排水溝に流された貴重な資源を再利用するソリューション

2022 年 11 月 22 日 | イレイナ・ハンコック - UConn Communications

ユニバーシティ大学の研究者は下水処理場の問題をバイオ燃料に転換している

下水処理場の問題、つまり「茶色のグリース」の蓄積は、UConn の研究者の取り組み (Adobe Stock) のおかげで、豊富なバイオ燃料を生み出す可能性があります。

私たちが使用する日用品では、何かが作られ、使用され、そして廃棄されるというパターンが、しびれるほど見慣れたものになっています。 しかし、単に資源を抽出して廃棄するのではなく、持続可能な未来のためには、この直線的なプロセスを循環させる必要がある、とユニバーシティ大学化学・生体分子工学科名誉教授のリチャード・パーナス氏は述べています。

パルナスと彼のチームは、バイオディーゼルと廃棄物資源からバイオディーゼルを作る方法を研究しています。 パルナスはまた、UConn 化学工学大学院生の Cong Liu 博士を支援する REA Resource Recovery Systems を共同設立しました。 '22は、廃棄物から作られたバイオディーゼルから硫黄を除去する重要なプロセスを改善する技術を開発することを目的としています。 この場合、材料は下水由来であり、この技術は、2023年1月に稼働予定のダンベリーのジョン・オリバー記念下水道プラントのプロジェクトに導入されており、脂肪、油、グリースをバイオディーゼルに変換し、ライフサイクル排出量がより多くなる。石油ベースのディーゼルよりも 74% 低い。

霧の問題

パルナス氏は、脂肪、油、グリース (FOG) は何らかの形で最終的に下水処理施設に到達し、その一部はトラックで配送され、一部は主要パイプを経由して到着すると説明します。 FOG は石鹸や洗剤、そしてもちろんこの場合は下水でも汚染されています。 下水処理場では、FOG が水から分離され、「茶色のグリース」と呼ばれるものに精製されます。

FOG の処理にも費用がかかります。これは、FOG を現場の外、衛生埋立地か、コネチカット州の場合のように焼却施設に移送する必要があるためです。 FOG は下水を分解するのに必要な微生物群集を窒息させるため、除去しないと工場に大きな問題を引き起こす可能性があります。 これにより、閉鎖が数週間から数か月続く可能性があり、これらの重要な衛生施設に悲惨な影響を与える可能性があります。 水処理プラントの性質上、プラントの土木技術者に新しい技術を採用するよう説得するのは難しい場合があります。

「失敗の影響は甚大で、これが保守的な業界につながります。うまく機能するものがあれば、誰にも邪魔されたくないのです。下水処理プラントが機能していれば、一般的な感情は次のとおりです。」放っておいてください」とパルナスは言います。

しかし、パルナス氏は、この技術が FOG を処理する手段であり、プラントの運転にまったく干渉しないことをプラントのオペレーターが理解すると、彼らの関心が高まったと述べています。

パルナスの技術は、FOG を取り込んで浄化し、バイオディーゼルにします。 重要かつ困難な部分は、生成されるバイオディーゼルが十分に清浄で、可能な限り硫黄が除去されていることを確認することです。

「茶色のグリースには、さまざまな分子形態で 600 ～ 1000 ppm の硫黄が含まれています」とパルナス氏は言います。 「米国におけるバイオディーゼルおよびその他のディーゼル燃料の基準は、硫黄濃度が 15 ppm 以下です。 ヨーロッパと中国では、標準は 10 ppm です。 硫黄の約99％を除去しなければなりません。」

ダンベリーの工場では、最初に遊離脂肪酸をメタノールでエステル化し、バイオディーゼル分子である脂肪酸メチルエステルと呼ばれるものを作るプロセスでこれを行うとパルナス氏は説明する。 次に、混合物中のトリグリセリドをエステル交換し、バイオディーゼルを約 200 ppm の硫黄レベルまでさらに浄化するプロセスの一環として、まだ十分に純粋ではないとパルナス氏は説明します。

「ダンベリーで導入されている技術は、材料を華氏約400度まで加熱し、真空圧を加える真空蒸留プロセスと呼ばれるものです」と彼は言う。 「そうすることで、硫黄分を取り除き、良質なバイオディーゼルをすべて保持することができますが、これは集中的なプロセスです。」