CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Proyectos coordinados Inmaculada Ortiz Uribe Departamento.

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1 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Proyectos coordinados Inmaculada Ortiz Uribe Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular Universidad de Cantabria. E.mail: ortizi@unican.es

2 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) * Gestora de los Planes Nacionales de I+D en Medio Ambiente Procesos y Productos Químicos, 1998-2002 * Coordinadora del área ANEP Tecnologías Químicas y Medio Ambiente, 2005-08 *Representante española en el Comité Científico INTAS, 2003-06 *Representante española en el Dominio ESSEM, Programa COST, 2013-17

3 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) ¿Qué es un proyecto coordinado?

4 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO Núm. 266 Miércoles 6 de noviembre de 2013 Sec. III. Pág. 89319 Los proyectos coordinados deberán reunir las siguientes características: a) Estarán formados por un mínimo de dos y un máximo de seis subproyectos. Uno de los subproyectos será liderado por el investigador principal coordinador de la investigación, que será responsable de su seguimiento y de su coordinación científica. Si el subproyecto tiene dos investigadores principales, ambos serán considerados coordinadores. b) Los subproyectos podrán ser de tipo A o B, si bien el subproyecto del coordinador deberá ser de tipo B, y podrán ser de distintas entidades beneficiarias o de la misma, siempre que, cuando sean de la misma entidad, se aporte una dimensión de relevancia para el proyecto coordinado que no pueda ejecutarse con un proyecto individual con dos investigadores principales.

5 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) 2 Casos de estudio Programa Consolider-Ingenio, 2006- 2010 7º Programa Marco de la UE, Programa de colaboración con SME

6 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Ingenio 2010 2010 como plazo para acercar al 3% del PIB la inversión europea en Investigación y Desarrollo. Programa INGENIO 2010, un compromiso que pretende involucrar al Estado, la Empresa, la Universidad y otros Organismos Públicos de Investigación Los Proyectos CONSOLIDER Definición: los Proyectos CONSOLIDER ofrecen financiación de larga duración (5-6 años) y de gran tamaño (1-2 millones de euros) para grupos y redes de investigación excelentes en cualquiera de las áreas de conocimiento del Programa Nacional de I+D+i. Objetivos: los objetivos de esta iniciativa son aumentar el tamaño medio de los grupos de investigación, incrementar la dotación financiera de las mejores líneas de investigación, romper con el excesivo fraccionamiento de las investigaciones e impulsar la participación de los centros públicos de investigación en el Programa Marco europeo.

7 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) El objetivo fundamental es aprovechar la experiencia de 23 grupos de investigación en diferentes áreas para abordar de una manera integral la reutilización de aguas residuales urbanas depuradas. PROGRAMA TRAGUA "Tratamiento y reutilización de aguas residuales para una gestión sostenible" CONSOLIDER -INGENIO 2010. Ministerio de Educación y Ciencia

8 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Source: European Environment Agency http://www.eea.europa.eu/themes/water/featured-articles/water-scarcity EUROPEAN WATER SCARCITY

9 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Source: Fundación Cajamar (MARM) Informes y monografías 22: “La desalación en España” Evolution and tendency of the water reservoir in Spain (1995-96 to 2007-08) in Hm 3

10 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Países Desarrollados Países Pobres Usos del agua en el mundo Río Regadío Uso Agrario

11 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) INDUSTRIAL USE WWTP DISCHARGE Treated water Reclaimed water COLLECTING AND PURIFICATION OF WATER REUSE URBAN USE AGRICULTURE USE RECREATIONAL USE TERTIARY TREATMENT

12 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Reuse of reclaimed water in SPAIN (2006) = 368 Hm 3 yr -1 Agricultural Irrigation Recreation Environmental Purposes Municipal Uses 72% 17% 7% 4% (Source: Water Reuse Markets, 2005; CEDEX, 2006)

13 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) ESQUEMA DEL MODELO DE GESTIÓN Y COORDINACIÓN DE TRAGUA

14 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Desarrollo sostenible: “Desarrollo que garantiza las necesidades del presente sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades ” Informe Bruntland, 1987 -Producción y Consumo sostenible. -Uso eficiente de energías renovables. -Gestión adecuada de los productos químicos. -Integración de los costes ambientales en las políticas de desarrollo Desarrollo económicoResponsabilidad social Protección Ambiental Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible, 2002 Johannesburgo

