Responsable: Julián Lebrato Martínez
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2021-2023 - Colaboración Público-Privada
Referencia: CPP-2021-008678
Fecha de Inicio: 01-10-2022
Fecha de Finalización: 30-09-2025

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Ciencia e Innovación

Socios:

• Empresa Municipal de Abastecimiento y Saneamiento de Aguas de Sevilla
• Universidad de Valladolid
• Fomento Agrícola Castellonense S.A.
• TE CONSULTING HOUSE 4 PLUS, SL

Equipo:

• Investigadores:
  • Alberto Romero García

Contratados:

• Investigadores:
  • Manuel Campo Minguez

Resumen del proyecto:

El proyecto Therm2 (Thermal Hydrolysis & Thermophilic digestion) persigue una mayor eficiencia en la valorización energética de lodos de EDAR y otros residuos orgánicos, la obtención de digestatos higienizados y valorizables agronómicamente, así como una mayor robustez y flexibilidad en la operación de una gestión avanzada de la línea de lodos de la EDAR. Se lleva a cabo mediante el desarrollo de un proceso innovador que contempla la Hidrolisis Térmica (HT), integrada tras una primera digestión anaerobia mesófila, con la digestión anaerobia termófila (DAT). Aplicando herramientas termodinámicas de integración energética, se aprovecha la alta temperatura de los sustratos hidrolizados para implementar un proceso energéticamente eficiente de digestión anaerobia termófila, mediante la adaptación de digestores anaerobios convencionales (mesófilos) para reducir su CAPEX.

La mayor producción de biogás, una energía renovable que contribuye a la mitigación del Cambio Climático y a la descarbonización del sector del agua, permite la autosuficiencia energética del proceso y contribuye a la de la EDAR, proporcionando productos valorizables en el sector agrícola con menores OPEX, en línea con la economía circular. Conscientes del importante papel que juegan las EDAR en la transformación del metabolismo urbano para la transición hacia una economía circular, EMASESA a través de un proceso de compra pública de innovación financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación (CPI-2019-34-1-MIT-04) ha desarrollado MITLOP, un modelo innovador que integra la codigestión de residuos no peligrosos de alta carga orgánica y lodos de EDAR, incorporando a la línea de proceso un sistema innovador de HT en continuo desarrollado por teCH4 + , que ha permitido incrementar la producción de biogás y producir un biosólido estabilizado con mayor sequedad e higienizado, que permite su aplicación agrícola directa.

Therm2 da un paso más evolucionando la tecnología del MITLOP mediante la combinación innovadora de la HT con DAT. La sinergia entre ambos procesos, aunque evidente, es poco conocida. La combinación HT + DAM (digestión anaerobia mesófila) es una innovación reciente pero ya consolidada. Por su parte, la DAT menos implantada por sus altos costes y dificultad operativa, ha evolucionado con innovaciones orientadas a mejorar su eficiencia. Sin embargo, las referencias de trabajos que combinen HT+DAT son insuficientes, y no existen desarrollos a escala piloto que constaten sus beneficios y posibiliten su traslado al mercado.

El objetivo de Therm2 es el desarrollo experimental de una tecnología que integre secuencialmente DAM-HTDAT, consolidando las condiciones operativas y de diseño de proceso a nivel piloto y posibilitando su escalado posterior para su implantación en el mercado. Esta tecnología innovadora conlleva una mejora sustancial de la eficiencia en la valorización energética de los residuos, (incremento esperado del 10% sobre HT+DAM) así como un producto final (digestato) higienizado resultado de una línea de tratamiento con mayor flexibilidad y robustez.

La propuesta contempla, desde actividades de investigación a escala laboratorio para el ensayo de diferentes escenarios (combinaciones de sustratos con lodos de EDAR y configuraciones de proceso para la transición de digestión anaerobia mesófila a termófila), hasta el desarrollo experimental de un sistema piloto que permita optimizar el diseño (configuración y dimensionamiento del proceso) así como el procedimiento de operación más adecuado, incluidos análisis y ensayos de reología avanzada (simulación y análisis CFD) para la optimización en la agitación (determinante para la eficiencia del proceso). Igualmente, el programa de trabajo incluye tareas orientadas a la valoración en los rendimientos en la producción de biogás, determinando la eficiencia en la valorización energética, así como las características de los digestatos y la determinación de los CAPEX y OPEX del proceso. Esta tecnología facilita la descarbonización energética en el sector del agua, contribuyendo al despliegue de la Ruta del Biogás, crucial para alcanzar la neutralidad climática en 2050, así como el desarrollo de modelos de gestión de residuos innovadores y eficientes, generando oportunidades de negocio transversales en el marco de la economía circular.