Η ανάγκη επίλυσης του προβλήματος της διάθεσης των αστικών στερεών αποβλήτων και της επεξεργασίας υγρών αποβλήτων πόλεων και χωριών έχει καθυστερήσει εδώ και καιρό, ωστόσο δεν έχουν υπάρξει ακόμη τεχνολογίες που να το λύνουν σε συγκρότημα. Ό,τι προσφέρθηκε στην ανθρωπότητα ήταν ακριβό ή αναποτελεσματικό.

Η προτεινόμενη τεχνολογία, κατά τη γνώμη μας, στερείται αυτών των κρίσιμων ελλείψεων και έχει ένα κύριο και θεμελιώδες πλεονέκτημα.

Η τεχνολογία Emax (διατίθεται μια αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας) είναι ένα σύμπλεγμα διασυνδεδεμένων τεχνολογικών τμημάτων που παρέχουν την επεξεργασία στερεών και υγρών οικιακών, γεωργικών και βιομηχανικών απορριμμάτων με διάφορες μεθόδους:

1. Χώρος επεξεργασίας στερεών αποβλήτων

Σύστημα αποκομιδής σκουπιδιών (πιθανόν με προκαταρκτική χονδρική διαλογή)

2. Ο χώρος επεξεργασίας υγρών λυμάτων αποτελείται από

Πισίνες για τη συσσώρευση λυμάτων και τη διήθηση των αερίων του κλιβάνου.

Συστήματα πλαστικών κουτιών-λουτρών με συστήματα υποστήριξης της εντατικής ανάπτυξης ειδικών φυτών.

3. Χώρος συλλογής και επεξεργασίας πράσινης μάζας:

δεξαμενές αποθήκευσης;

Συσκευές άλεσης βιομάζας.

3. Ενεργειακό τμήμα:

Αντιδραστήρας βιοαερίου συνεχούς παροχής.

θήκες αερίου?

Κάθε μία από τις μονάδες που συνθέτουν το σύστημα είναι αρκετά ευρέως γνωστή στην παραγωγή, αλλά δεν χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον συνδυασμό.

Επιπλέον, υπάρχουν θεμελιωδώς νέες εξελίξεις, η εφαρμογή των οποίων καθιστά δυνατό τον συνδυασμό αυτών των τεσσάρων τμημάτων σε έναν ενιαίο κύκλο στην είσοδο του οποίου είναι τα σκουπίδια και τα λύματα και στην έξοδο:

Πολύτιμη πράσινη μάζα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ζωοτροφών, χαρτιού, επίπλων, καθώς και για πλήρωση αντιδραστήρων βιοαερίου.

Ηλεκτρική και θερμική ενέργεια

Οξυγόνο.

Εξασφαλίζεται η οικονομική κερδοφορία σχεδόν σε κάθε τομέα της τεχνολογίας - τέλη για τη διάθεση στερεών αποβλήτων, για την παραλαβή λυμάτων, την πώληση πλεονάζοντος βιοαερίου, ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, την πώληση πλεονάζουσας βιομάζας.

Παραλλαγές εφαρμογής της τεχνολογίας Emax.

Λειτουργικό θερμοκήπιο.

Τοποθετείται μια τυπική βιομονάδα Emax, το μέγεθος υπολογίζεται ανάλογα με την ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα. Συνάπτονται συμβάσεις με εταιρείες συλλογής και απομάκρυνσης σκουπιδιών και εταιρείες καθαρισμού βόθρων. Για τις ανάγκες του θερμοκηπίου χρησιμοποιούνται βιοχούμο και υγρά βιολιπάσματα. Το κόστος κατασκευής μπορεί να είναι σχετικά χαμηλό, ειδικά εάν τα υπάρχοντα κτίρια χρησιμοποιούνται εν μέρει. Το κέρδος προέρχεται από τη διάθεση των απορριμμάτων και την εξοικονόμηση ενέργειας στην παροχή ενέργειας της εγκατάστασης.

Λειτουργεί κτηνοτροφικό συγκρότημα

Πρότυπο Biomodule Emax, το μέγεθος υπολογίζεται με βάση την ποσότητα των απορριμμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να αραιωθεί ένα υπερβολικά συμπυκνωμένο θρεπτικό διάλυμα (κοπριά). Σε αυτό το πλαίσιο, το καθαρισμένο νερό επιστρέφεται στις δεξαμενές συσσώρευσης και χρησιμοποιείται στη διαδικασία φροντίδας των ζώων. Πάνω από 10 φορές η απόδοση βιοαερίου σε σύγκριση με έναν τυπικό αντιδραστήρα βιοαερίου που χρησιμοποιεί απευθείας απόβλητα αγροκτημάτων. Στην περίπτωση αυτή, μόνο τα ΑΣΑ μπορούν να εισαχθούν από το εξωτερικό, αλλά ο όγκος τους αυξάνεται λόγω της αυξημένης συγκέντρωσης του διαλύματος. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι περιττή, χρειάζεται μια αγορά πωλήσεων. Μπορεί να λυθεί με μερική χρήση βιομάζας για ζωοτροφές. Κατά τη γνώμη μας, ο πιο οικονομικός τρόπος χρήσης της τεχνολογίας.

Μονάδα επεξεργασίας λυμάτων πόλης

Είναι λογικό να φτιάξουμε τη βιομονάδα Emax με κάθετη διάταξη του κτιρίου. Το υψόμετρο και το συνολικό μέγεθος υπολογίζονται με βάση τον όγκο των υγρών αποβλήτων. Απαιτείται πρόσθετο σύστημα συλλογής και αποθήκευσης CO2, καθώς δεν παρέχεται αέριο στα λουτρά κουτιού τη νύχτα. Τα ΑΣΑ εισάγονται από επιχειρήσεις της πόλης, είναι απαραίτητο να κατασκευαστεί ένας φούρνος μεγάλης κλίμακας με στρόβιλο. Στην πραγματικότητα, το συγκρότημα θα είναι μια μονάδα παραγωγής θερμότητας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της πόλης με σύστημα καθαρισμού εκπομπών και στερεών αποβλήτων ως φορέας θερμότητας. Το σύστημα παράγει ένας μεγάλος αριθμός απόθερμότητας και ηλεκτρισμού. Χρειάζεται μεγάλη αγορά. Υπάρχει θέμα απόρριψης καθαρού νερού, βιοχούμου. Γίνεται σημαντικοί όγκοι λάσπης κλιβάνου. Το κόστος σχεδιασμού, κατασκευής, λειτουργίας είναι σημαντικό. Αλλά και το κέρδος είναι πολύ υψηλό.