15 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC)

16 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC)

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18 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) OZONIZACIÓN POAs con ozono O 3 O 3 /H 2 O 2 O 3 /UV O 3 /H 2 O 2 /UV

19 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) 2. ANODE: BORON-DOPED DIAMOND Formation potential of typical chemical reactants Potential of oxygen evolution of differents anodes, V vs. NHE 2. Electrooxidation

20 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Bacterias, virus, parásitos Reutilización urbana y de recreo Tratamiento primario Tratamientos requeridos para los principales usos de agua reutilizada Descarga directa Riego Reutilización industrial Reutilización para agua potable Recarga de acuíferos Contaminación orgánica Nutrientes (N, P) Sólidos en suspensión Microcontaminantes orgánicos Sales Metales pesados Sales disueltas Metales, sales Bacterias, virus, parásitos (desinfección) Cont. orgánica Nutrientes (N, P) Sólidos suspensión en Microcont. orgánicos MCO Metales, sales Sales M etales Sales pesados disueltas

21 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) 7º Programa Marco de la UE, Programa de colaboración con SME

22 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC)

23 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Figure 1.1.: Hourly rates European values compared to low wages countries

24 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Research for the benefit of the SME, T7th Framework Programme The aim is to strengthen the 'innovation capacity' of small and medium-sized enterprises (SMEs) in Europe and their contribution to the development of new technology based products and markets. The programme will help them outsource research, increase their research efforts, extend their networks, better exploit research results and acquire technological know how, bridging the gap between research and innovation

25 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) PARTNERS: 3 AG: Associated Groups 6 SME: Small and Medium Enterprises 5 RTD: Research and Technological Development Institutions 1 OTHER PROJECT STRUCTURE LENGTH: 36 months 7 th Framework Programme (7FP) of the European Commission TITLE: Towards an Innovative Galvanic Industry (TIGI) COUNTRIES: NL: The Netherlands S: Sweden ES: Spain European Commission RTD’s AG’s SME’s

26 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Spain Sweden The Netherlands

27 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Pre-treatment steps: chemical degreasing, rinse, pickling, etc. Automotive components Electroplated Components Passivated components Zinc Electroplating 1 st Surface Treatment Step Chromium Passivation 2 nd Surface Treatment Step

28 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Health and environmental risk The End of Life Vehicle (European Directive 2000/53/CE) Waste electrical and electronic equipment (European Directive 2002/96/CE). Cr 6+ Cr 3+ PASSIVATION

29 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Figure 1.2.: Passivating bath stabilized by EPT

30 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) OVERALL OBJECTIVE: The overall purpose of the project is to greatly enhance the competitive power of the European galvanic industry by implementing emulsion pertraction technology for this sector. The following strategic objectives are: i) extend the lifetime of new passivating baths with at least a factor 10, ii) reduce the waste quantities, produced from spent passivating baths, by 90 % and iiii) improve the quality of the passivating operation by 90%. : Objectives Workpackages TasksDeliverables

31 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) PROCESS CONCEPTUAL DESIGN Zinc Electroplating Basic pH Passivation Final fitting-out Regeneration of spent passivation baths by EPT H 2 SO 4 Electrolytic recovery of Zinc ZnSO 4 Recovery of metallic Zinc Surface treatment process Spent passivation bath Regenerated passivation bath Residual Stream: ZnSO 4 in acid media Pre-treatment

