Mutiple valorization pathways to recover high value resources from dairy wastewater and beyond

Abstract

El creixement de la població preveu un augment de la demanda de matèries primeres i energia, exacerbant les deficiències del model d'economia linear. L'economia circular emergeix com una alternativa, emfatitzant la recuperació de recursos. Aquesta tesi aborda el buit entre els corrents de residus i la demanda de recursos, centrant-se en aigües residuals del processament lácti i altres fonts. Mitjançant una investigació exhaustiva, identifica solucions biotecnològiques per a la valorització, incloent la Remoció Biològica de Fosfats i el bioassecatge. La viabilitat econòmica es veu afavorida per l'habilitat del bioassecatge de reduir eficientment el contingut de humitat. Els índexs de rendiment mostren resultats ambientals atractius, i les avaluacions tecnoeconòmiques revelen potencial d'estalvi. La tesi explora usos innovadors, com microalgues i bacteris fototròpics purpures per a la producció de biomassa rica en nutrients i proteïnes. Reconeixent les limitacions tècniques i legals, la recerca defensa rutes de valorització sostenibles per recolzar pràctiques circulars.

The global population growth forecasts increasing demands for raw materials and energy, exacerbating the unsustainable linear economy's pitfalls. The circular economy emerges as a vital alternative, emphasizing resource recovery and reutilization. This thesis addresses the gap between abundant waste streams and by-products and resource demand, focusing on resource recovery from dairy processing wastewater and other sources. Through comprehensive research, it identifies viable biotechnological solutions for valorization, including Enhanced Biological Phosphorus Removal and biodrying technology. Economic feasibility is enabled by the biodrying's ability to reduce moisture content efficiently. Performance indices demonstrate appealing environmental outcomes, while techno-economic assessments reveal cost-saving potential. The thesis also explores innovative uses for recovered products, such as Microalgae and Purple Phototrophic Bacteria for nutrient rich biomass and protein production. Acknowledging technical limitations and legal constraints, the research advocates for sustainable valorization routes to support circular industrial practices, contributing to a more resilient future.

El crecimiento global de la población augura un aumento en la demanda de materias primas y energía. La economía circular se presenta como una alternativa al modelo lineal tradicional, priorizando la recuperación y reutilización de materiales. Esta tesis explora soluciones biotecnológicas para la valorización de residuos, incluyendo aguas residuales del procesamiento lácteo y otras fuentes. La investigación identifica técnicas como la eliminación biológica de fósforo y el biosecado. La viabilidad económica se ve favorecida por la capacidad del biosecado para reducir eficientemente el contenido de humedad. Los índices de rendimiento muestran resultados ambientales atractivos. La evaluación tecnoeconómica revela un potencial de ahorro de costos. La tesis explora usos innovadores para los productos recuperados, como microalgas y bacterias fototrópicas púrpuras para la producción de biomasa rica en nutrientes y proteínas. Reconociendo las limitaciones técnicas y legales, la investigación aboga por rutas de valorización sostenibles para apoyar prácticas circulares.