Восстановление энергии из садовых и парковых отходов гидротермальным карбонизацией с рециркуляцией технологической воды

В данном исследовании ставится задача получения углеродистого материала с подходящими свойствами для использования в качестве твердого биотоплива путем рециркуляции технологической воды при гидротермальной карбонизации (HTC) садовых и парковых отходов (GPW). Исследование сосредоточено на максимизации массовой выходности и энергетического извлечения, а также на упрощении обработки жидкой фракции в ходе последовательных циклов повторного использования. Рециркуляция технологической воды умеренно улучшила массовую эффективность получения гидроугля, что привело к увеличению энергетического извлечения почти на 20 процентных пунктов по сравнению с conventional HTC (GPW + подача пресной воды), при котором оно составляло менее 79%. Качество топливного угля улучшилось: наблюдались более благоприятная морфология, физические и химические характеристики, повышенная реактивность и температура сгорания, а также более низкая вероятность спекания золы. Последовательные циклы повторного использования технологической воды позволили несколько увеличить энергетическую выходность, но одновременно ухудшили качество гидроугля как биотоплива. В составе технологической воды увеличивались химическое потребление кислорода (COD) и общий органический углерод (TOC), которые почти удвоились после трех последовательных циклов повторного использования. Концентрация летучих жирных кислот (VFA) возросла примерно в 5 раз (до 20 г L–1), при этом уксусная кислота составляла 85% от общего объема. Последующая анаэробная дигестия технологической воды удаляла до 75% COD и давала биогаз с высоким содержанием метана (225–302 N mL CH4 g–1 COD_added). Рециркуляция технологической воды существенно повысила суммарное энергетическое извлечение (гидроуголь + метан) до 90% после одного цикла рециркуляции по сравнению с 84%, достигнутыми при conventional HTC и последующей анаэробной обработке полученной технологической воды.