project - EIP-AGRI Operational Group

Valorization of agricultural waste into activated carbon for application in water treatment
Valorización de residuos agrícolas en biocarbón activo para su uso en tratamiento de agua

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Objectives

The objective is to improve water management and facilitate the supply and use of byproducts, waste and residues to promote the development of bioeconomy, through the manufacture of a high added value product, activated biocarbon, from agricultural residues generated in large volume in our community, such as almond shells and rice husk. This project aims to generate a new economic activity that will contribute to the reduction of greenhouse gas emissions and promote job creation, economic growth and the sustainable re-industrialization of Andalusia.

Objectives

El objetivo es la mejora en la gestión del agua así como facilitar el suministro y el uso de subproductos, desechos y residuos para el impulsar el desarrollo de la bioeconomía, a través de la fabricación de un producto de elevado valor añadido, biocarbón activado, a partir de residuos agrícolas generados en gran volumen en nuestra comunidad, como las cáscaras de almendra y la cascarilla de arroz. Este proyecto pretende generar una nueva actividad económica que contribuirá a la disminución de las emisiones de gas con efecto invernadero, y promoverá la creación de empleo, el crecimiento económico y la re-industrialización sostenible de Andalucía.

Activities

Develop and validate a manufacturing process for activated carbon from agricultural waste generated in Andalusia up to a level of technological development TRL4
Demonstrate the commercial applicability of activated carbon obtained from agricultural waste generated in Andalusia in the treatment of water (purification and regeneration of treated water), in a TRL 5-6.
Disseminate the final results to end-users at regional level in order to promote the market entry of activated carbon obtained and encourage job creation in Andalusia.
Design of the industrial process for the manufacture of activated carbon and project feasibility study for the production at industrial scale in Andalusia.

Activities

Desarrollar y validar un proceso de fabricación de biocarbón activado a partir de residuos agrícolas generados en Andalucía hasta un nivel de desarrollo tecnológico TRL4
Demostrar la aplicabilidad comercial del carbón activado obtenido a partir de residuos agrícolas generados en Andalucía en el tratamiento de aguas (potabilización y regeneración de aguas depuradas), en un TRL5-6
Difundir los resultados obtenidos a los usuarios finales a nivel regional para promover la entrada al mercado del carbón activado obtenido y fomentar la creación de empleo en Andalucía.
Diseño del proceso industrial para la fabricación de carbón activado y estudio de viabilidad del escalado industrial en Andalucía

Kontext

La gestión de residuos es una de las principales preocupaciones en países desarrollados debido al enorme impacto sobre el medioambiente. Es evidente que la actividad industrial, como casi toda actividad humana tiene un impacto sobre el medio que le rodea. La actividad agrícola que se viene desarrollando en su forma intensiva se considera como uno de los principales focos de contaminación de aguas subterráneas, superficiales y suelos. Esta problemática es especialmente relevante en Andalucía, donde la actividad agraria juega un papel fundamental en el desarrollo socioeconómico. El hecho de que la actividad agraria en Andalucía conviva con una economía apoyada en el sector turístico, hace de la protección del paisaje y los recursos humanos un objetivo fundamental que ha tenido como resultado la adopción de medidas variadas y de diverso alcance para la mejora de la gestión de los recursos agrarios. 
Por tanto, teniendo en cuenta la gran importancia socioeconómica del sector agroalimentario en Andalucía, junto a la necesidad de una gestión correcta de los residuos generados, se hace necesario el desarrollo de iniciativas que, de acuerdo con la normativa, impulsen la reutilización de los residuos agroalimentarios de una manera más sostenible a nivel medioambiental y económico. A nivel europeo, la Directiva 2008/98/CE Marco de Residuos tiene como uno de los objetivos fundamentales la aplicación plena de la jerarquía de gestión de residuos en todos los estados miembros, según la cual, la prevención es la mejor opción de gestión, seguida, en este orden, de la reutilización, el reciclado, la valorización energética y, por último, la eliminación (depósito en vertederos e incineración sin valorización energética).

Additional comments

En Andalucía, al igual que en el resto de España, no existe capacidad de producción de carbón activado a nivel industrial, de manera que el suministro de este producto depende de la importación. Actualmente, la mayor parte del carbón activo se fabrica a partir de tres tipos de materia prima: carbón mineral, cáscara de coco y madera. Las dos primeras sustancias son usadas como materia prima en otros procesos industriales como la industria energética y la alimentaria, provocando inestabilidad tanto en el precio como en el suministro de carbón activado. Por esta razón, numerosas investigaciones en los últimos años se han dirigido hacia la búsqueda de material alternativo para su fabricación, fundamentalmente material proveniente de residuos. Se ha demostrado que la biomasa proveniente de residuos agrícolas constituye un tipo de materia prima prometedor para la fabricación de carbón activado de alta calidad, siendo esta aplicación extensible a otros residuos agrícolas con potencial gracias a su disponibilidad y bajo precio. Este grupo operativo propone la utilización de la cáscara de almendra y cascarilla y paja de arroz, para los cuales se ha demostrado a escala experimental su potencial como precursores para la fabricación de carbón activado, para el estudio de la viabilidad económica de un proyecto de fabricación de carbón activado en Andalucía a partir de residuos agroalimentarios.