32 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Beneficiary Number * Beneficiary nameBeneficiary short name CountryDate enter project** Date exit project** 1 AGVereniging van ondernemingen in de galvanische industrie NGONlMonth 1Month 36 2 AGSvensk Ytbehandling Forning SYFSMonth 1Month 36 3 AGAsocation de Industrias de Acabados de Superfucies AIASEsMonth 1Month 36 4 SME end-userGalvano Techniek Veenendaal GTVNlMonth 1Month 36 5 SME end-userLoko GramsbergenLokoNlMonth 1Month 36 6 SME end-userVårgårda Kromverk ABVargardaSMonth 1Month 36 7 SME end-user Ytab Aviken ABYtabSMonth 1Month 36 8 SME end-userZinper SLZinperEsMonth 1Month 36 9 RTDThe Organisation for Applied Scientific Research TNONlMonth 1Month 36 10 RTDGemini EnterprisesGENlMonth 1Month 36 11 RTDOndeo Industrial SolutionsOndeoNlMonth 1Month 36 12 RTDUniversidad de CantabriaUCEsMonth 1Month 36 13 RTDSwerea IVFIVFSMonth 1Month 36 14 OtherProton SMonth 1Month 36 15 SME end-userGalvanotecnia y DerivatosGalvanotecnicaEsMonth 1Month 36 LIST OF BENEFICIARIES

33 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Figure 1.4.2.: Gannt chart of the project

34 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Work package No Work package title Type of activity Lead participant No Lead participant Short Name Person- months Start Month End month 1Baseline situation RTD1NGO 23,5112 2Research and Development RTD9TNO 85,2132 3Design, manufacture and set-up of pilot inallations RTD11ONDEO 34,3624 4On-site EPT pilot tes at the partner SMEs RTD10GE 55,91533 5EvaluationRTD9TNO 23,2136 6Training, Dissemination & Exploitation RTD1NGO 20,41636 7ManagementMGT10NGO 22,4136 TOTAL 264,9 WORK PACKAGE LIST

35 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) WORK PACKAGE LIST No, Deliverable TitleWP No. Lead bene- ficiary Eimated indicative person- months NatureDisseminatio n level Delivery date 1.1Report on baseline situation.and working document 1GE23.5RRE12 2.1Report on batch wise emulsion pertraction tes with passivating bath liquids, incl. regeneration options. 2TNO28.5RRE30 2.2Report on accumulation of pollutants in passivating bath liquids, methods for their removal, and their effects on product qualities. 2IVF42.7RRE30 2.3Report on model development and EPT model process calculations. 2UC14RCO32 3.1Basic engineering plan.3GE18.3RCO14 3.2Detailed engineering plan.3ONDEO5RCO17 3.3Emulsion pertraction pilot te units built for all 7 partner SMEs. 3ONDEO117 PCO18-24 4.1 Report on tes and optimisation of emulsion pertraction units on site of SMEs. 4GE55.9RRE33 5.1Report on technical, economic and environmental (incl. LCA analysis) evaluation. 5TNO23.2RRE36 6.1TIGI project website on-line6GE1OPU/CO2 6.2Training sessions for AGs and SMEs.6ONDEO12.4ORE18-26 6.3Exploitation plan.6NGO7RCO36 7.1Consortium Agreement7NGO4RCO2 7.2.1Midterm plan for using and disseminating the knowledge. 7NGO9.1RCO18 7.2.2Final plan for using and disseminating the knowledge. 7NGO9.3RCO36 TOTAL264.9

36 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) LIST OF MILESTONE Milestone Number Milestone Name WPs no’s. Lead beneficiary Delivery date from Annex I Comments (Means of verification) M1.1Baseline situation defined1GE12Deliverable 1.1. Approved by PSC M2.1Batch wise EP test completed, and Effects of pollutants on product quality assessed. 2TNO30Deliverable 2.1. & 2.2 results evaluated (ISO 9001) M2.2EPT mathematical model validated 2UC32Deliverable 2.3. Model approved by PSC M3.1EP units ready for shipment to SMEs 3Ondeo18-24Deliverable 3.3.7 Pilot passes factory test. M4.1On site EPT pilot tes completed4GE33Deliverable 4.1. Results approved by PSC. M5.1Technical, environmental and economical evaluation ready 5TNO36Deliverable 5.1. Approved by PSC M7.1Completed knowledge dissemination and exploitation reports 7NGO18 & 36Deliverables 6.3, 7.2.1 & 7.2.2. Validated by PSC

