Projecte

Descripció general

SAVING-E és un projecte a escala pilot que pretén aconseguir que les actuals estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR) urbanes passin de ser consumidores netes d’energia, a ser autosuficients energèticament o, fins i tot, productores netes d’energia. SAVING-E té un pressupost total de 1.169.068€ i una durada de quatre anys (01/10/2015 – 31/03/2019).

El principal objectiu del projecte SAVING-E és avaluar la possibilitat de transformar les actuals EDAR urbanes en sistemes autosuficients energèticament o, fins i tot, en productors nets d’energia. Per aconseguir aquest objectiu, s’utilitza tota la matèria orgànica per a produir biogàs gràcies a la implementació de l’eliminació biològica de nitrogen de forma autotròfica en dues etapes (nitritació + Anammox) en la línia principal d’aigües. Aquest nou procés no s’ha aplicat ni provat amb anterioritat a escala pilot, ni a escala real.

Problema abordat

D’acord amb l’informe sobre investigació i tecnologies ambientals de la Comissió Europea, l’escletxa entre oferta i demanda d’aigua a nivell mundial assolirà, aproximadament, el 40% al 2030 a menys que es millori significativament l’eficiència. Actualment, un 33% de la població mundial viu sota estrès hídric i és possible que, a l’any 2050, el 60% de la població mundial experimenti una greu escassetat d’aigua. A Europa, són nombrosos els Estats membres de la Unió Europea que es veuen afectats per l’ús de recursos hídrics limitats i, de vegades, sobreexplotats. La escassetat d’aigua i la sequera afecten a un terç dels territoris de la Unió Europea en diferents latituds. Entre els aspectes relacionats amb la escassetat d’aigua, la contaminació és el major problema ambiental. De fet, els dos problemes ambientals que més preocupen als europeus són: la contaminació de l’aire (56%) i la contaminació de l’aigua (50%).

Respecte a la contaminació de l’aigua, l’eutrofització és un procés provocat per l’excessiva presència de nutrients a l’aigua, especialment compostos de nitrogen i/o fòsfor, que condueixen a: augment del creixement i la producció primària d’algues; canvis a l’equilibri de la vida aquàtica i la degradació de la qualitat de l’aigua. Precisament, l’eutrofització és un indicador de la qualitat de l’aigua segons la Directiva Marina (Directiva 2008/56/EC): L’eutrofització antropogènica s’ha de reduir al mínim, especialment els seus efectes adversos, com la pèrdua de biodiversitat, la degradació dels ecosistemes, la nociva proliferació d’algues i la manca d’oxigen a les masses aquàtiques. Així doncs, com el nitrogen i el fòsfor són els principals nutrients inorgànics responsables de l’eutrofització, està clar que, per a reduir l’eutrofització provocada per l’home, és necessari reduir la càrrega de nitrogen i fòsfor a les masses aquàtiques, especialment dels mars, implementant millors tractaments d’aigua com el que representa la tecnologia SAVING-E.

Des de fa molts anys, la Unió Europea ha estat prenen mesures per a la reducció de les càrregues de nitrogen i fòsfor al medi ambient, en particular mitjançant l’adopció de la Directiva de tractament d’aigües residuals urbanes (Directiva 91/271/CEE; UWWT) i la Directiva Marc de l’Aigua (Directiva 2000/60/CE; DMA). Malgrat això, només 6 Estats membres (Dinamarca, Finlàndia, Grècia, Àustria, Alemanya i els Països Baixos) tenen un compliment general superior al 90% al tractament terciari de les aigües residuals urbanes (concretament, en eliminació de nitrogen i fòsfor o en reducció de la contaminació bacteriològica). La resta dels Estats membres tenen menys de 60% de compliment, incloent a Espanya. Per tant, existeix una necessitat urgent d’aplicació de tractaments terciaris barats i eficients, i això suposa també canvis al sistema clàssic d’eliminació de nitrogen aplicat a l’actualitat, el procés de nitrificació seguit de desnitrificació heteròtrofa, ja que és un procés amb un gran consum d’energia i amb altes emissions de gasos d’efecte hivernacle.

