Sistemes bioelectroquímics: la depuració sostenible

12

En anteriors articles he parlat sobre la valorització dels residus industrials, fet que suposa generar nous subproductes, una reducció dels costs gestió per les empreses i, en definitiva, contribuir a la sostenibilitat dels recursos i matèries primeres. Així mateix, un dels altres corrents residuals de les empreses són les aigües residuals, del que us parlaré a continuació.

Durant molts anys, les aigües residuals han sigut el maldecap de les empreses, per tal de complir els límits d’abocament segons legislació, havent d’incorporar a final de línia depuradores (EDARS) equipades amb tecnologies cada cop més eficients. El fet de depurar les aigües també suposa la generació d’un residu: els fangs residuals. La gestió d’aquests fangs acaba suposant un cost afegit per l’empresa.

La valorització d’aquests fangs com a font d’energia renovable (biogàs) està bastant establerta a nivell industrial, amb l’aplicació de tecnologies de Digestió Anaeròbia (DA). El sistema no requereix consum de reactius ni elevats costs de manteniment. No obstant això, el rendiment del procés de DA pot alterar-se per variacions brusques de pH, sobrecàrregues orgàniques i/o altres contaminants. A més, el biogàs que s’obté de la DA és una mescla principalment formada per metà, que és el combustible que és pot aprofitar; però també conte un elevat percentatge de diòxid de carboni (aproximadament un 35% del total de gas és CO2). Per tant, es persegueixen sistemes que garanteixin una operació constant amb un alt grau de producció de biogàs (ric en metà i amb baix percentatge de CO2) i una alta capacitat de resistència davant possibles alteracions.

Fruit d’aquesta necessitat sorgeix el projecte SMARTGreenGas (finançat per CDTi i liderat per Aqualia). En aquest marc, sorgeix la col·laboració empresa-centre tecnològic entre DIMASA i LEITAT, amb l’objectiu específic, dintre del projecte global, de millorar rendiments i optimitzar la tecnologia de DA. Per millorar la DA s’ha introduït dins dels reactors, una tecnologia anomenada Sistemes Biolectroquímics (BES).

Els sistemes bioelectroquímics (BES) són reactors electroquímics que contenen microorganismes. La sinergia entre les dues ciències (electroquímica i biologia) permet millorar el rendiment del procés des d’un punt de vista de especificitat i també energètic. La millora del rendiment energètic rau en què les condicions d’operació són més suaus que les tecnologies electroquímiques i amb menor requeriments operacionals que les tecnologies biològiques actuals. En el camp de la gestió d’aigües residuals, les tecnologies BES obren la porta a un nou concepte integrat de gestió d’aigües residuals que va més enllà del tractament per depurar l’aigua residual. Aquestes tecnologies amplien la gamma de rutes de tractament i, permeten, per exemple: la recuperació d’energia elèctrica i/o nutrients de les aigües residuals, la producció de productes, i/o la conversió de diòxid de carboni a metà per la generació d’un biogàs d’alta qualitat.

Tot i les potencialitats dels sistemes BES, aquesta tecnologia encara es troba dins del camp de la investigació. Per això en el marc del projecte SMARTGreenGas, Dimasa i Leitat s’han centrat en resoldre diversos reptes tecnològics per a que el procés d’DA assistida per BES pugui implementar-se amb èxit en EDAR. En una fase inicial, s’han resolt aspectes claus de la tecnologia mitjançant assajos de laboratori. En una segona fase, s’han focalitzat els esforços en validar la DA assistida per BES en una EDAR gestionada per Aqualia (Lleida). Aquesta segona fase ha permès avaluar el rendiment de la DA amb sistemes BES en condicions operacionals reals en termes d’eficiència del tractament de fangs de depuradora i producció de biogàs (cabal i qualitat) i comparar-los amb una DA estàndard. Els resultats d’aquesta fase de pilotatge han sigut prometedors i han permès evidenciar la potencialitat de la tecnologia com a nou sistema de tractament innovador de residus. Com a resultats cal remarcar que s’ha observat un clar augment de la concentració de metà del biogàs, fet que significa que hi ha una reducció de la quantitat de diòxid de carboni generat durant el procés. A més, també s’ha observat que la DA que incorpora la tecnologia BES pot tractar més llots d’una manera mes efectiva.

Per lluitar contra el canvi climàtic i alhora millorar la competitivitat de les empreses, és clau la millora dels processos actuals de depuració d’aigües i la disminució de les emissions de diòxid de carboni associades. En aquest sentit, és ben cert que encara queden uns passos per tal d’optimitzar la tecnologia per a que sigui una realitat a nivell industrial. Però, el fet que cada cop siguin més les iniciatives i grups d’investigació que desenvolupen aquestes tecnologies i els bons resultats que s’estan obtenint en els prototips, ens fan ser optimistes.

Joan Roig

Business Development Manager LEITAT Anoia