37 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Project objectives related to indicators expected date and project results ObjectivesIndicatorDateLinked project result Extend lifetime new developed passivating bath with factor 10 Demonstration of EPT unit at metal platers showing this result, and M4.1 Month 33-36D 4.1, D5.1 Reduce waste with 90%Demonstration of EPT unit at metal platers showing this result and M5.1 Month 33-36D4.1, D5.1 Reduce off-spec product by 90% Demonstration of EPT unit at metal platers showing this result and M5.1 Month 33D4.1, D5.1 Develop modelling theory for mass transfer test 150 mg/h FE and 4 gr/h Zn removal and M2.1 Month 32D2.3 Determine selectivity of extraction liquids Selectivity for Fe3+ and Zn 2+ factor 100 higher then for Cr3+ M2.1, M4.1 and M5.1 Month 36D2.1 Top 3 parameters for product quality Multi criteria analyses of parameters influencing product quality M2.1 Month 30D2.2 Target price EPT unit 45.000 to 60.000 euro Price calculations of average unit and M3.1 Month 24D3.3 Pay back time of EPT unit <1 year. Cost effectiveness calculation at metal platers and M 5.1 Month 36D4.1, D5.1

38 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Contingency planning: 1.One of the RTD partners cannot fullfill its task: Since most of the RTD partners (TNO, Ondeo, GE and UC) have work with the principle of the EP technology before the unfulfilled task will be divided over the other RTD partners. 2.One of the SME´s cannot fullfill its tasks: The AG´s of the various countries are responsible for the partitipation of their SME´s. In such a case the AG of the country concerned will enroll a replacement SME to the consortium. 3.One of the AG´s cannot fulfill its tasks: If their tasks cannot be ported to the other AG´s, the German AG will take place of the AG concerned.

39 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC)

40 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Proyectos coordinados Inmaculada Ortiz Uribe Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular Universidad de Cantabria. E.mail: ortizi@unican.es

41 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Desarrollo sostenible: “Desarrollo que garantiza las necesidades del presente sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades ” Informe Bruntland, 1987 -Producción y Consumo sostenible. -Uso eficiente de energías renovables. -Gestión adecuada de los productos químicos. -Integración de los costes ambientales en las políticas de desarrollo Desarrollo económicoResponsabilidad social Protección Ambiental Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible, 2002 Johannesburgo

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43 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Motivation Spent Passivation Bath Treated bath (Cr 3+, pH=acid) Zn concentrated solution [Cr 3+ ]≈constant [Zn 2+ ]< MAV [Fe 3+ ]< MAV Fe 3+ Zn 2+ EMULSION PERTRACTION PROCESS Recovery of Zn 2+ Removal of Zn 2+ and Fe 3+ Fe 3+ Zn 2+ Dissolution of steel components Dissolution of zinc coatings [Fe] < MAV [Zn] < MAV SPENT PASSIVATION BATH [Fe] > MAV [Zn] > MAV MAV: Maximum acceptable value REGENERATION OF SPENT PASSIVATION BATHS

44 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) Proof of concept Feed solution Feed solution PropertyValue pH≈2 ComponentConcentration (mg/L) Cr +3 4500-7500 Zn +2 2500-11780 Fe +3 20-40 Emulsion composition Organic solution (80% v/v):Cyanex®272/ShellsolD70 Stripping solution (20% v/v): Strong acid (HCl, H 2 SO 4 ) Cr 3+ Zn 2+ Fe 3+ pH 2-3 Extraction isothermes Cyanex 272 Extraction isothermes Cyanex 272

45 CANTABRIA CAMPUS INTERNACIONAL, PROGRAMA DE FORMACIÓN TRANSVERSAL Escuela de Doctorado de la UC (EDUC) WASTEWATER CONTAINING METALLIC POLLUTANTS HIGH TOXICITY COMPOUNDS ENVIRONMENTAL PROBLEM 1. MOTIVATION Reduction at the origin Recycling, Recovery, Reuse Treatment Disposal Clean Production Minimizing Effluent Generation EUROPEAN POLICY OF WASTE MANAGEMENT BEST AVAILABLE TECHNIQUES (BAT) Protection of natural resources Legal standards Selective recovery of valuable compounds for reuse Treatment Recovery (IPPC DIRECTIVE 96/61/EC) BEST AVAILABLE TECHNIQUES (BAT) CLEAN TECHNOLOGIES