Οικοδομικό τετράγωνο ή μικρή πόλη

Στην περίπτωση χρήσης του Emax ως πηγής τροφοδοσίας ενέργειας για έναν χωριστά κατασκευασμένο οικισμό ή οικιστική περιοχή, η θέση της βιομονάδας Emax μπορεί να είναι είτε κάθετη είτε οριζόντια, ανάλογα με πολλούς παράγοντες - κόστος γης, προσβασιμότητα Χρήματα, αισθητικές προτιμήσεις του προγραμματιστή. Απαιτείται η διεξαγωγή πρόσθετης γραμμής ύδρευσης σε νεόδμητα κτίρια κατοικιών, στα οποία θα συνδεθούν τα μπάνια των διαμερισμάτων, οι μπαταρίες, τα σημεία άρδευσης γκαζόν κ.λπ. Ενδέχεται να υπάρχει έλλειψη χωρητικότητας του συστήματος χειμερινή περίοδο. Μπορεί να λυθεί με τη συσσώρευση βιοαερίου το καλοκαίρι ή με την εισαγωγή επιπλέον ποσοτήτων καυσίμου το χειμώνα. Μια εταιρεία που εξυπηρετεί μια τοποθεσία μπορεί να κερδίσει σημαντικά κέρδη ως αποτέλεσμα της πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας όχι σε τιμές χονδρικής, αλλά σε τιμές λιανικής ή να μειώσει τα τιμολόγια για τις υπηρεσίες κοινής ωφέλειας και να κάνει τη στέγαση πιο προσιτή για τους πολίτες.

Ιδιωτική κατασκευή κατοικιών

Για ένα σπίτι εμβαδού 120-150 m2, απαιτούνται αποχετεύσεις και στερεά απόβλητα για τουλάχιστον τέσσερα άτομα. Το σύστημα εξασφαλίζει επαρκή παραγωγή είτε ηλεκτρικής ενέργειας και εν μέρει θερμότητας, είτε θερμότητας και εν μέρει ηλεκτρικής ενέργειας. Εδώ είναι επίσης σκόπιμο να στείλετε καθαρό νερό στα μπάνια του σπιτιού και στο σύστημα θέρμανσης. Εάν υπάρχουν οικόσιτα ζώα εκτροφής στο αγρόκτημα, είναι δυνατή η πλήρης ενεργειακή αυτάρκεια.

Ανεξάρτητο αστικό εμπορική εγκατάσταση

Συνιστάται η κατασκευή μιας βιομονάδας Emax μόνο εάν υπάρχει μεγάλος αριθμός ατόμων που επισκέπτονται το κτίριο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να παρέχεται μερικώς στο κτίριο ένα ή άλλο είδος ενέργειας εις βάρος των δικών του αποβλήτων. Ωστόσο, είναι δυνατό να μειωθεί κάπως το κόστος κοινής ωφέλειας με τη διακοπή της συλλογής σκουπιδιών και τη χρήση ανακυκλωμένου νερού στις τουαλέτες.

Παροχή ζωοτροφών για κτηνοτροφικά συγκροτήματα σε συνθήκες γεωκλιματικής καταστροφής

Η Biomodule Emax είναι παραγωγοί ζωοτροφών υψηλής θρεπτικής αξίας που δεν εξαρτώνται από την ηλιακή δραστηριότητα, η καλλιέργεια των οποίων δεν απαιτεί πρόσθετο κόστος θέρμανσης και φωτισμού. Οικονομικοί δείκτεςδεν αποτελούν σημαντικό παράγοντα.

Οχήματα (ως παράνοια)

Η αλεσμένη βιομάζα φορτώνεται στη σύνθετη δεξαμενή και ο κινητήρας λειτουργεί με βιοαέριο, το οποίο σχηματίζεται απευθείας κατά την κίνηση του αυτοκινήτου.

Πιθανές παραγωγές που σχετίζονται με την τεχνολογία

Κατασκευή χωνευτών Dianov's;

Παραγωγή κιβωτίων λουτρών και κινητών γραμμών για χύτευση κιβωτίων-λουτρών.

Παραγωγή γραμμών Emax για κατασκευή ατομικών κατοικιών.

Παραγωγή λεβήτων για ΑΣΑ.

Παραγωγή γεννητριών ενέργειας αερίου;

Υπολογισμός κατά προσέγγιση της παραγωγής κάποιων προϊόντων για τα λύματα ενός οικισμού σε 1000 άτομα την ημέρα.

Εάν είναι επιτυχής, υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας οικοσυστημάτων που διασφαλίζουν τη λειτουργία οποιουδήποτε οικισμοί, από τα πιο μικρά - αγροκτήματα, οικισμούς, μέχρι τα μεγαλύτερα αστικά συγκροτήματα όπως η Μόσχα και η Νέα Υόρκη, που θα «τρώνε» ό,τι παράγουν αυτές οι πόλεις και σε αντάλλαγμα θα δώσουν ενέργεια, καθαρό νερό και οξυγόνο.

Μια πόλη που διαθέτει τέτοια οικοσυστήματα κλειστού κύκλου εγγεγραμμένα στη δομή της είναι η ίδια ένα ζωντανό οικοσύστημα, που παρέχει στους πολίτες ενέργεια, καθαρό νερό, καθαρος ΑΕΡΑΣκαι την απομάκρυνση κάθε είδους ρύπων. Παρόμοια οικοσυστήματα αρχίζουν να αναπτύσσονται στον κόσμο, αλλά η παραγωγικότητα των υφιστάμενων επιλογών εξακολουθεί να είναι αμελητέα, καθώς δεν έχει τον μοναδικό ρυθμό αύξησης της βιομάζας, και συνεπώς την επεξεργασία των απορριμμάτων, και ως εκ τούτου τη δημιουργία κέρδους ανά μονάδα κόστους, όπως προτείνεται συγκρότημα.

Χιλιάδες τόνοι σκουπιδιών πετιούνται καθημερινά, που μολύνουν τον πλανήτη μας. Για να διορθωθεί η τρέχουσα κατάσταση, δημιουργούνται διάφορες τεχνολογίες για την επεξεργασία των απορριμμάτων πρώτων υλών. Πολλά προϊόντα αποστέλλονται στη δευτερογενή παραγωγή, όπου δημιουργούνται νέα προϊόντα από αυτά. Τέτοιες τεχνικές καθιστούν δυνατή την εξοικονόμηση κόστους κατά την αγορά νέων πρώτων υλών, τη λήψη πρόσθετου εισοδήματος από τις πωλήσεις και επίσης σας επιτρέπουν να καθαρίσετε τον κόσμο από εξαρτήματα σκουπιδιών.

Υπάρχουν μέθοδοι με τις οποίες μπορείτε όχι μόνο να δημιουργήσετε ανακυκλώσιμα υλικά, αλλά στοχεύουν στην απόκτηση ενέργειας από τα απόβλητα. Για τους σκοπούς αυτούς αναπτύσσονται εξειδικευμένοι μηχανισμοί, χάρη στους οποίους δημιουργούνται θερμικοί πόροι και ηλεκτρική ενέργεια.

Έχουν αναπτυχθεί συσκευές που μπορούν να επεξεργαστούν έναν τόνο από τα πιο επιβλαβή απόβλητα σε 600 kW ηλεκτρικής ενέργειας. Μαζί με αυτό, εμφανίζονται 2 Gcal θερμικής ενέργειας. Αυτές οι μονάδες για αυτή τη στιγμήέχουν μεγάλη ζήτηση, καθώς πιστεύεται ότι αυτή είναι η πιο οικονομική και γρήγορα αποπληρωμένη επένδυση.

Τέτοιοι μηχανισμοί χαρακτηρίζονται από υψηλό κόστος, αλλά οι επενδυμένοι οικονομικοί πόροι παρέχουν περαιτέρω εξοικονόμηση υλικών και σημαντικό εισόδημα από κέρδη που οφείλονται στην πώληση ενέργειας. Το ποσό που θα επενδύσει θα αποδώσει πολλαπλάσια.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους τα απόβλητα μετατρέπονται σε ενέργεια.

