Proxecto SMART-Plant de H2020: Ampliación das técnicas de recuperación de materiais baixos en carbono nas plantas 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 Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto SMART-Plant
Os datos recompilados durante o funcionamento a longo prazo das SMARTechs primarias, secundarias e posteriores, xunto coas características dos produtos SMART, compiláronse durante o último ano do proxecto. A análise, as solucións dixitais, as avaliacións do impacto das tarifas da auga, as enquisas e as actividades de mercadotecnia demostraron a sustentabilidade e o valor engadido das tecnoloxías da información e os produtos SMART desde perspectivas técnicas, ambientais, sociais e económicas. Valor técnico engadido: a maioría das tecnoloxías intelixentes (SMARTech) primarias e secundarias demostraron plenamente a súa capacidade para reducir os custos de eliminación de lodos, a demanda de enerxía e a pegada de carbono, ao mesmo tempo que acadaron a eficiencia enerxética e a recuperación de enerxía, nutrientes e outros materiais (como a celulosa e os biopolímeros). Ferramentas/sistemas de apoio dixital validados por SMART-Plant para:
- Monitorización en tempo real da demanda de enerxía e das emisións de gases de efecto invernadoiro 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 e responsables políticos dos servizos públicos. Valor engadido ambiental: tecnoloxías de tratamento de augas enerxeticamente eficientes 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 das SMARTechs contribúen a cumprir os límites estritos sobre a vertedura de nutrientes nas augas efluentes.
O enfoque SMART-Plant contribúe 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 amosan que a recuperación de materiais 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 do público cara aos nutrientes e materiais recuperados das augas residuais. Varias actividades de divulgación, participación das partes interesadas e do público en xeral tiveron como obxectivo concienciar sobre os beneficios ambientais da adopción de plans de reutilización da auga e recuperación de recursos. En xeral, seguen existindo barreiras lexislativas relevantes (como o fin da condición de residuo ou a falta dun marco regulador europeo harmonizado). Non obstante, SMART-Plant logrou resultados alentadores e tanxibles en termos de apoio político a nivel nacional e europeo, tanto directamente como a través da participación nas actividades das plataformas de partes interesadas da UE.
- Valor económico engadido: A sustentabilidade económica da maioría das tecnoloxías intelixentes (SMARTech) quedou demostrada polo aforro en gastos operativos (OPEX) acadado mediante a redución do volume de lodos a tratar, a redución do consumo de enerxía e a eficiencia operativa.
Ademais, un marco regulatorio nacional/local axeitado pode apoiar solucións sostibles e circulares, como as SMARTechs, e incentivar as empresas de servizos de auga mediante beneficios tarifarios da auga. A consultoría, os estudos de viabilidade, as actividades de deseño a grande escala e a replicación xa están en marcha e proporcionarán probas sólidas da sustentabilidade económica das tecnoloxías.
Durante o terceiro 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, a replicabilidade e a comercialización das tecnoloxías e produtos SMART en diferentes sectores, países e contextos; - avanzar e finalizar o ETV das SMARTechs elixibles.
- Allanando o camiño para a explotación máis alá do proxecto SMART-Plant mediante a entrega dun plan de negocios robusto facilitado polo uso de ferramentas dixitais de apoio (para a monitorización, a avaliación e a toma de decisións - DSS).
- Política de apoio (por exemplo, xestión de lodos e criterios de fin de residuo) a nivel nacional e da UE, en consonancia coas prioridades da CE; - aumentar a visibilidade mediante a publicación de artigos científicos ISI de alto impacto.
- A organización da principal conferencia final internacional SMART-Plant con máis de 375 participantes (IWA RR 2019) e as actividades de seguimento. SMARTechs serviu como a fonte principal de:
- Materiais recuperados para desenvolver produtos SMART.
- Datos a longo prazo para: modelar, avaliar e (nos casos elixibles para o programa ETV) certificar solucións ecoinnovadoras.
O resultado utilizouse no terceiro período. Os materiais recuperados empregáronse no WP3 para o posprocesamento e o desenvolvemento, a caracterización e as probas de produtos SMART. No WP5, empregáronse datos e rendemento óptimos a longo prazo para actualizar o modelo de desenvolvemento empresarial e intelixencia de mercadotecnia. Os resultados do proxecto presentáronse a un amplo público de partes interesadas no sector da auga durante a conferencia final de SMART-Plant, organizada no marco da Conferencia de Recuperación de Recursos da IWA 2019, do 8 ao 12 de setembro en Venecia, así como durante ECOMONDO 2019.
O obxectivo xeral de SMART-Plant era validar e lanzar unha carteira de 7 solucións ecoinnovadoras (SMARTTechnologies) que, individualmente ou en combinación, poidan renovar e mellorar as plantas de tratamento de augas residuais municipais (EDAR) existentes en instalacións de recuperación de recursos hídricos (WRRF).