Additional information

En el marco jurídico, los residuos agrarios no disponen de una normativa específica, y son tratados en las normativas generales de residuos. En el contexto estatal, la Ley 22/2011, de 28 de julio, de Residuos, en su artículo 12 establece que es competencia de las Comunidades Autónomas la elaboración de los planes autonómicos de residuos. En Andalucía, el marco legal para la aplicación de la Directiva Marco de Residuos es el Plan Director Territorial de Residuos no Peligrosos en Andalucía 2010-2019. El Plan constituye el marco en el que se establecen las bases que deberán regir la política en materia de residuos no peligrosos en Andalucía hasta el año 2019. Para el desarrollo del Plan, se han tenido en cuenta, por un lado, las estrategias establecidas por la Unión Europea para integrar el desarrollo socioeconómico con la conservación del medio ambiente, así como la normativa vigente en materia de residuos en los ámbitos europeo, estatal y autonómico, y por otro, la situación actual de los residuos no peligrosos en nuestra comunidad autónoma.
El Plan Director Territorial de Residuos no Peligrosos en Andalucía 2010-2019 está basado en el Plan Nacional Integrado de Residuos para el período 2008-2015, recientemente sustituido por el Plan Estatal Marco de Gestión de Residuos (PEMAR), que cubre el periodo 2016-2022, cuyo objetivo es ajustar las medidas necesarias para cumplir con los objetivos legales en los plazos establecidos por la Unión Europea. En este sentido hay que destacar que la Directiva 2008/98/CE Marco de Residuos marca una jerarquía en las opciones de gestión de residuos, la cual se ha visto reforzada en las últimas modificaciones de la Directiva Marco aprobadas en febrero de 2015, que ya han sido incorporadas en el PEMAR 2016-2022. 

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014ES06RDRP001 Spain - Rural Development Programme (Regional) - Andalucía
Ort
Main geographical location
Sevilla
Other geographical location
Córdoba

€ 266136

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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1 Practice Abstracts

The results of the R+D+i action are:

Process for the production of granular activated carbón (GAC) from agricultural waste generated in the Andalusian countryside (TRL 4). A process for the transformation of almond and rice husk residues into GAC will be designed, developed and validated on the basis of techniques and methods previously developed and validated at laboratory level by the applicants. It shall be evaluated economically taking into account the conventional processes used for the production of GAC.

Filtration system for water treatment based on GAC generated from agricultural waste. A water treatment system based on filtration through the GACs obtained from agricultural residues will be developed and validated to TRL 5-6. The study of the technical, economic and environmental feasibility of the developed process is contemplated. A first market study will be carried out in which the possibilities of the process developed will be evaluated against the rest of the solutions available in the market.

Basic project for an industrial plant for the manufacture of granular activated carbon from agricultural waste, where the optimal operating conditions of the granular activated carbon manufacturing process from agricultural residues will be established, the type and size of the main equipment that will make up the industrial plant and the location of the plant. We will have an economic valuation as the basis for a future industrial project generating wealth in our region.

Environmental impact analysis. We will obtain the Environmental Product Declaration ("ecolabel") of the granular activated carbon obtained, and the environmental footprints associated with our model of agricultural waste management.

Resultados de la actuación de I+D+i son:

Proceso para la producción de carbón activado granular (CAG) a partir de residuos agrícolas generados en el campo andaluz (TRL 4). Se diseñará, pondrá a punto y validará un proceso para la transformación de residuos de cáscara de almendras y arroz en biocarbones activos, basado en técnicas y métodos previamente desarrollados y validados a escala de laboratorio por los solicitantes. Se evaluará económicamente teniendo  en cuenta los procesos convencionales empleados para la fabricación del carbón activo.

Sistema de filtración para el tratamiento de aguas basado en variedades  de carbón activado granular generados a partir de residuos agrícolas. Se desarrollará y validará a TRL 5-6 un sistema de tratamiento de aguas basado en la filtración a través de los CAG obtenidos a partir de residuos agrícolas.

Se contempla el estudio de la viabilidad técnica, económica y ambiental del proceso desarrollado. Se realizará un primer estudio de mercado en el que se evaluarán las posibilidades del proceso desarrollado frente al resto de soluciones disponibles en el mercado.

Proyecto básico de planta industrial de fabricación de CAG  a partir de residuos agrícolas, donde se establecerán las condiciones óptimas de operación del proceso de fabricación de CAG a partir de residuos agrícolas, el tipo y tamaño de los principales equipos que conformarán la planta industrial y la ubicación de la planta.

Dispondremos una valoración económica como base para un futuro proyecto industrial generador de riqueza en nuestra región.

Análisis de impacto ambiental. Obtendremos la Declaración Ambiental de Producto (“ecoetiqueta”) del CAG obtenido, y las huellas ambientales asociada a nuestro modelo de gestión de residuos agrícolas.

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Contacts

Project coordinator

  • ARSINGER S.L.

    Project coordinator

Project partners