– Αποτέφρωση

Θεωρείται η πιο δημοφιλής μέθοδος για την εξάλειψη των στερεών αποβλήτων, η οποία χρησιμοποιείται από τον 19ο αιώνα. Αυτή η μέθοδοςεπιτρέπει όχι μόνο τη μείωση της ποσότητας των σκουπιδιών, αλλά παρέχει επίσης βοηθητικούς ενεργειακούς πόρους που μπορούν να αξιοποιηθούν σε σύστημα θέρμανσης, καθώς και στον τομέα της τροφοδοσίας. Υπάρχουν μειονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας, τα οποία συνίστανται στην απελευθέρωση επιβλαβών συστατικών στο περιβάλλον.

Όταν καίγονται ΑΣΑ, σχηματίζεται έως και 44% τέφρα με αέρια προϊόντα. Το διοξείδιο του άνθρακα με υδρατμούς και κάθε είδους ακαθαρσίες μπορεί να αποδοθεί σε αέριες ουσίες. Λόγω του γεγονότος ότι η καύση συμβαίνει στο καθεστώς θερμοκρασίαςστους 800-900 βαθμούς, μετά σε ένα μορφωμένο μίγμα αερίωνυπάρχουν οργανικές ενώσεις.

— Θερμοχημική τεχνολογία

Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με την προηγούμενη επιλογή. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων μπορεί να αποδοθεί η αυξημένη απόδοση, αν μιλάμε για την πρόληψη της ρύπανσης της γύρω ατμόσφαιρας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η χρήση αυτής της τεχνολογίας δεν συνοδεύεται από την παραγωγή βιολογικά ενεργών συστατικών, επομένως δεν υπάρχει περιβαλλοντική βλάβη.

Τα απόβλητα που προκύπτουν είναι εφοδιασμένα με δείκτη υψηλής πυκνότητας, που υποδηλώνει μείωση του όγκου της μάζας σκουπιδιών, η οποία στη συνέχεια αποστέλλεται για διάθεση σε χώρους υγειονομικής ταφής ειδικά εξοπλισμένους για το σκοπό αυτό. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι η τεχνική δίνει το δικαίωμα επεξεργασίας αυξημένου αριθμού ποικιλιών πρώτων υλών. Λόγω αυτού, είναι δυνατή η αλληλεπίδραση όχι μόνο με παραλλαγές στερεών, αλλά και με ελαστικά, πολυμερή συστατικά και χρησιμοποιημένα λιπαντικά με τη δυνατότητα εξαγωγής προϊόντων καυσίμου για πλοία από στοιχεία υδρογονάνθρακα. Αυτό αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα, καθώς τα παραγόμενα πετρελαιοειδή χαρακτηρίζονται από αυξημένη ρευστότητα και μεγάλη τιμή.

Αναμεταξύ αρνητικές ιδιότητεςκατανομή δαπανών για την αγορά τεχνολογικών μονάδων και αυξημένα αιτήματα για ποιοτικές αξίες ανακυκλωμένων υλικών. Το κόστος των μηχανισμών λόγω των οποίων είναι δυνατή η ανακύκλωση των ανακυκλώσιμων είναι υψηλό, γεγονός που συμβολίζει το μεγάλο κόστος εξοπλισμού της επιχείρησης.

— Φυσικές και χημικές μέθοδοι

Αυτή είναι μια άλλη διαδικασία με την οποία λαμβάνεται ενέργεια από τα απόβλητα. Χάρη σε αυτόν τον χειρισμό, είναι δυνατή η μετατροπή του μείγματος απορριμμάτων σε προϊόν καυσίμου βιοντίζελ. Ως παράγωγο υλικό, συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται απόβλητα φυτικά έλαια και η επεξεργασία διαφόρων ειδών λιπών ζωικής ή φυτικής προέλευσης.

– Βιοχημικές μέθοδοι

Με τη βοήθειά τους, είναι δυνατή η τροποποίηση των συστατικών οργανικής προέλευσης σε θερμική ενέργεια και ηλεκτρική ενέργεια χάρη στα βακτήρια. Η εξόρυξη και η αξιοποίηση του βιοαερίου, που εμφανίζεται κατά την αποσύνθεση των φυσικών συστατικών των ΑΣΑ, πραγματοποιείται τις περισσότερες φορές απευθείας στον χώρο υγειονομικής ταφής. Όλη η δράση πραγματοποιείται στον αντιδραστήρα, όπου υπάρχουν ειδικές ποικιλίες βακτηρίων που μετατρέπουν την οργανική μάζα σε αιθανόλη με βιοαέριο.

Απόβλητα σε ενέργεια

Στη διεθνή έκθεση Wasma όλοι οι ενδιαφερόμενοι θα μπορέσουν να γνωρίσουν τον κόσμο της ανακύκλωσης πιο αναλυτικά και να αγοράσουν τον κατάλληλο εξοπλισμό για τον εαυτό τους. Ο ιστότοπος θα παρουσιάσει ολόκληρη τη σειρά συσκευών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή πηγών ενέργειας από τα σκουπίδια.

Οι επισκέπτες έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά:

• Λάβετε εξαιρετικές προσφορές από αξιόπιστες εταιρείες. Όλα τα εμπορικά σήματα στοχεύουν σε αμοιβαία επωφελή συνεργασία και διεύρυνση της πελατειακής τους βάσης.
• Εξοικειωθείτε με πολλές τροποποιήσεις προϊόντων κάθε φορά, μελετήστε τις Προδιαγραφέςκαι συγκρίνετε τις βαθμολογίες. Εάν είναι απαραίτητο, μπορείτε να λάβετε επαγγελματική συμβουλή για όλα τα αναδυόμενα ζητήματα.
• Επικοινωνήστε με τους οργανισμούς σέρβις που ασχολούνται με τη θέση σε λειτουργία και τη συντήρηση.
• Αγοράστε νέες συσκευές ή βρείτε τα απαραίτητα εξαρτήματα για τον υπάρχοντα εξοπλισμό. Η εκδήλωση θα επιδείξει όχι μόνο εξοπλισμό, αλλά και όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα για την κανονική λειτουργία.

Ο ιστότοπος θα ενδιαφέρει επισκέπτες από διάφορους τομείς δραστηριότητας, καθώς οι ενεργειακοί πόροι εξάγονται από οικιακά ή βιομηχανικά απόβλητα, χρησιμοποιούνται συχνά γεωργικά απόβλητα, μαζί με προϊόντα από την ιατρική και την πετροχημική βιομηχανία. Κατά την καύση μιας τέτοιας μάζας σκουπιδιών, σχηματίζεται βιοαέριο μαζί με την πυρόλυση. Στην έκθεση θα εκτεθούν συσκευές για τέτοιες δραστηριότητες, που συνήθως ονομάζονται σύμπλοκα πυρόλυσης.

