Решение по возвращению ценных ресурсов, сброшенных в канализацию

22 ноября 2022 г. | Элейна Хэнкок - UConn Communications

Исследователи Калифорнийского университета в Коннектикуте превращают проблему со станцией очистки сточных вод в биотопливо

Проблема на очистных сооружениях – накопление «коричневого жира» – может привести к появлению большого количества биотоплива благодаря работе исследователей Калифорнийского университета в Коннектикуте (Adobe Stock).

Для продуктов, которые мы используем каждый день, закономерность стала до боли знакомой: что-то сделано, мы используем это, мы это выбрасываем. Тем не менее, для устойчивого будущего – такого, в котором мы не будем просто добывать и выбрасывать ресурсы – нам необходимо сделать этот линейный процесс круговым, говорит заслуженный профессор факультета химической и биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Коннектикуте Ричард Парнас.

Парнас и его команда исследуют биодизель и способы его производства из отходов. Парнас также стал соучредителем компании REA Resource Recovery Systems, которая поддерживала аспиранта химического машиностроения Калифорнийского университета Конг Лю, доктора философии. '22 разработать технологию для улучшения критического процесса удаления серы из биодизельного топлива, полученного из отходов. В данном случае материалы происходят из сточных вод, а технология внедряется в проекте на канализационном заводе Мемориала Джона Оливера в Дэнбери, ввод которого в эксплуатацию запланирован на январь 2023 года. Он будет преобразовывать жиры, масла и жиры в биодизельное топливо, выбросы в течение жизненного цикла которого более высоки. более чем на 74% ниже, чем у дизельного топлива на нефтяной основе.

Проблема тумана

Парнас поясняет, что жиры, масла и жиры (СМГ) тем или иным образом попадают на очистные сооружения, причем часть их доставляется грузовиками, а часть поступает по магистральным трубам. Туман также загрязняется мылом, моющими средствами и, в данном случае, конечно же, сточными водами. На очистных сооружениях ВОГ отделяется от воды и очищается до так называемого «коричневого жира».

Работа с туманом также обходится дорого, поскольку его необходимо вывозить за пределы объекта либо на санитарную свалку, либо, как в случае с Коннектикутом, на мусоросжигательный завод. Если его не удалить, это может вызвать большие проблемы для предприятия, поскольку туман подавляет микробные сообщества, необходимые для разрушения сточных вод. Это может привести к остановкам на несколько недель или месяцев и иметь катастрофические последствия для этих критически важных санитарно-гигиенических объектов. Характер водоочистных сооружений означает, что убедить инженеров-строителей завода внедрить новые технологии может быть непросто.

«Последствия неудачи огромны, и это приводит к консервативному типу промышленности, где, если у них есть что-то, что работает, они действительно не хотят, чтобы кто-то этому мешал. Если станция очистки сточных вод работает, общее ощущение таково: оставьте это в покое», — говорит Парнас.

Однако, по словам Парнаса, как только операторы станции поняли, что эта технология является средством утилизации ВОГ и что вмешательство в работу станции будет нулевым, их интерес возрос.

Технология Парнаса берет туман, очищает его и превращает в биодизель. Важнейшим и трудным моментом является обеспечение достаточной чистоты производимого биодизельного топлива с удалением как можно большего количества серы.

«Коричневая смазка содержит от 600 до 1000 частей на миллион серы в различных молекулярных формах», — говорит Парнас. «Стандарт в Соединенных Штатах для биодизеля и других дизельных топлив составляет 15 частей на миллион серы или меньше. В Европе и Китае стандарт составляет 10 частей на миллион. Мы должны вывести около 99% серы».

Завод в Дэнбери будет делать это с помощью процесса, который сначала этерифицирует свободные жирные кислоты метанолом, чтобы получить так называемый метиловый эфир жирных кислот, который представляет собой молекулу биодизельного топлива, объясняет Парнас. Затем они переэтерифицируют все триглицериды в смеси в рамках процесса дальнейшей очистки биодизеля до уровня серы около 200 частей на миллион, что все еще недостаточно чисто, объясняет Парнас.

«Технология, которая внедряется в Дэнбери, — это так называемый процесс вакуумной дистилляции, при котором мы нагреваем материал примерно до 400 градусов по Фаренгейту и применяем вакуумное давление», — говорит он. «Благодаря этому мы можем удалить фракции серы и сохранить все хорошее биодизельное топливо, но это интенсивный процесс».