Tras 4 anos de implementación, SMART-Plant validou 9 SMARTechs capaces de reducir considerablemente os custos operativos das EDAR (aforro de enerxía, redución de emisións de GEI, redución de lodos) e, ao mesmo tempo, de conseguir a recuperación de enerxía, nutrientes e outros materiais (celulosa; PHA; Cap; estruvita; amoníaco e sulfato de amonio). Aínda que a recuperación e a reutilización de recursos seguen sendo percibidas polas EDAR como un valor engadido, non un punto de venda en si mesmos, o aforro operativo e as melloras no rendemento propostas por SMARTechs satisfán perfectamente as necesidades actuais e futuras das empresas de servizos de auga. Tres SMARTechs foron certificadas a través de ETV - Environmental Technology Verification. SMART-Plant tamén validou dúas ferramentas/sistemas dixitais de apoio para a monitorización 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 empregáronse para desenvolver novos e valiosos produtos SMART (como biocompostos, fertilizantes e aditivos) que foron probados para cumprir os requisitos legais e de 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, químico, agrícola 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, o que impulsa o mercado e a lexislación para superar os sesgos sociais e as barreiras lexislativas residuais. SMART-Plant acadou resultados alentadores e tanxibles en termos de apoio político a nivel nacional e europeo para superar as barreiras lexislativas, tanto directamente como mediante a participación nas actividades das plataformas de partes interesadas da UE.
SMART-Plant ampliará a escala solucións ecoinnovadoras e enerxeticamente eficientes para reformar as plantas de tratamento de augas residuais existentes e pechar a cadea de valor circular aplicando técnicas baixas en carbono para recuperar materiais que doutro xeito se perderían. Optimizaranse 7+2 sistemas piloto durante máis de 2 anos nun entorno real en 5 plantas municipais de tratamento de augas, incluíndo 2 instalacións de posprocesamento. Os sistemas automatizaranse para optimizar o tratamento de augas residuais, a recuperación de recursos, a eficiencia enerxética e a redución das emisións de gases de efecto invernadoiro.
Unha ampla carteira SMART que comprende biopolímeros, celulosa, fertilizantes e produtos intermedios será recuperada e procesada en produtos finais comercializables. A integración dos 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 planta de tratamento de augas residuais do futuro, habilitado mediante solucións SMART-Plant. O proxecto demostrará a viabilidade da xestión circular de augas residuais urbanas e a sustentabilidade ambiental dos sistemas, o que se demostrará mediante enfoques de avaliación do ciclo de vida e custos do ciclo de vida para demostrar o beneficio global das solucións de auga a grande 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 as tecnoloxías recuperados.
O despregamento no mercado global lograrase como a solución axeitada para as empresas de auga e as partes interesadas industriais relevantes, considerando as implicacións estratéxicas do paradigma de recuperación de recursos tanto para a xestión pública como privada da auga. Exploraranse novos modelos de colaboración público-privada, conectando 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 posible competencia público-privada.
As plantas de tratamento de augas residuais son unha das industrias máis caras en termos de necesidades enerxéticas: gástanse grandes cantidades de enerxía para tratar as augas residuais para a súa reutilización ou eliminación no medio ambiente. Segundo a Axencia Internacional da Enerxía, o consumo mundial de electricidade para a recollida e o tratamento de augas residuais requirirá máis dun 60 % máis de electricidade en 2040 que en 2014, a medida que aumenta a cantidade de augas residuais que requiren tratamento.
Residuos que entran, recursos que saen É importante ver as plantas de tratamento de augas residuais non só como eliminación de residuos, senón tamén 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 enerxeticamente eficientes e produción de enerxía renovable. Innovadores paneuropeos no tratamento de augas residuais uniron forzas a través do proxecto SMART-Plant, financiado pola UE, para explorar como as tecnoloxías que recuperan materiais valiosos das augas residuais para producir produtos comercializables poden adaptarse ás plantas de tratamento de augas residuais existentes. Ademais, o proxecto desenvolveu novos sistemas para monitorizar o uso de enerxía e a pegada de carbono do tratamento 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 enerxética e de carbono e dixitalizar as súas operacións», afirma 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 chamado SCEPPHAR para tratar augas residuais e, ao mesmo tempo, recuperar produtos (ata un 50 % de fósforo e lodos enriquecidos con PHA, 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 amoníaco e fósforo de augas residuais secundarias, para a súa posible reutilización nas industrias químicas e de fertilizantes. En Italia, as plantas de tratamento SCENA e SCEPPHAR tratan o licor de lodos, que está moi cargado de nutrientes nitroxenados e fósforos, 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 nun 20 %. En Grecia, a hidrólise térmica, xunto con SCENA, está a ser desenvolvida para tratar augas residuais de lodos con alto contido de amoníaco. Os recursos extraídos polas SMARTechs (celulosa, nutrientes e PHA) son convertidos en produtos por dúas «SMARTechs augas abaixo».
A primeira tecnoloxía emprega materiais celulósicos e PHA para fabricar plásticos biocompostos que se poden empregar na industria da construción ou para bens de consumo.
O segundo implica a compostaxe dinámica para producir fertilizante comercial ou biocombustible a partir de lodos celulósicos ricos en fósforo. Eliminación dos obstáculos para o tratamento circular de augas residuais A industria da auga xoga un papel importante na economía circular emerxente, axudando a manter os recursos en uso o maior tempo posible. «SMART-Plant cre que as empresas de servizos de auga poden converterse en motores da economía circular se os operadores substitúen a dúbida e o escepticismo por unha actitude xeralmente positiva cara ás solucións ecoinnovadoras para a recuperación de recursos», explica Fatone.
Para conseguilo, os socios do proxecto involucraron ao persoal das empresas locais de subministración de auga nas instalacións piloto a grande 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 de 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 tratarse como residuos, senón como un recurso.
- UNIVERSITA POLITECNICA DELLE MARCHE (UNIVPM)
Proxectos relacionados