Το πρόβλημα των σκουπιδιών είναι γνωστό από πρώτο χέρι σε κάθε κάτοικο μιας μεγάλης πόλης. Η πόλη προσπαθεί να απαλλαγεί από τα περιττά απόβλητα ρίχνοντάς τα σε ειδικούς χώρους. Οι ΧΥΤΑ μεγαλώνουν σε μέγεθος και ήδη προχωρούν σε μεμονωμένες μικροπεριοχές. Τουλάχιστον 40 εκατομμύρια τόνοι αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ) συσσωρεύονται στη Ρωσία ετησίως. Ταυτόχρονα, οι μονάδες αποτέφρωσης απορριμμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρόσθετη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.

MSZ πρώτης γενιάς

Στο Ηνωμένο Βασίλειο σε τέλη XIX V. Κατασκευάστηκε η πρώτη μονάδα αποτέφρωσης απορριμμάτων (MSZ). Αρχικά, οι αποτεφρωτήρες χρησιμοποιήθηκαν για τη μείωση του όγκου των υπολειμμάτων απορριμμάτων που αποθηκεύονται στους χώρους υγειονομικής ταφής και για την απορρύπανση τους. Αργότερα, διαπιστώθηκε ότι η θερμότητα που παράγεται από το MSZ μπορεί να συγκριθεί με τη θερμογόνο δύναμη του καφέ άνθρακα υψηλής τέφρας και τα ΑΣΑ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΤΡΡ).

Οι πρώτες μονάδες αποτέφρωσης απορριμμάτων επαναλάμβαναν σε μεγάλο βαθμό τις μονάδες λεβήτων των θερμοηλεκτρικών σταθμών: τα ΑΣΑ καίγονταν στις σχάρες των λεβήτων ηλεκτρικής ενέργειας και η θερμότητα που προέκυψε από την αποτέφρωση των απορριμμάτων χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή ατμού και στη συνέχεια την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Να σημειωθεί ότι η έκρηξη στην κατασκευή αποτεφρωτηρίων έπεσε στην περίοδο της ενεργειακής κρίσης της δεκαετίας του 1970. ΣΕ ανεπτυγμένες χώρεςκατασκεύασε εκατοντάδες MSZ. Φάνηκε ότι το πρόβλημα της διάθεσης των ΑΣΑ είχε λυθεί. Αλλά οι αποτεφρωτήρες εκείνης της εποχής δεν διέθεταν αξιόπιστα μέσα για τον καθαρισμό των καυσαερίων που εκπέμπονταν στην ατμόσφαιρα.

Πολλοί ειδικοί άρχισαν να σημειώνουν ότι αυτή η τεχνολογία έχει μεγάλα μειονεκτήματα. Οι διοξίνες σχηματίζονται κατά την αποτέφρωση, οι εγκαταστάσεις αποτέφρωσης απορριμμάτων είναι επίσης μία από τις κύριες πηγές εκπομπών υδραργύρου και βαρέων μετάλλων.

Ως εκ τούτου, έπρεπε να κλείσουν ή να ανακατασκευαστούν μάλλον απλοί στη σχεδίαση και σχετικά φθηνοί αποτεφρωτήρες πρώτης γενιάς, βελτιώνοντας και, κατά συνέπεια, αυξάνοντας το κόστος του συστήματος καθαρισμού των αερίων που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα.

MSZ δεύτερης γενιάς

Από το δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1990. Στην Ευρώπη ξεκίνησε η κατασκευή του αποτεφρωτήρα δεύτερης γενιάς. Το κόστος αυτών των επιχειρήσεων είναι περίπου το 40% του κόστους των σύγχρονων αποδοτικών εγκαταστάσεων επεξεργασίας αερίου. Όμως η ουσία των διαδικασιών αποτέφρωσης ΑΣΑ δεν έχει αλλάξει ακόμα.

Οι παραδοσιακοί αποτεφρωτήρες αποτεφρώνουν μη αποξηραμένα απόβλητα. Η φυσική υγρασία των ΑΣΑ κυμαίνεται συνήθως από 30-40%. Ως εκ τούτου, μια σημαντική ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την αποτέφρωση των αποβλήτων δαπανάται για την εξάτμιση της υγρασίας και η θερμοκρασία στη ζώνη καύσης συνήθως δεν μπορεί να αυξηθεί πάνω από 1.000 ° C.

Οι σκωρίες που σχηματίζονται από το ορυκτό συστατικό των ΑΣΑ σε τέτοιες θερμοκρασίες λαμβάνονται σε στερεή κατάσταση με τη μορφή μιας πορώδης, εύθραυστης μάζας με ανεπτυγμένη επιφάνεια, ικανή να προσροφήσει μεγάλη ποσότητα επιβλαβών ακαθαρσιών στη διαδικασία αποτέφρωσης απορριμμάτων και σχετικά εύκολη απελευθερώνουν επιβλαβή στοιχεία όταν αποθηκεύονται σε ΧΥΤΑ και ΧΥΤΑ. Η διόρθωση της σύνθεσης και των ιδιοτήτων των σχηματισμένων σκωριών είναι αδύνατη.

Η Μόσχα σχεδιάζει να εγκαταστήσει αποτεφρωτήρες δεύτερης γενιάς

Σε όλες τις περιοχές της Μόσχας, εκτός από την Κεντρική Περιφέρεια, τα επόμενα χρόνια θα κατασκευαστούν και θα ανακατασκευαστούν μονάδες επεξεργασίας και αποτέφρωσης απορριμμάτων. Αναμένεται ότι θα κατασκευαστούν αποτεφρωτήρια δεύτερης γενιάς.

Αυτό αναφέρεται στο σχέδιο ψηφίσματος μητροπολιτική κυβέρνηση, που εγκρίθηκε στις 11 Μαρτίου 2008. Για 80 δισεκατομμύρια ρούβλια έως το 2012, θα κατασκευαστούν έξι νέες μονάδες αποτέφρωσης απορριμμάτων (MSZ), θα ανακατασκευαστούν επτά συγκροτήματα επεξεργασίας απορριμμάτων και θα τεθεί σε λειτουργία μια μονάδα θερμικής επεξεργασίας επικίνδυνων ιατρικών αποβλήτων. Γηυπό εργοστάσια έχουν ήδη οριστεί.

Πλέον οι πόροι των περιφερειακών χωματερών έχουν σχεδόν εξαντληθεί. «Σε πέντε χρόνια, αν δεν φτιάξουμε τις δικές μας εγκαταστάσεις ανακύκλωσης, η Μόσχα θα πνιγεί στα σκουπίδια», λέει ο Άνταμ Γκονοπόλσκι, μέλος του ανώτατου περιβαλλοντικού συμβουλίου της Κρατικής Δούμας. Σε συνθήκες που οι χωματερές είναι κλειστές, και δεν μπορούν να κατασκευαστούν επιχειρήσεις επεξεργασίας απορριμμάτων για περιβαλλοντικούς λόγους, η μόνη διέξοδος, κατά τη γνώμη του, είναι οι αποτεφρωτήρες.

Ενώ οι Μοσχοβίτες απεργούν κατά της κατασκευής νέων μονάδων αποτέφρωσης απορριμμάτων, οι αρχές της πόλης εξετάζουν την επιλογή της κατασκευής μονάδων αποτέφρωσης απορριμμάτων όχι μόνο στη Μόσχα, αλλά και στην περιοχή της Μόσχας. Ο Γιούρι Λουζκόφ μίλησε για αυτό σε μια συνάντηση με βουλευτές της Δούμας της πόλης της Μόσχας τον Ιούνιο του 2009.

«Γιατί δεν μπορούμε να καταλήξουμε σε συμφωνία με την περιοχή της Μόσχας για την τοποθέτηση τέτοιων εγκαταστάσεων και την αύξηση του αριθμού χωματερών για αποθήκευση απορριμμάτων», ρώτησε ο Γιούρι Λουζκόφ. Είπε επίσης ότι θεωρεί σκόπιμο να εκπονηθεί νομοσχέδιο της πόλης, σύμφωνα με το οποίο όλα τα σκουπίδια πρέπει να διαλέγονται πριν από τη διάθεση. «Ένας τέτοιος νόμος θα μειώσει τον όγκο των απορριμμάτων που στέλνονται σε αποτεφρωτήρες και χωματερές από 5 εκατομμύρια τόνους σε 1,5-2 εκατομμύρια τόνους ετησίως», είπε ο δήμαρχος.

Η διαλογή απορριμμάτων μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη για άλλες εναλλακτικές τεχνολογίες επεξεργασίας απορριμμάτων. Αλλά και αυτό το ζήτημα πρέπει να λυθεί με νόμο.

Νέες Ενεργειακές Ευκαιρίες για την MSZ: Ευρωπαϊκή εμπειρία

Στην Ευρώπη, έχει ήδη επιλυθεί. Τα διαλεγμένα απόβλητα είναι αναπόσπαστο μέροςτροφοδοσία του πληθυσμού με ηλεκτρισμό και θερμότητα. Ειδικότερα, στη Δανία, οι αποτεφρωτήρες ενσωματώθηκαν από τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Το 3% της ηλεκτρικής ενέργειας και το 18% της θερμότητας παρέχεται στο σύστημα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας των πόλεων.

Στην Ολλανδία, μόνο το 3% περίπου των απορριμμάτων οδηγείται σε χώρους υγειονομικής ταφής, αφού η χώρα έχει ειδικό φόρο στα απόβλητα από το 1995, τα οποία οδηγούνται σε ειδικούς χώρους υγειονομικής ταφής. Είναι 85 ευρώ για 1 τόνο απορριμμάτων και κάνει τις χωματερές οικονομικά αναποτελεσματικές. Ως εκ τούτου, το μεγαλύτερο μέρος των απορριμμάτων ανακυκλώνεται και μέρος μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα.

Για τη Γερμανία, θεωρείται η πιο αποτελεσματική κατασκευή από βιομηχανικές επιχειρήσεις των δικών τους θερμοηλεκτρικών σταθμών χρησιμοποιώντας απόβλητα δικής τους παραγωγής. Αυτή η προσέγγιση είναι πιο χαρακτηριστική για τις βιομηχανίες χημικών, χαρτιού και τροφίμων.

Οι Ευρωπαίοι έχουν από καιρό τηρήσει τον προκαταρκτικό διαχωρισμό των απορριμμάτων. Κάθε αυλή έχει ξεχωριστά δοχεία για διάφορα είδηαπόβλητα. Αυτή η διαδικασία νομοθετήθηκε το 2005.

Στη Γερμανία παράγονται έως και 8 εκατομμύρια τόνοι απορριμμάτων ετησίως, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Ωστόσο, μόνο 3 εκατομμύρια τόνοι από αυτήν την ποσότητα βρίσκουν χρήση, αλλά έως το 2010, η αύξηση της παραγωγικής ικανότητας των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με απόβλητα θα αλλάξει αυτή την κατάσταση.

Το εμπόριο εκπομπών αναγκάζει τους Ευρωπαίους να προσεγγίσουν τη διάθεση των απορριμμάτων, ειδικά με την αποτέφρωση, από εντελώς διαφορετικές θέσεις. Μιλάμε ήδη για το κόστος της μείωσης των εκπομπών άνθρακα.

Στη Γερμανία, τα ακόλουθα πρότυπα ισχύουν για τους αποτεφρωτήρες - το κόστος αποφυγής της εκπομπής 1 mg διοξειδίου του άνθρακα κατά τη χρήση αστικών απορριμμάτων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 40-45 ευρώ και για την παραγωγή θερμότητας - 20-30 ευρώ. Ενώ το ίδιο κόστος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες ανέρχεται σε 1 χιλ. ευρώ. Η απόδοση των αποτεφρωτηρίων, που μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό και θερμότητα, σε σύγκριση με κάποιες άλλες εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι απτή.

Η γερμανική ενεργειακή εταιρεία E.ON σχεδιάζει να γίνει η κορυφαία εταιρεία παραγωγής ενέργειας από απόβλητα στην Ευρώπη. Στόχος της εταιρείας είναι να αποκτήσει μερίδιο 15-25% στις αντίστοιχες αγορές της Ολλανδίας, του Λουξεμβούργου, της Πολωνίας, της Τουρκίας και του Ηνωμένου Βασιλείου. Εξάλλου, η E.ON θεωρεί ότι η Πολωνία είναι η κύρια κατεύθυνση, αφού στη χώρα αυτή (όπως και στη Ρωσία) τα σκουπίδια απορρίπτονται κυρίως σε χωματερές. Και οι κανονισμοί της ΕΕ προβλέπουν μεσοπρόθεσμη απαγόρευση τέτοιων χωματερών στις χώρες της κοινότητας.

Μέχρι το 2015, ο τζίρος της γερμανικής ενεργειακής ανησυχίας στον τομέα της ενεργειακής ανακύκλωσης απορριμμάτων θα πρέπει να ξεπεράσει το 1 δισ. ευρώ. Σήμερα, οι επιδόσεις αυτής της μιας από τις κορυφαίες γερμανικές ενεργειακές εταιρείες είναι πολύ πιο μέτριες και ανέρχονται σε 260 εκατομμύρια ευρώ. Αλλά ακόμη και σε αυτήν την κλίμακα, η E.ON θεωρείται ήδη ο κορυφαίος φορέας διάθεσης απορριμμάτων στη Γερμανία, μπροστά από εταιρείες όπως η Remondis και η MVV Energie. Το μερίδιό της είναι μέχρι στιγμής 20% και λειτουργεί εννέα αποτεφρωτήρες απορριμμάτων, οι οποίοι παράγουν 840 GWh ηλεκτρικής ενέργειας και 660 GWh θερμότητας. Ακόμη μεγαλύτεροι ανταγωνιστές στην Ευρώπη βρίσκονται στη Γαλλία.

Πρέπει να σημειωθεί ότι στη Γερμανία η κατάσταση με τη διάθεση των απορριμμάτων άλλαξε ριζικά μόλις το 2005, όταν ψηφίστηκαν νόμοι που απαγόρευαν την ανεξέλεγκτη απόρριψη απορριμμάτων. Μόνο μετά από αυτό η επιχείρηση σκουπιδιών έγινε κερδοφόρα. Επί του παρόντος, η Γερμανία χρειάζεται να επεξεργάζεται περίπου 25 εκατομμύρια τόνους απορριμμάτων ετησίως και μόνο 70 μονάδες χωρητικότητας 18,5 εκατομμυρίων τόνων είναι διαθέσιμες.

Ρωσικές λύσεις

Η Ρωσία παρουσιάζει επίσης ενδιαφέρουσες λύσεις για την παραγωγή πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από απόβλητα. Η βιομηχανική εταιρεία "Technology of Metals" (Chelyabinsk), μαζί με την CJSC NPO Gidropress (Podolsk) και την NP CJSC AKONT (Chelyabinsk), ανέπτυξαν ένα έργο για μια οικονομική, πολλαπλών χρήσεων μονάδα συνεχούς τήξης "MAGMA" (APM "MAGMA") . Αυτή η τεχνολογία έχει ήδη δοκιμαστεί σε πειραματικές βιομηχανικές συνθήκες. τεχνολογικά σχήματαχρήση του.

Σε σύγκριση με τους παραδοσιακά χρησιμοποιούμενους αποτεφρωτήρες ΑΣΑ, η μονάδα MAGMA και η τεχνολογία διάθεσης απορριμμάτων σε υψηλές θερμοκρασίες και χωρίς απόβλητα έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα που καθιστούν δυνατή τη μείωση του κόστους κεφαλαίου για την κατασκευή ενός MLT για την απόρριψη μη διαλογής απορριμμάτων. Αυτά περιλαμβάνουν:

Δυνατότητα ανακύκλωσης αστικών απορριμμάτων με φυσική υγρασία, προξήρανσής τους πριν από τη φόρτωση, αυξάνοντας έτσι τη θερμοκρασία καύσης αστικών απορριμμάτων και αυξάνοντας την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται ανά τόνο απορριμμάτων που καίγονται σύμφωνα με τα παγκόσμια πρότυπα.

Δυνατότητα αποτέφρωσης αστικών απορριμμάτων σε ατμόσφαιρα οξυγόνου στην επιφάνεια υπερθερμασμένου τήγματος σκωρίας που σχηματίζεται από το ορυκτό συστατικό των αστικών απορριμμάτων, φθάνοντας σε θερμοκρασία αέριας φάσης στον αποτεφρωτήρα 1800-1900°C και θερμοκρασία λιωμένης σκωρίας 1500- 1650°C και μείωση της συνολικής ποσότητας αερίων και οξειδίων του αζώτου που εκπέμπονται σε αυτά.

Δυνατότητα λήψης υγρής όξινης σκωρίας από το ορυκτό συστατικό των αστικών απορριμμάτων, περιοδικά αποστραγγίζοντάς το από τον κλίβανο. Αυτή η σκωρία είναι ισχυρή και πυκνή, δεν εκπέμπει επιβλαβείς ουσίες κατά την αποθήκευση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή θρυμματισμένης πέτρας, χύτευσης σκωρίας και άλλων οικοδομικών υλικών.

Η σκόνη που συλλαμβάνεται στον καθαρισμό αερίου της μονάδας διοχετεύεται πίσω στον θάλαμο τήξης, στο τήγμα σκωρίας με ειδικούς εγχυτήρες και αφομοιώνεται πλήρως από τη σκωρία.

Σύμφωνα με άλλους δείκτες, το WIP εξοπλισμένο με τη μονάδα MAGMA δεν είναι κατώτερο από το υπάρχον WIP, ενώ η ποσότητα των επιβλαβών ουσιών που εκπέμπονται με αέρια συμμορφώνεται με τα πρότυπα της ΕΕ και είναι χαμηλότερη από ό,τι κατά την καύση αστικών απορριμμάτων σε παραδοσιακά χρησιμοποιούμενες μονάδες. Έτσι, η χρήση του APM «MAGMA» επιτρέπει την τεχνολογία της διάθεσης των αστικών απορριμμάτων χωρίς απόβλητα, χωρίς να επηρεάζεται αρνητικά το περιβάλλον. Η μονάδα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την αποκατάσταση υφιστάμενων χωματερών, αποτελεσματική και ασφαλής διάθεσηιατρικά απόβλητα, απόρριψη μεταχειρισμένων ελαστικών αυτοκινήτων.

Κατά τη θερμική επεξεργασία 1 τόνου αστικών απορριμμάτων με φυσική περιεκτικότητα σε υγρασία έως και 40%, θα ληφθεί η ακόλουθη ποσότητα εμπορεύσιμων προϊόντων: ηλεκτρική ενέργεια - 0,45-0,55 MW / h. χυτοσίδηρος - 7-30 kg; οικοδομικά υλικά ή προϊόντα - 250-270 kg. Το κεφαλαιουχικό κόστος για την κατασκευή μιας μονάδας αποτέφρωσης δυναμικότητας έως και 600 χιλιάδων τόνων ετησίως αδιαχώριστων απορριμμάτων στις συνθήκες της πόλης του Τσελιάμπινσκ εκτιμάται σε 120 εκατομμύρια ευρώ. Η περίοδος απόσβεσης των επενδύσεων είναι από 6 έως 7,5 χρόνια.

Το έργο MAGMA για την επεξεργασία στερεών βιομηχανικών αποβλήτων το 2007 υποστηρίχθηκε από την απόφαση της Επιτροπής Οικολογίας της Κρατικής Δούμας της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

Δημοσιεύσεις

Η λήψη ενέργειας από ζωντανά όντα προκαλεί πρωτόγονους συσχετισμούς για πολλούς - με ένα άλογο που κουβαλά ένα φορτίο ή ένα χάμστερ που περιστρέφει ένα μικρό δυναμό μέσα από τον τροχό του. Κάποιος άλλος θα θυμάται τη σχολική εμπειρία με τα ηλεκτρόδια κολλημένα σε ένα πορτοκάλι, σχηματίζοντας ένα είδος «ζωντανής μπαταρίας»... Ωστόσο, η δουλειά των πολύ μικρότερων «αδερφών» μας - βακτηρίων είναι πολύ πιο αποτελεσματική από αυτή την άποψη!

Το «πρόβλημα των σκουπιδιών» σε πλανητική κλίμακα είναι πολύ πιο σημαντικό από ό,τι μπορεί να φαίνεται στον λαϊκό, παρά το γεγονός ότι δεν είναι τόσο προφανές όσο άλλες περιβαλλοντικές φρικαλεότητες για τις οποίες τους αρέσει να μιλάνε σε κάθε είδους «σκάνδαλα-αισθήσεις-έρευνες». ". 26 εκατομμύρια τόνοι ετησίως είναι μόνο η Μόσχα και μόνο τα οικιακά απορρίμματα! Και ακόμη κι αν ταξινομήσουμε επιμελώς και στη συνέχεια επεξεργαστούμε τα πάντα, η ποσότητα των οργανικών αποβλήτων δεν θα μειωθεί από αυτό, καθώς αποτελούν περίπου το 70% όλων των σκουπιδιών που παράγονται από την ανθρωπότητα. Και όσο πιο ανεπτυγμένη είναι η οικονομία της χώρας, τόσο περισσότερα οργανικά οικιακά απορρίμματα. Αυτή η τρομακτική μάζα δεν μπορεί να νικηθεί με καμία επεξεργασία. Εκτός όμως από τα οικιακά απορρίμματα, υπάρχουν τεράστιοι όγκοι βιομηχανικών απορριμμάτων - λυμάτων, απόβλητα παραγωγής τροφίμων. Έχουν επίσης σημαντική ποσότητα οργανικής ουσίας.

Μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση στον αγώνα κατά οργανικά απόβληταπου κατακλύζουν τον πλανήτη είναι η μικροβιολογία. Ό,τι δεν τρώνε οι άνθρωποι, θα φάνε τα μικρόβια Η ίδια η αρχή είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό. Ωστόσο, σήμερα το πρόβλημα έγκειται στην αποτελεσματική χρήση του και οι επιστήμονες συνεχίζουν να εργάζονται πάνω σε αυτό. Το να «ταΐσετε» ένα μισοφαγωμένο χάμπουργκερ σε μικρόβια σε ένα βάζο είναι εύκολο! Αυτό όμως δεν είναι αρκετό. Χρειαζόμαστε μια τεχνολογία που θα επιτρέπει στα βακτήρια να επεξεργάζονται γρήγορα και αποτελεσματικά χιλιάδες και εκατομμύρια τόνους σκουπιδιών χωρίς επιπλέον κόστος, χωρίς ακριβές δομές και καταλύτες, που με το κόστος τους ακυρώνουν την τελική αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας. Δυστυχώς, οι περισσότερες από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούν βακτήρια για την επεξεργασία των απορριμμάτων σήμερα είναι είτε ασύμφορες, είτε μη παραγωγικές, είτε είναι δύσκολο να κλιμακωθούν.

Για παράδειγμα, μια από τις γνωστές και καθιερωμένες τεχνολογίες επεξεργασίας απορριμμάτων με τη βοήθεια βακτηρίων είναι μια μέθοδος παραγωγής βιοαερίου που είναι γνωστή σε πολλούς ξένους αγρότες. Η κοπριά των ζώων σαπίζει χρησιμοποιώντας μικρόβια που απελευθερώνουν μεθάνιο, το οποίο συλλέγεται σε μια τεράστια σακούλα με φυσαλίδες. Το σύστημα λειτουργεί και παράγει αέριο κατάλληλο για θέρμανση του ίδιου αγροκτήματος μέσω ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από μια γεννήτρια αεριοστροβίλου ή απευθείας με καύση. Αλλά ένα τέτοιο σύμπλεγμα δεν μπορεί να κλιμακωθεί καθαρά τεχνολογικά. Κατάλληλο για φάρμα ή χωριό, όχι για μεγαλούπολη. Επιπλέον, στα αστικά απόβλητα, σε αντίθεση με την κοπριά, υπάρχουν πολλά τοξικά συστατικά. Αυτές οι τοξικές ουσίες καταλήγουν στην αέρια φάση με τον ίδιο τρόπο όπως το χρήσιμο μεθάνιο και το τελικό «μίγμα» αποδεικνύεται ότι είναι πολύ μολυσμένο.

Ωστόσο, η επιστήμη δεν μένει ακίνητη - μια από τις πιο υποσχόμενες τεχνολογίες που ενδιαφέρουν τώρα τους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο (συμπεριλαμβανομένων, πιθανώς, των διαβόητων βρετανών) είναι η χρήση των λεγόμενων «ηλεκτρονικών βακτηρίων», τα οποία είναι ένα από τους καλύτερους απορριμματοφάγους, που παράγει ταυτόχρονα αυτή τη διαδικασία, δυσάρεστη από ανθρώπινη άποψη, είναι ο ηλεκτρισμός. Στην επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης ενός τέτοιου βακτηρίου βρίσκεται μια πρωτεΐνη κυτοχρώματος, πάνω στην οποία σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό φορτίο. Στη διαδικασία του μεταβολισμού, ένα βακτήριο «αποβάλλει» ένα ηλεκτρόνιο στην επιφάνεια του κυττάρου του και δημιουργεί το επόμενο - και ούτω καθεξής ξανά και ξανά. Οι μικροοργανισμοί με τέτοιες ιδιότητες (για παράδειγμα, το γεωβακτηρίδιο) είναι γνωστοί εδώ και πολύ καιρό, αλλά οι ηλεκτρικές τους ικανότητες δεν έχουν χρησιμοποιηθεί στην πράξη.

Τι κάνουν οι μικροβιολόγοι; Ο Andrey Shestakov, ερευνητής στο Τμήμα Μικροβιολογίας, Σχολή Βιολογίας του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας και επικεφαλής του εργαστηρίου μικροβιακής βιοτεχνολογίας, είπε στο Computerra σχετικά:

«Παίρνουμε ένα ηλεκτρόδιο ανόδου, καλύπτουμε την επιφάνειά του με κύτταρα ηλεκτροσχηματιζόμενων μικροοργανισμών, τοποθετούμε αντί για υδρογόνο σε ένα θρεπτικό μέσο που πρέπει να επεξεργαστούμε (σκουπίδια, «σκουπίδια» - θα κάνουμε χωρίς λεπτομέρειες για απλότητα) και κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού από αυτά τα κύτταρα, εμείς από καθένα από αυτά θα λάβουμε ηλεκτρόνια και πρωτόνια.

Επιπλέον, όλα είναι ίδια όπως σε μια συμβατική κυψέλη καυσίμου - η κυψέλη δίνει ένα ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο, τα πρωτόνια στέλνονται μέσω της μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων στον θάλαμο καθόδου στο δεύτερο ηλεκτρόδιο αυτής της μπαταρίας, προσθέτοντας οξυγόνο από τον αέρα " στην εξάτμιση» παίρνουμε νερό, και αφαιρούμε το ρεύμα σε εξωτερικό κύκλωμα. Ονομάζεται "Microbial Fuel Cell", MFC, Microbial Fuel Cell."

Δεν θα ήταν περιττό να θυμηθούμε πώς είναι διατεταγμένη και λειτουργεί μια κλασική κυψέλη καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου. Δύο ηλεκτρόδια, μια άνοδος και μια κάθοδος (για παράδειγμα, άνθρακας και καλυμμένα με καταλύτη - πλατίνα), βρίσκονται σε ένα συγκεκριμένο δοχείο, χωρισμένα σε δύο μέρη από μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων. Παρέχουμε υδρογόνο στην άνοδο από μια εξωτερική πηγή, η οποία διασπάται στην πλατίνα και δίνει ηλεκτρόνια και πρωτόνια. Η μεμβράνη δεν επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να περάσουν, αλλά είναι ικανή να περάσει πρωτόνια που μετακινούνται σε ένα άλλο ηλεκτρόδιο - την κάθοδο. Παρέχουμε επίσης οξυγόνο (ή απλά αέρα) στην κάθοδο από μια εξωτερική πηγή και λαμβάνονται απόβλητα αντίδρασης σε αυτήν - καθαρό νερό. Ο ηλεκτρισμός αφαιρείται από την κάθοδο και την άνοδο και χρησιμοποιείται για τον προορισμό του. Με διάφορες παραλλαγές, αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιείται επίσης σε ηλεκτρικά οχήματα, ακόμη και σε φορητές συσκευές για τη φόρτιση smartphone μακριά από μια πρίζα (όπως, για παράδειγμα, παράγονται από τη σουηδική εταιρεία Powertrekk).

