación, que se poden atopar no sitio web do proxecto: http://midesh2020.eu/ e nas redes sociais. É importante destacar os diversos folletos, carteis e un microprototipo demostrativo que se mostraron nos numerosos eventos nos que o proxecto estivo presente (Conferencia sobre tecnoloxía de vangarda IWA; Aquatech; Congreso Mundial de Desalinización IDA; Conferencias da Sociedade Europea de Desalinización; Conferencia das Nacións Unidas sobre o Cambio Climático COP 23-24) e un vídeo para difundir o proxecto e que tamén están dispoñibles a través do sitio web.
A escaseza de auga doce converteuse nun dos maiores desafíos aos que se enfrontan as sociedades de todo o mundo. A desalación ofrece a oportunidade de aumentar significativamente o subministro de auga doce para o consumo humano, o uso industrial e o regadío. Todas as tecnoloxías de desalinización actuais requiren un consumo considerable de enerxía eléctrica ou térmica. A tecnoloxía de desalinización máis común é a osmose inversa (RO), que ten limitacións termodinámicas que apuntan a 1,09 kWh/m³ para auga de mar cunha recuperación do 50 %.
O obxectivo do proxecto MIDES (Desalinización Microbiana para Auga Potable de Baixo Consumo Enerxético) é desenvolver un sistema único e innovador para a obtención de auga potable mediante procesos avanzados de desalinización de baixo consumo enerxético.
MIDES desenvolverá o maior demostrador mundial dunha tecnoloxía innovadora e enerxeticamente eficiente para a produción de auga potable, empregando a tecnoloxía de células de desalinización microbiana (MDC), xa sexa de forma independente ou como pretratamento para a osmose inversa.
O proxecto céntrase en superar as limitacións actuais da tecnoloxía MDC, como as baixas taxas de desalinización, os altos custos de fabricación, os problemas de bioincrustación e ensuciamento de membranas, optimizar o proceso microbiano-electroquímico, ampliar o sistema e garantir a viabilidade económica da tecnoloxía.
O sistema de desalinización funcionará mediante tratamento de augas residuais, empregando unha tecnoloxía igualmente innovadora: a pila de combustible microbiana. Neste reactor biolóxico, as bacterias usan a materia orgánica das augas residuais para producir electricidade, o que á súa vez permite a migración do sal a través das membranas selectivas. Polo tanto, desenvolveranse materiais avanzados (electródos nanoestruturados, membranas cerámicas e de intercambio iónico) para axudar a converter os procesos de tratamento actuais nunha estratexia de recuperación de enerxía de augas residuais e desalinización.
Os resultados do proxecto abrirán a porta a un novo mercado para a desalación de baixo custo en plantas descentralizadas de baixa a media capacidade, que tratarán simultaneamente augas residuais cun balance enerxético positivo.
A combinación destes sistemas marcará un fito significativo no deseño das cidades do futuro, dotándoas de plantas de tratamento de augas residuais integrais que xerarán electricidade e desalinizarán auga dentro de sistemas intelixentes de xestión e control.
A escaseza de auga doce converteuse nun dos principais desafíos aos que se enfrontan as sociedades de todo o mundo. A desalación de auga ofrece a oportunidade de aumentar significativamente o subministro de auga doce para o consumo humano, o uso industrial e o rego. Todas as tecnoloxías de desalinización actuais requiren un consumo significativo de enerxía eléctrica ou térmica, e as unidades de desalinización de ósmose inversa (RO) actuais consomen polo menos 3 kWh/m³. En probas exhaustivas realizadas hai aproximadamente unha década, o California Affordable Desalination Collaborative (ADC) mediu un consumo de enerxía de osmose inversa de 1,6 kWh/m³ coas mellores membranas dispoñibles comercialmente, e un consumo de enerxía total da planta aproximadamente o dobre.
Para superar as limitacións termodinámicas da osmose inversa, que teñen como obxectivo 1,09 kWh/m³ para a auga de mar cunha recuperación do 50 %, as células de desalinización microbiana (MDC) tratan as augas residuais e xeran enerxía simultaneamente para lograr a desalinización. Os CDM poden producir uns 1,8 kWh de bioelectricidade a partir do tratamento de 1 m³ de augas residuais. Esta enerxía pódese empregar directamente para i) eliminar completamente o contido de sal da auga de mar sen aporte de enerxía externa ou ii) reducir parcialmente a salinidade para diminuír substancialmente a cantidade de enerxía necesaria para o posterior tratamento de desalinización.
MIDES ten como obxectivo desenvolver o maior demostrador mundial dunha tecnoloxía innovadora e enerxeticamente eficiente para a produción de auga potable, empregando a tecnoloxía MDC de forma independente ou como pretratamento para a osmose inversa.
O proxecto centrarase en superar as limitacións actuais da tecnoloxía MDC, como as baixas taxas de desalinización, os altos custos de fabricación, os problemas de bioincrustación e ensuciamento de membranas, optimizando o proceso microbiano-electroquímico, ampliando o sistema e garantindo a viabilidade económica da tecnoloxía. Isto conseguirase mediante a innovación en eléctrodos nanoestruturados, membranas antiincrustantes (usando nanopartículas con actividade biocida), o deseño e a optimización de reactores electroquímicos, a experiencia en electroquímica e fisioloxía microbiana, e a enxeñaría e o control de procesos.
O proxecto MIDES, mediante o desenvolvemento dun sistema combinado de desalinización e tratamento de augas residuais, facilitará o acceso a auga potable limpa e segura, así como a dispoñibilidade de augas residuais tratadas para a súa reutilización en aplicacións de rega e agrícolas, a un custo moi baixo. MIDES acelerará e racionalizará o uso da auga desalinizada en todo o mundo, contribuíndo así directamente ao crecemento económico do mercado da desalación, especialmente na Unión Europea, especialmente en zonas con escaseza de auga.
O proxecto MIDES contribuirá a mellorar a calidade de vida mediante o aumento dos recursos hídricos e a redución da contaminación en zonas onde actualmente se empregan sistemas de tratamento de augas residuais menos eficaces.
As actividades de divulgación do proxecto promoverán a desalación para aumentar a aceptación pública mediante campañas de información e comunicación destinadas a incrementar a aceptación social da auga purificada mediante desalinización.
En termos de oportunidades de emprego, o MIDES ten un gran potencial para preservar os postos de traballo existentes no sector da auga ao incentivar as empresas (pemes e empresas locais) a seguir desenvolvendo e aumentando a produción aproveitando os maiores beneficios derivados da redución de custos e ao ampliar o número de postos de traballo nas pemes que fabrican membranas, especialmente para países en desenvolvemento, e que deseñan, instalan e manteñen sistemas integrados de tratamento de augas residuais.
O MIDES ten como obxectivo minimizar os contaminantes na auga de mar e nas augas residuais, o que resulta nun proceso innovador e enerxeticamente eficiente (por exemplo, MDC en combinación con RO) e tanto a auga doce como a tratada poden ter múltiples aplicacións para diferentes usuarios, por exemplo, civís, industriais, agrícolas, urbanos e suburbanos, etc.
- FCC AQUALIA SA (AQUALIA)
Proxectos relacionados
