fot: Kajetan Berezowski
Dr Krzysztof Kapusta prezentuje zmodyfikowany reaktor węglowy wykorzystywany w polsko-chińskim projekcie badawczym
fot: Kajetan Berezowski
Dobiegły końca badania nad termochemicznym przetwórstwem osadów ściekowych, realizowane przez Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy (GIG-PIB) w ramach projektu HYCOSS. Naukowcy pracowali nad rozwojem technologii hydrotermalnego upłynniania (HTL) osadów ściekowych, ukierunkowanej na wytwarzanie biopaliw płynnych tzw. II generacji.
Rezultaty prac dały znaczące postępy w rozwoju hydrotermalnych procesów przetwórstwa materiałów odpadowych. Z ogólnodostępnych danych wynika, że w 2019 r. w Polsce pracowało ponad 3,5 tys. komunalnych oczyszczalni ścieków, które obsługiwały prawie 29 mln mieszkańców. Suche osady ściekowe charakteryzują się zbliżoną wartością opałową do mułów węglowych, niektórych węgli brunatnych czy wybranych rodzajów biomasy odpadowej. Zawartość popiołu w osadach jest wysoka i tylko muły węglowe z reguły charakteryzują się większą zawartością popiołu. Natomiast ilość węgla pierwiastkowego jest zbliżona do odpadowego mułu węglowego oraz pewnych rodzajów biomasy. Poza tym osady ściekowe charakteryzują się wysoką zawartością siarki pierwiastkowej oraz azotu w porównaniu do innych paliw.
Na zagospodarowanie osadów ściekowych w Polsce znacząco wpłynęły wymogi prawne związane z członkostwem naszego kraju w Unii Europejskiej. Istnieje całkowity zakaz składowania osadów ściekowych, których wartość kaloryczna przekracza ustalone wartości. Mogą one być kompostowane lub przetwarzane beztlenowo. Wykorzystuje się je w rolnictwie. Tymczasem projekt realizowany w GIG-PIB dotyczył właśnie technologii upłynniania hydrotermalnego osadów ściekowych.
– Mogę powiedzieć z pełnym przekonaniem, że mamy innowacyjny sposób zagospodarowania tego rodzaju odpadów, ukierunkowany na odzysk energii w postaci biopaliw ciekłych II generacji – biooleju oraz wartościowych surowców bazowych dla tzw. zielonej chemii. Powstała instalacja prototypowa służąca upłynnieniu osadów ściekowych metodą HTL. W warunkach projektu opracowano szereg katalizatorów do tego procesu. Słowem, wiemy, w jaki sposób otrzymywać określone produkty prekursorów biopaliw. Oczywiście wymagają one dalszego procesu uszlachetniania, podobnie jak ropa naftowa, dopiero co wydobyta z dna oceanu. Opracowana przez nas technologia jest stosunkowo droga, jak na obecne warunki, ale uzyskane rezultaty dają przestrzeń do dalszej optymalizacji kosztowej oraz produktowej – tłumaczy dr Krzysztof Kapusta, kierownik Laboratorium Instalacji Doświadczalnych Centrum Czystych Technologii Węglowych GIG-PIB i zarazem lider krajowej części projektu HYCOSS.
Projekt trwał trzy lata i był realizowany w ramach polsko-chińskiej współpracy naukowej. W badaniach wykorzystano próby miejskich osadów ściekowych o zróżnicowanej charakterystyce fizykochemicznej, pochodzące z wybranych lokalizacji z krajów tworzących partnerstwo projektu. Po stronie chińskiej w badaniach naukowych uczestniczyło aż pięciu partnerów, w tym wyższe uczelnie.
Dobre wiadomości są dwie. Otóż jeden z reaktorów wykorzystywanych wcześniej do przetwórstwa paliw kopalnych znajdujących się na terenie Kopalni Doświadczalnej Barbara udało się zmodyfikować, aby odpowiadał wymogom prowadzonych badań, a druga, że współpraca polsko-chińska w obszarze zagospodarowania osadów ściekowych będzie kontynuowana w ramach kolejnego projektu o akronimie HYDROCARB. Projekt ten zyskał bowiem akceptację polskich i chińskich instytucji finansujących przedsięwzięcia naukowe, tj. odpowiednio Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Ministerstwa Nauki i Technologii Chin.
– Opracowany proces jak dotąd nie uzyskał statusu technologii przemysłowej. Główną barierą jest rozwiązanie szeregu zagadnień związanych przede wszystkim z możliwością jego ukierunkowania na uzysk produktów finalnych o określonym składzie chemicznym oraz z przeniesieniem procesu z trybu wsadowego do procesu realizowanego w trybie ciągłym. I nad tym właśnie pracujemy – tłumaczy dr Krzysztof Kapusta.
