Нефть, полученная из биомассы, может стать устойчивой альтернативой ископаемому топливу. Но технологические проблемы затрудняют масштабирование производства и делают его экономически выгодным.
Одна из технологий, известная как гидротермальное сжижение (HTL), позволяет производить сырую бионефть из влажной биомассы, такой как водоросли, пищевые отходы или навоз животных. Этот процесс позволяет избежать дорогостоящих процедур сушки; однако он создает побочный продукт сточных вод, который считается опасным для окружающей среды.
Новое исследование Университета Иллинойса обсуждает методы управления этими сточными водами, обеспечивая возможный путь к коммерчески жизнеспособному производству.
Джеймисон Уотсон, аспирант кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии в Университете I, говорит, что исследование дает всесторонний обзор современных методов очистки сточных вод, которые могут помочь производителям и исследователям в будущем.
Технологии HTL все еще находятся на стадии исследования. Но по мере того, как нефть дорожает и становится все более дефицитной, Уотсон предсказывает, что ситуация изменится.
«На самом деле люди еще не начали решать инженерные задачи, такие как масштабирование до крупного объекта. Мы просто думаем, что опережаем свое время», - говорит он.
Уотсон объясняет, что исследование является результатом сотрудничества между исследователями, работающими с различными аспектами технологий. Часть этой работы выполняется в исследовательской лаборатории Юаньхуи Чжана, профессора сельскохозяйственной и биологической инженерии в Иллинойсе. Чжан - советник Уотсона и соавтор статьи.
«Мы работаем над получением нефти из биомассы, такой как пищевые отходы и водоросли, с помощью HTL. Одним из побочных продуктов этого процесса являются сточные воды после HTL (PHW), также называемые водной фазой», - говорит Уотсон. «Мы увидели эту большую проблему: что мы можем делать со сточными водами? У нас нет способа управлять ими; мы не можем просто разбавлять их; мы не можем просто выбрасывать их в окружающую среду».
В исследовании представлен подробный анализ доступных в настоящее время методологий и описаны шесть различных подходов к лечению PHW. К ним относятся разделение химикатов, выращивание биомассы, анаэробная ферментация, биоэлектрохимические системы, гидротермальная газификация и переработка PHW в качестве растворителя или реагента для HTL.
Некоторые из потенциальных применений, созданных с помощью этих подходов, включают извлечение химикатов и газов, производство электроэнергии или водорода или очистку жидкости, чтобы она была достаточно чистой для полива сельскохозяйственных культур или даже для использования в качестве питьевой воды, говорит Уотсон.
Для каждого из шести методов Уотсон и его сотрудники описывают технологию, обсуждают преимущества и проблемы и оценивают будущий потенциал, а также возможность масштабирования до коммерческого применения.
«Мы хотим узнать, какие технологии наиболее перспективны, - говорит Уотсон. «Поэтому, когда эта термохимическая технология действительно наберет обороты в ближайшие 10-20 лет, у людей появится представление о том, как мы можем повысить ценность побочного продукта сточных вод, чтобы подчеркнуть потенциал этой технологии добычи нефти».