Objectius

El principal objectiu del projecte és demostrar, a escala pilot i en ambient rellevant, la viabilitat, aplicabilitat, reproductibilitat i transferibilitat de la tecnologia SAVING-E a nivell local i europeu.

La tecnologia SAVING-E utilitza la major part de la matèria orgànica que porta l’aigua residual per a la producció de biogàs mitjançant una primera etapa biològica (etapa A) amb un baix consum d’oxigen i una gran producció de biomassa, és a dir, amb un baix temps de residència cel·lular. Conseqüentment, la biomassa produïda en aquesta etapa tindrà un gran potencial de producció de metà, més gran que el que s’aconsegueix en les actuals EDAR urbanes.

Posteriorment, la tecnologia SAVING-E pot eliminar biològicament el nitrogen de la línia principal d’aigües sense necessitat de matèria orgànica (etapa B). SAVING-E utilitza en aquesta etapa l’eliminació biològica de nitrogen (EBN) autotròfica amb un innovador sistema en dos passos. Aquest nou sistema consisteix en dos reactors, un primer reactor aerobi de nitritació parcial seguit d’un segon reactor Anammox.

L’aplicació de l’EBN autotròfica en la línia principal d’aigües redueix considerablement els costos d’operació si els comparem amb les actuals EDAR urbanes. A més, el sistema d’EBN autotròfica en dos passos representa una millora amb respecte als sistemes d’EBN autotròfica d’un sol pas ja que es capaç de treballar de forma estable a molt baixes temperatures (10 ºC).

Figura 1. Esquema de la tecnologia SAVING-E. RCTA: reactor continu de tanc agitat, UAnSB: reactor anammox de flux ascendent de mantell de llots.

Pla de treball

Activitats i resultats

La tecnologia SAVING-E es provarà per primera vegada a escala pilot i a llarg termini en ambient rellevant tractant aigua residual urbana. Les accions d’implementació inclouen el disseny, construcció, posada en marxa i operació de la planta pilot a l’EDAR urbana de Rubí (Barcelona). La planta pilot operarà durant 30 mesos a diferents temperatures, fins i tot a 10 ºC, per a demostrar l’estabilitat del procés. Per a demostrar que la tecnologia SAVING-E pot aplicar-se en qualsevol Estat membre de la Unió Europea, les accions d’implementació es completaran amb un anàlisi tècnic i econòmic de la modernització amb aquesta tecnologia de diferents tipus d’EDAR urbanes. A més, s’avaluaran, mitjançant accions de monitoratge a escala local, nacional i europea, els impactes tècnics, ambientals, econòmics i socials de la implementació de la tecnologia SAVING-E. El consorci utilitzarà diferents accions de disseminació per a donar a conèixer els resultats del projecte, per a crear una plataforma de comunicació entre el projecte i les parts interessades i per a tenir impactes mesurables. La disseminació dels resultats del projecte a través dels canals correctes és un dels factors clau per a l’èxit del projecte SAVING-E i és essencial per a assegurar un posterior impacte al sector de l’aigua.

El principal resultat esperat és la demostració i disseminació de que l’ús de la tecnologia SAVING-E produirà un significatiu i positiu impacte en: (i) estalvi d’energia, (ii) reducció de les emissions de CO₂ i de la petjada de carboni associada i (iii) reducció dels costos d’operació. Concretament, els resultats i impactes tècnics i econòmics de l’aplicació de la tecnologia SAVING-E, en comparació amb les actuals tecnologies de tractament d’aigües residuals urbanes, seran:

Per Tant, La Tecnologia SAVING-E Contribuirà A La Estratègia Europea Sobre Us Eficient Dels Recursos En Els Següents Aspectes: