水热碳化作为替代卫生技术:过程优化和低成本反应堆的开发
Jae Wook Chung1, Gabriel Gerner1, Ekaterina Ovsyannikova2
1Institute of Natural Resource Sciences, Zurich University of Applied Sciences, Wädenswil, 8820, Switzerland.
Open research Europe
|August 30, 2023
概括
水热碳化 (HTC) 为发展中社区提供了可持续的卫生解决方案,将人类废物转化为富含能量的碳化合物和可回收的营养素. 一个低成本的反应堆被证明是技术上可行的实际实施.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 可持续的卫生设施
- 废弃物转化为能源的技术
背景情况:
- 安全的卫生设施至关重要,但在资源有限的社区中往往无法获得.
- 水热碳化 (HTC) 是处理便废物和回收资源的潜在技术.
- 这项研究评估了HTC对原始人类废物处理的评估,并评估了低成本反应堆的可行性.
研究的目的:
- 评估从原始人类废物中回收资源的水热碳化 (HTC).
- 使用HTC量化能量和营养恢复潜力.
- 建造和测试一个低成本的HTC反应堆的技术可行性.
主要方法:
- 在温和条件下 (≤200°C,≤1小时) 使用HTC处理原始人类便.
- 通过输入的能量,电的更高的加热值 (HHV) 和工艺水的生物甲潜力来评估能量回收.
- 营养物质的回收包括从工艺水和碳化合物灰液中石沉.
主要成果:
- 碳化合物呈现出高HHV (23.225.2 MJ/kg),与煤炭相比,贡献了90%以上的总能量回收.
- 回收: 78%在炭灰中,15%在工艺水中; 72%的初始回收作为补充的斯特鲁维特.
- 开发的低成本反应堆 (BLR) 显示出稳定的运行和与商业系统相比的能源效率.
结论:
- 热水碳化 (HTC) 是一种可行的便废物卫生技术,可实现显著的能量和营养恢复.
- 低成本的基板级反应堆 (BLR) 在技术上是可行的,适合进一步开发和扩大规模.
- 这项研究为HTC在分散式卫生系统中的实际实施提供了概念验证.
