Dari Blooms ke Biocrude


Dari Blooms ke Biocrude

Pencairan hidrotermal PNNL menjanjikan untuk mengubah pertumbuhan ganggang beracun menjadi biokrasi

  • Danau Okeechobee di Florida adalah lokasi untuk studi percontohan dasar dari tiga tahap proyek Harmful Algal Bloom Interception, Treatment dan Transformation System.

    Kredit: Foto oleh Thomas Barrat | Shutterstock.com

    Danau Okeechobee di Florida adalah lokasi untuk studi percontohan dasar dari tiga tahap proyek Harmful Algal Bloom Interception, Treatment dan Transformation System.

  • PNNL menggunakan pencairan hidrotermal untuk mengubah biomassa alga pekat dari Danau Okeechobee menjadi biokrasi.

    Kredit: Foto oleh Andrea Starr | Laboratorium Nasional Pacific Northwest

    PNNL menggunakan pencairan hidrotermal untuk mengubah biomassa alga pekat dari Danau Okeechobee menjadi biokrasi.


oleh Mary Ann Showalter

Pariwisata, kesehatan, dan perdagangan — semuanya penting untuk ekonomi nasional yang berkembang.

Tetapi pertumbuhan ganggang yang berbahaya dan gangguan akuatik lainnya merugikan ekonomi AS sekitar $ 1 miliar per tahun. Itu karena mereka menimbulkan risiko kesehatan yang serius bagi wisatawan dan penduduk yang menggunakan perahu, ski air, dan berenang di perairan. Mereka mengganggu ekosistem perairan secara keseluruhan dan kegiatan ekonomi dan rekreasi yang bergantung pada ekosistem itu. Dan mereka berbahaya bagi ikan dan kerang serta taring yang senang berenang dan bermain-main di air.

Perkembangan alga juga dapat meningkatkan biaya perawatan untuk pemasok air minum, menurut Badan Perlindungan Lingkungan AS.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Korps Insinyur Angkatan Darat AS (ERDC) memimpin proyek tiga tahun yang dimaksudkan untuk mengurangi pertumbuhan ganggang beracun yang dapat menjangkau ratusan mil persegi.

Dan Laboratorium Nasional Pacific Northwest (PNNL) telah membantu ERDC melakukan penelitian mereka selangkah lebih maju — dengan menyelidiki perkembangan ini sebagai sumber bahan bakar dan pupuk biokrasi yang layak.

“HABITATS” untuk mitigasi pertumbuhan alga

Satu tahun dalam proyek ERDC, tim mendemonstrasikan pendekatan tiga langkah yang “membersihkan” air, menghilangkan ganggang dan nutrisi yang tertahan seperti nitrogen dan fosfor dari air, dan mengubah ganggang menjadi sumber energi potensial.

Proyek tersebut disebut Harmful Algal Bloom Interception, Treatment and Transformation System, atau HABITATS. Tujuannya adalah untuk menghilangkan alga biru-hijau dari perairan yang besar sekaligus memulihkan energi dan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor — sebuah pendekatan yang mengurangi dampak jangka pendek dari pertumbuhan alga yang berbahaya dan membantu mengurangi pertumbuhan di masa depan seiring waktu.

Untuk mencapai tujuan ini, tim HABITATS telah menerapkan proses tiga tahap: intersepsi, pengobatan, dan transformasi.

Tahap pertama — intersepsi — melibatkan pengumpulan alga dari permukaan perairan alami menggunakan perangkat skimming dan boom yang memandu alga ke titik pengumpulan. Dalam tahap pengolahan, alga dipisahkan dari air menggunakan teknologi yang disebut pelampung udara terlarut, atau DAF, yang dikembangkan oleh mitra proyek AECOM. Air yang baru dibersihkan kemudian dikembalikan ke lingkungan, sementara alga dipekatkan lebih lanjut untuk memaksimalkan potensi pemulihan energi dan nutrisi. Tahap terakhir melibatkan transformasi biomassa alga terkonsentrasi menjadi biokrasi menggunakan proses yang dikembangkan PNNL yang disebut pencairan hidrotermal, atau HTL.

PNNL membawa alga ke HTL dan sebaliknya

Pada tahun 2019, ERDC melakukan studi percontohan dasar dari tiga tahap HABITATS. Lokasinya — Danau Okeechobee, Florida — adalah danau dangkal seluas sekitar 740 mil persegi di mana bunga mekar besar-besaran terbentuk setiap tahun dan semakin parah selama dekade terakhir.

Dalam uji coba, tim peneliti menemukan bahwa DAF secara konsisten menghilangkan sekitar 95 persen ganggang dari air dan sangat memusatkan ganggang, mengurangi konsentrasi fosfor, nitrogen, dan karbon organik masing-masing lebih dari 95, 65, dan 50 persen. Dengan kata lain, dengan menghilangkan ganggang dan nutrisi terkait seperti fosfor, air jauh lebih bersih saat dikembalikan ke danau.

Pasta alga yang dihasilkan kemudian diangkut ke PNNL untuk diproses menggunakan HTL untuk menentukan apakah biokrasi dapat diproduksi. HTL meniru kondisi geologis yang digunakan Bumi untuk membuat minyak mentah, menggunakan tekanan dan suhu tinggi untuk dicapai dalam hitungan menit, yang biasanya memakan waktu jutaan tahun.

“Ada beberapa sifat yang kurang disukai dengan alga yang terkonsentrasi dari Danau Okeechobee, seperti viskositas yang lebih tinggi dari normal dan kandungan abu yang tinggi akibat flokulan yang digunakan dalam proses DAF,” kata insinyur kimia Justin Billing, yang memimpin PNNL bagian dari penelitian. “Namun terlepas dari tantangan tersebut, kami mampu menghasilkan biokrasi HTL dari alga pengganggu yang dipanen dalam kondisi lapangan yang realistis. Itu adalah bukti konsep yang bagus. “

Pengamatan kunci ini membantu memandu langkah selanjutnya untuk tim HABITATS.

Proyek berkembang: bergerak maju

Pada tahun kedua HABITATS, tim melakukan penyesuaian pada proses konsentrasi alga seperti yang diidentifikasi selama uji coba dan akan melakukan pengujian lebih lanjut untuk menyempurnakan proses tersebut. PNNL akan menerapkan keahliannya dalam peningkatan katalitik untuk membuat bahan bakar campuran yang dapat diperbarui dengan bahan bakar diesel dari HTL biocrude.

“Sekarang PNNL telah berhasil menghasilkan biokrasi dari alga terkonsentrasi Danau Okeechobee menggunakan HTL, kami akan terus mendukung ERDC saat mereka meningkatkan prosesnya,” kata Billing.

Penelitian ini dilakukan untuk Program Penelitian Spesies Gangguan Akuatik, yang disponsori oleh Korps Insinyur Angkatan Darat AS.

Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author