研究人员开发了一种环保工艺,将生产橄榄油的废水转化为生物燃料和肥料,发表在 ACS 可持续化学与工程杂志上。该研究由 法国 米卢斯材料科学研究所 和RITTMO Agroenvironment以及突尼斯水研究与技术中心 和环境科学与技术高等研究所的研究人员领导 ,描述了橄榄磨坊废水 (OMW) 的“价值化,”也就是说,为它创造价值,转化为更可持续的产品,这些产品也可以在供应链中使用。
橄榄是世界各地抢手的商品。根据欧盟委员会发布的一份报告,人们在 2017 年至少消费了 280.3 万吨橄榄油,预计到 2018 年这一数字将上升到 297.6 万吨。
随着对橄榄油的需求增加,制造商也提高了产量:在 2017 年至 2018 年的季节,估计将生产 292.7 万吨橄榄油——欧盟至少占其产量的 63%。
然而,这种需求也带来了严重的环境影响。生产橄榄油时,只有 20% 的产品产生橄榄油——其余的材料成为副产品。这些成为所谓的橄榄加工废物,例如橄榄压饼(生产中的固体残留材料)和橄榄磨坊废水。来自这两种副产品的流出物被认为是污染物,因为它们不易生物降解并携带对植物有毒的化学物质。
特别是,橄榄厂废水的处理引起了人们的关注。每年,地中海地区至少生产 3000 万立方米 OMW。这不能使用传统的废水系统进行处理,并且必须在其重新用于工业和农业过程之前进行解毒。此外,橄榄油生产的副产品一旦接触到任何水体(包括地下水),无论是通过直接排放到地表水,还是通过从土壤渗入地下水,都很容易污染任何水体(包括地下水)。一旦 OMW 与经过处理的饮用水接触,问题就会更加严重:水处理中使用的氯与 OMW 中的苯酚相互作用形成氯苯酚——一种对人类构成严重风险的化合物。
为了解决这个问题,研究人员使用了柏木锯末——这是地中海地区另一种常见的废物。该论文分解了治疗 OMW 的程序。该过程包括浸渍锯末、干燥、生产生物肥料和土壤改良。
在锯末浸渍过程中,使用生柏木锯末吸收废水。溶解在 OMW 中的盐以及化学氧被锯屑吸附(描述液体或气体在另一种物质表面积累的术语)。
在此过程之后,使用设定在 40 至 60 摄氏度范围内的温度的对流干燥器干燥所得混合物,这加快了干燥过程。此外,研究人员认为,干燥过程中收集的水可用于灌溉农作物。
为了生产生物肥料,干燥的混合物在 500 摄氏度下热解。热解是一种在不使用氧气的情况下将有机材料暴露于高温的方法。这允许材料在不燃烧的情况下热分解成气体和木炭。
在收集和冷凝产生的气体后,该过程产生了绿色燃料,如生物油和天然气——这些可用于为后续的干燥和热解过程提供动力。此外,还获得了之后生产的木炭颗粒。经过分析,发现这些颗粒含有钾、磷、氮和其他来自橄榄磨坊废水分解的营养物质。当这些在黑麦草中进行测试时,研究小组发现与不使用它们的生物肥料相比,生物肥料能够改善植物生长。它还增加了质量产量和叶子的大小。
有了这些发现,研究小组能够确定一种将橄榄磨坊废水再利用为绿色燃料、生物肥料和潜在农业用水来源的方法。