L'acide humique (HA) est une substance organique macromoléculaire largement utilisée dans l'agriculture, la foresterie, l'élevage, l'industrie chimique, les matériaux de construction, la médecine, la protection de l'environnement et dans un certain nombre d'autres domaines. Cependant, la production d’HA chimique sur le marché repose sur des ressources non renouvelables, telles que la tourbe, le lignite et le charbon, qui nécessitent de longues périodes de formation. Et le rendement en HA extrait dépend du type et de la qualité des fossiles.
Le lignite et le charbon de faible qualité conduisent généralement à une faible efficacité d’extraction de l’HA. Bien que les méthodes de compostage traditionnelles puissent convertir les biodéchets frais en engrais à haute teneur en HA, elles sont inefficaces et prennent beaucoup de temps.
La technologie hydrothermale peut créer des conditions de température élevée (> 160 °C) et de pression élevée (de 5 à 250 bars) dans un environnement hermétique. Le traitement hydrothermal de la biomasse peut donc être considéré comme un processus chimique simulant la carbonification naturelle, qui fournit une énergie renouvelable. et une voie respectueuse de l'environnement vers la production d'HA.
Dans des conditions hydrothermales, les solutions d'hydrochar et hydrothermales dérivées de biodéchets peuvent subir une humification, et un traitement hydrothermal alcalin peut encore améliorer le rendement en acide humique hydrothermal (HHA). Cependant, le rendement en HA utilisant le traitement hydrothermal alcalin des déchets de biomasse est généralement faible. La limitation du faible rendement en HHA est due à la formation d'une grande quantité d'hydrochar avec une faible capacité d'humification.
Ainsi, pour surmonter ce problème, dans une étude précédente, une méthode d'humification hydrothermale simple en deux étapes a été développée pour maximiser le rendement en HA en convertissant davantage l'hydrochar en HA à l'aide d'un traitement hydrothermal en deux étapes.
Des études ont montré que l’humification hydrothermale acide des biodéchets et le traitement hydrothermal alcalin de l’hydrochar contribuaient au rendement élevé en HHA. Cependant, il y a un manque de recherche sur l’optimisation des conditions d’humification hydrothermales acides afin d’améliorer davantage le rendement en HHA. De plus, le mécanisme d'action affectant la capacité d'humification du charbon hydrothermal dans le traitement hydrothermal alcalin n'est pas exploré.
Des chercheurs de l’Université Tsinghua et de l’Université baptiste de Hong Kong ont optimisé une méthode d’humification hydrothermale simple en deux étapes développée dans une étude précédente. L'effet des températures hydrothermales et du pH sur les propriétés de l'hydrochar ainsi que l'influence supplémentaire de la formation d'HA dérivé de l'hydrochar ont été étudiés.
L'étude, intitulée "Conversion hydrothermale en deux étapes des déchets de biomasse en acide humique en utilisant de l'hydrochar comme intermédiaire", est publiée en ligne dans Frontiers of Environmental Science &Engineering. .
Dans l’étude, plusieurs hydrochars dérivés de la biomasse ont été préparés et obtenus par l’équipe de recherche à différentes valeurs de pH et températures hydrothermales. Les changements dans les caractéristiques chimiques de l'hydrochar dans des conditions hydrothermales ont été analysés. De plus, le degré d'humification de l'hydrochar dans des conditions hydrothermales alcalines a été étudié.
Des corrélations entre le degré d'insaturation des hydrochars et leur degré d'humification ont été déterminées.
Leurs résultats ont montré que les hydrochars préparés dans des conditions hydrothermales à haute température et à faible pH présentaient une capacité d'humification élevée et atteignaient finalement un HHAalk élevé. rendements. Il a également révélé que les sources de HHAalk dérivé d'hydrochar ont été révélés :1) la production en phase de préparation d'hydrochar; 2) incrémentation sous traitement hydrothermal alcalin de l'hydrochar. Le RS dans l'hydrochar a joué un rôle clé dans HHAalk formation.
Ces résultats fournissent une base scientifique pour le traitement durable des déchets de biomasse et révèlent la relation entre l'hydrochar dérivé de la biomasse et son potentiel d'humification. Cette approche innovante devrait faciliter la production d'HA renouvelable, réduisant ainsi la dépendance à l'égard des ressources non renouvelables et fournissant des solutions plus durables dans de multiples domaines.
Plus d'informations : Yuchao Shao et al, Conversion hydrothermale en deux étapes des déchets de biomasse en acide humique en utilisant de l'hydrochar comme intermédiaire, Frontiers of Environmental Science &Engineering (2023). DOI : 10.1007/s11783-023-1719-8
Fourni par Frontiers Journals
