HARMONIZE: Tecnologies de destil·lació i cristal·lització per membranes millorades per a la recuperació de productes de l’amoníac i avançar cap al residu zero

En un escenari d'economia circular, les tecnologies de reciclatge, separació i concentració de l'aigua són temes clau tant en entorns municipals com industrials. De fet, les tecnologies avançades de separació són processos clau en el nou Pla d'Acció per a l'Economia Circular (CEAP II), un dels pilars fonamentals del Pacte Verd Europeu, segons el qual les activitats relacionades amb el tractament d'aigües residuals (waste water treatment, WWT) han de buscar noves tecnologies que puguin recuperar tant l'aigua com els nutrients.

Paral·lelament, el pla europeu Sustainable Process Industry through Resource and Energy Efficiency (SPIRE), centrat en accions per evitar, valoritzar i reutilitzar els fluxos de residus per crear nous models de negoci i avançar cap a l'economia circular (zero waste), necessita cadenes de valor circulars i desenvolupar operacions de separació i purificació rendibles. En aquest sentit, les operacions de membrana són extremadament rellevants a causa de la seva alta eficiència i baix impacte ambiental; però és essencial millorar les tecnologies i els materials de les membranes perquè siguin capaços de recuperar aquests elements de valor afegit amb el grau de qualitat i concentració requerit pel mercat.

En aquest context, el projecte MemTecWare aposta per solucions integrades i eficients que contribueixen a la minimització del residu líquid (zero liquid discharge, ZLD), a la valorització de corrents residuals i a la producció sostenible d'aigua i energia. El projecte proposa la combinació de tecnologies avançades de separació mitjançant membranes per al tractament d'aigües residuals amb alta salinitat i/o contingut d'amoníac: destil·lació per membrana (MD), destil·lació osmòtica per membrana (OMD), destil·lació per membrana al buit (VMD), cristal·lització per membrana (MCr), electrodiàlisi inversa (RED) i òsmosi per pressió retardada (PRO).

MemTecWare, coordinat des de la Universitad Complutense de Madrid (UCM), es divideix en tres subprojectes: 

• Subprojecte 1: MemTecWare-SOMEWATER - Desenvolupament de membranes auto-calentables (liderat per la Universitad Complutense de Madrid, UCM). 
• Subprojecte 2: MemTecWare-PROFUSION - Implementació i optimització de processos PRO (liderat per la Universitad de Las Palmas de Gran Canaria, ULPGC). 
• Subprojecte 3: MemTecWare-HARMONIZE - Millora dels processos OMD i VMD per a la recuperació selectiva d'amoníac i sals d'amoni (liderat per la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech, UPC).

Concretament, el subprojecte HARMONIZE, l'objectiu principal del qual és valoritzar l'amoníac recuperat tant com a fertilitzant (p.ex., sals d'amoni) com a combustible lliure de CO₂ (NH3 (g)), permetrà:

• Estudiar els efectes i optimitzar els paràmetres operatius i els factors que afecten el flux d'amoníac, la selectivitat i la qualitat del producte en configuracions OMD i VMD.
• Explorar noves configuracions d'OMD i VMD i dissenys de mòduls optimitzats per reduir el flux d'aigua transmembrenes amb l'objectiu d'augmentar el flux d'amoníac, la selectivitat i la concentració del producte.
• Estudiar i optimitzar el procés de cristal·lització per obtenir cristalls de sal d'amoni de millor qualitat per a la producció de fertilitzants.
• Desenvolupar noves membranes OMD i VMD més selectives envers l'amoníac.
• Ampliar els models físics existents i desenvolupar nous models basats en experiments per avaluar i optimitzar l'Opex (p.ex, consum d'energia i productes químics, embussament, etc.) i el Capex (p.ex., àrea de membrana) del procés OMD-MCr per al cas de la producció de sals d'amoni.
  
  

Pressupost i finançament

El projecte està finançat per l'Agència Estatal d'Investigació a través del Pla Estatal d'Investigació Científica, Tècnica i d'Innovació 2021-2023 (PID2022-138389OB-C33). Compta amb un pressupost de 100.000 € i una durada de tres anys (setembre de 2023 – agost de 2026).