Àrea Metropolitana de Barcelona

Títol de l'acció: DigesTake

Localització: Girona, Barcelona, Manresa, Terrassa, Cornellà de Llobregat, El Prat de Llobregat, Súria

Tipus de col·laboració: Desenvolupar nous processos i tecnologies de tractament, recuperació, valorització i reutilització de recursos dels efluents líquids i gasosos resultants de la digestió anaeròbia d'estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs).

Estat: Finalitzat el març del 2021

Resum: El DigesTake és un projecte de recerca industrial per a desenvolupar nous processos i tecnologies de tractament, recuperació, valorització i reutilització de recursos dels efluents líquids i gasosos (gasos residuals del biogàs) resultants de la digestió anaeròbia d'EDARs, seguint els principis de l'eco-sostenibilitat i l'eficiència energètica. S'han aplicat tecnologies facilitadores transversals d'altres àrees com són la biotecnologia, els materials avançats o les TICs per fer front a reptes tecnològics que impliquen múltiples disciplines i àrees d'expertesa (enginyeria química, electrònica, ciència de materials, automatització, electroquímica, microbiologia) a través d'experiments a escala laboratori i proves pilot. El projecte tindrà un impacte científic, tecnològic, mediambiental i econòmic rellevant per tota la cadena de valor de la recuperació de recursos d'aigües residuals (explotadors i constructors d'EDARs, empreses de serveis, administració pública) però també per als usuaris potencials dels nous productes (compostos orgànics de valor afegit, fertilitzants de diferent composició, un sistema de biosensors de compostos de fòsfor) i tecnologies (noves membranes d'osmosi directa, eliminació de nitrogen en un reactor NPA en condicions microaeròbies) ubicats en els sectors químic, agro-alimentari o energètic, entre altres.

Socis: Universitat de Girona (UdG): grup de recerca LEQUIA; Universitat de Barcelona (UB): Secció Departamental d'Enginyeria Química i Secció Departamental de Química Analítica; Universitat Politècnica de Catalunya (UPC): grup de recerca SETRI; Centre Tecnològic del Aigua (CETAQUA); Fundació EURECAT (EURECAT); Centre Tecnològic LEITAT (LEITAT); ADASA Sistemas S.A. (ADASA); Aquambiente Servicios para el Sector del Agua S.A. (AQUAMBIENTE); IBERPOTASH S.A. (IBERPOTASH); Desarrollo y Aplicaciones de la Ósmosis Directa S.L. (ODIR).

Objectius/Reptes: L'objectiu principal del projecte Digestake és desenvolupar nous processos i tecnologies per al tractament, recuperació, valorització i reutilització de recursos dels efluents líquids i gasosos resultants de la digestió anaeròbia de les Estacions Depuradores d'Aigües Residuals.

Descripció/Solució: L'activitat de recerca s'ha articulat en quatre grans eixos o activitats: "carboni" (Activitat 1), "fòsfor" (Activitat 2) i "nitrogen" (Activitat 3) i  "aigua i concentració de nutrients" (Activitat 4). L'activitat "carboni" s'ha centrat en la conversió del diòxid de carboni del biogàs en compostos orgànics de valor afegit per mitjà de sistemes bioelectroquímics. Per la recuperació de fòsfor (A2) s'han investigat dos processos alternatius: la recuperació d'estruvita utilitzant com a reactius subproductes del sector miner i un nou procés de precipitació bio-induïda de fòsfor en un reactor nitritació parcial-Anammox (NPA). Paral·lelament, s'ha desenvolupat un sistema de biosensors eco-sostenibles per la mesura in-situ de fòsfor  per al seguiment dels processos. L'activitat "nitrogen" inclou la recuperació de sals d'amoni amb sistemes d'adsorció-desorció mitjançant zeolites regenerables, i  un procés per eliminar l'excedent de nitrogen contingut en l'aigua amb baix consum energètic en condicions microaeròfiles. Finalment, en l'activitat 4 ("aigua i concentració de nutrients") s'han investigat les membranes i les solucions extractores d'un procés d'osmosi directa.

Resultats: El DigesTake ha desenvolupat nous processos i tecnologies de tractament, recuperació, valorització i reutilització de recursos dels efluents líquids i gasosos (gasos residuals del biogàs) resultants de la digestió anaeròbia d'estacions depuradores d'aigües residuals. Els resultats obtinguts demostren la viabilitat d'implantar diverses solucions d'economia circular a través de tecnologies facilitadores transversals (biotecnologies, materials avançats, TICs) en un sector tan clau per l'economia catalana com és el de l'aigua. Això obre noves oportunitats de negoci per a les quatre empreses participants, i consolida les línies de recerca de les tres universitats i els tres centres tecnològics del consorci.
S'han assolit tots els objectius tecnològics definits. A l'Activitat 1 s'ha investigat la bioconversió del diòxid de carboni contingut als gasos residuals del biogàs en nous productes d'alt valor afegit com el caproat o l'acetat. A l'Activitat 2 s'han determinat les condicions òptimes per recuperar el fòsfor dels centrats de digestió anaeròbia de fangs en EDARs mitjançant la precipitació química (estruvita o K-estruvita) o bio-induïda (fosfats de calci). També s'ha desenvolupat un nou sistema de mesura de compostos de fòsfor en línia per a millorar el seguiment i control d'aquestes tecnologies. Tot i això, els resultats experimentals i de simulació han demostrat que treballar amb sulfat de magnesi comercial és equivalent a fer-ho amb llot residual de mineria ric en magnesi. A l'Activitat 3 s'han estudiat les condicions òptimes per recuperar el nitrogen del digestat mitjançant processos d'adsorció amb zeolites granulars regenerables i recuperació de l'amoni amb contactors de membranes. A més, s'ha optimitzat una nova estratègia d'operació per a nitritació-parcial/anammox per a reduir aquest excedent de nitrogen minimitzant el cost energètic i l'ús de reactius. Finalment, a l'Activitat 4 s'ha desenvolupat un procés d'osmosi directa per concentrar efluents d'una EDAR amb potencial per crear fertilitzants d'alta qualitat a partir de productes valoritzables (N-P) continguts en solució.

Contacte: Maria Teresa Bosch Vilardell