Hydrotermální zkapalňování v čištění odpadních vod: cesta k efektivní výrobě biopaliv a využití vedlejších produktů

Hydrotermální zkapalňování (HTL) kalů vznikajících při čištění odpadních vod představuje průlomovou technologii směřující k udržitelné výrobě biopaliv. Vědecký výzkum publikovaný v ACS Environmental Science & Technology Water přináší detailní analýzu možností integrace HTL do procesů likvidace kalů v ČOV a synergických přístupů k využití vznikajících vedlejších produktů, jako jsou kapalné frakce bohaté na živiny či pevné zbytky, například při anaerobní digesci. Tato kombinace významně zvyšuje energetickou efektivitu a ekologickou hodnotu celého procesu.

Principy hydrotermálního zkapalňování a jeho přínosy v ČOV

Hydrotermální zkapalňování je termochemický proces, během kterého se organická hmota – v tomto případě kal z ČOV – za zvýšené teploty (200–350 °C) a tlaku zpracovává ve vodném prostředí. Výsledkem je vznik biooleje (biokraku), pevného uhlíkového materiálu zvaného hydrochar a vodného fáze bohaté na rozpuštěné organické látky, živiny a další vedlejší sloučeniny. Na rozdíl od tradičních sušších technologií umožňuje HTL zpracovávat kal přímo v syrovém, mokrém stavu, což významně snižuje energie náročné sušení.

Další výhodou HTL je jeho schopnost výrazně redukovat objem kalu, přičemž vzniklý bioolej lze následně využít jako obnovitelný zdroj energie například v teplárnách či rafineriích. Pevný hydrochar pak může sloužit jako surovina pro výrobu paliv nebo jako přídavek do stavebních materiálů. Vodná fáze, obsahující živiny jako dusík a fosfor, je naopak vhodná k dalšímu zpracování biologickými procesy.

Synergické využití vedlejších produktů: role anaerobní digesce

Vodná fáze vzniklá v HTL obsahuje organické sloučeniny, které lze efektivně zpracovat anaerobní digescí – procesem biologického rozkladu organické hmoty mikroorganismy za nepřístupu kyslíku. Anaerobní digesce přeměňuje tyto látky na bioplyn, který je dalším cenným obnovitelným zdrojem energie, typicky ve formě metanu.

Kombinace HTL a anaerobní digesce proto umožňuje komplexní využití kalu a jeho vedlejších produktů, maximalizuje energetický výtěžek a minimalizuje environmentální dopady spojené s jeho likvidací. Kromě produkce biopaliv a bioplynu je navíc možné získat z kalu živiny pro výrobu hnojiv, což přispívá k rozvoji cirkulární ekonomiky a šetrnému hospodaření se zdroji.*

-sol-