Σε ένα μικρό δοχείο σε ένα θρεπτικό μέσο βρίσκεται μια άνοδος με μικρόβια. Διαχωρίζεται από την κάθοδο με μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων από Nafion - με αυτήν την εμπορική ονομασία, αυτό το υλικό παράγεται από την BASF, όχι πολύ παλιά γνωστή σε όλους για τις κασέτες ήχου της. Εδώ είναι - ηλεκτρισμός, που δημιουργήθηκε από ζωντανά μικρόβια! Στο εργαστηριακό πρωτότυπο, ένα μόνο LED ανάβει από αυτό μέσω ενός μετατροπέα παλμών, επειδή το LED απαιτεί 2-3 βολτ για ανάφλεξη - λιγότερα από αυτά που εκπέμπει το MFC. Παρόλο που χρειάζεται πολύς χρόνος για να φτάσετε στο εργαστήριο μικροβιακής βιοτεχνολογίας του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας σε ένα βαθύ υπόγειο μέσα από σκονισμένους και άγριους διαδρόμους, δεν είναι καθόλου δοχείο για τον σοβιετικό επιστημονικό εξοπλισμό κατά του κατακλυσμού, όπως συμβαίνει με τη συντριπτική πλειοψηφία της ρωσικής επιστήμης σήμερα, αλλά είναι καλά εξοπλισμένο με σύγχρονο εισαγόμενο εξοπλισμό.

Όπως κάθε στοιχείο καυσίμου ή γαλβανικό στοιχείο, το MFC παράγει μια μικρή τάση - περίπου ένα βολτ. Το ρεύμα εξαρτάται άμεσα από τις διαστάσεις του - όσο μεγαλύτερο, τόσο υψηλότερο. Επομένως, σε βιομηχανική κλίμακα, θεωρούνται εγκαταστάσεις μάλλον μεγάλου μεγέθους που συνδέονται σε σειρά σε μπαταρίες.

Σύμφωνα με τον Shestakov, οι εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα ξεκίνησαν πριν από περίπου μισό αιώνα:

Οι «μικροβιακές γεννήτριες» άρχισαν να μελετώνται σοβαρά στη NASA τη δεκαετία του εξήντα, όχι τόσο ως τεχνολογία παραγωγής ενέργειας, αλλά ως αποτελεσματική αρχή για την επεξεργασία των απορριμμάτων στον περιορισμένο χώρο ενός διαστημικού σκάφους (ήδη τότε, στο μέτρο του δυνατού, προσπάθησαν να προστατεύσουν το διάστημα από τα συντρίμμια, συνεχίζοντας ξεδιάντροπα να μολύνουν τη Γη ...!) Αλλά η τεχνολογία γεννήθηκε και μετά από αυτό, στην πραγματικότητα, για πολλά χρόνια ήταν σε κώμα, λίγοι άνθρωποι τη χρειάζονταν στην πραγματικότητα. Ωστόσο, πριν από 4-5 χρόνια, δέχτηκε έναν δεύτερο άνεμο - αφού υπήρχε σημαντική ανάγκη για αυτόν υπό το φως των εκατομμυρίων τόνων σκουπιδιών που γεμίζουν τον πλανήτη μας, καθώς και υπό το πρίσμα της ανάπτυξης διαφόρων σχετικών τεχνολογίες, που υποτίθεται ότι καθιστούν δυνατή τη δημιουργία μικροβιακών κυψελών καυσίμου όχι εργαστηριακής εξωτικής «μορφής επιφάνειας εργασίας», αλλά πραγματικών βιομηχανικών συστημάτων που επιτρέπουν την επεξεργασία σημαντικών όγκων οργανικών αποβλήτων.

Σήμερα, οι ρωσικές εξελίξεις στον τομέα των MFC είναι αποτέλεσμα κοινών προσπαθειών της Βιολογικής Σχολής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας και της M-Power World, εταιρείας με έδρα το Skolkovo, η οποία έλαβε επιχορήγηση για τέτοια έρευνα και ανέθεσε τις μικροβιολογικές εξελίξεις σε εξειδικευμένους ειδικούς. δηλαδή σε εμάς. Το σύστημά μας λειτουργεί ήδη και παράγει πραγματικό ρεύμα - το καθήκον της τρέχουσας έρευνας είναι να επιλέξει τον πιο αποτελεσματικό συνδυασμό βακτηρίων και συνθηκών υπό τις οποίες το MTC θα μπορούσε να κλιμακωθεί με επιτυχία σε βιομηχανικές συνθήκες και να αρχίσει να χρησιμοποιείται στη βιομηχανία επεξεργασίας και ανακύκλωσης απορριμμάτων. ”

Μέχρι στιγμής, δεν γίνεται λόγος για σταθμούς MFC που να βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο με ήδη αποδεδειγμένες παραδοσιακές πηγές ενέργειας. Τώρα οι επιστήμονες στην πρώτη θέση είναι το καθήκον της αποτελεσματικής επεξεργασίας των βιοαποβλήτων και όχι της λήψης ενέργειας. Απλώς «έτυχε» ότι τα βακτήρια ηλεκτροσχηματισμού είναι τα πιο «λαίμαργα» και επομένως αποτελεσματικά. Και η ηλεκτρική ενέργεια που παράγουν καθώς λειτουργούν είναι στην πραγματικότητα ένα υποπροϊόν. Πρέπει να αφαιρεθεί από τα βακτήρια και να «καεί», κάνοντας κάποια χρήσιμη δουλειά για να προχωρήσει η βιοδιεργασία όσο πιο εντατικά γίνεται. Σύμφωνα με υπολογισμούς, αποδεικνύεται ότι θα είναι αρκετό για τις μονάδες επεξεργασίας απορριμμάτων που βασίζονται σε μικροβιακές κυψέλες καυσίμου να κάνουν χωρίς εξωτερικές πηγές ενέργειας.

Ωστόσο, στο εργαστήριο του Σεστάκοφ δεν επιδιώκεται μόνο η κατεύθυνση των «σκουπιδιών», αλλά και μια άλλη - καθαρά ενεργειακή. Μια βιογεννήτρια ελαφρώς διαφορετικού τύπου ονομάζεται "κυψέλη καυσίμου βιοαντιδραστήρα" - είναι χτισμένη σε άλλες αρχές εκτός από το MFC, αλλά η γενική ιδεολογία της λήψης ρεύματος από ζωντανούς οργανισμούς, φυσικά, παραμένει. Και τώρα στοχεύει ήδη πρωτίστως στην παραγωγή ενέργειας, ως τέτοια.

Είναι ενδιαφέρον ότι αν πολλοί επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται τώρα σε μικροβιακές κυψέλες καυσίμου ως μέσο καταστροφής των σκουπιδιών, τότε οι κυψέλες καυσίμου βρίσκονται μόνο στη Ρωσία. Επομένως, μην εκπλαγείτε αν κάποια μέρα τα καλώδια από την πρίζα του σπιτιού σας δεν οδηγήσουν στους συνηθισμένους υδροηλεκτρικούς στρόβιλους, αλλά σε έναν βιοαντιδραστήρα σκουπιδιών.

Η λήψη ηλεκτρικής ενέργειας από τα απόβλητα είναι ένας από τους τρόπους προστασίας περιβάλλον.

Στη συνέχεια, θα ρίξουμε μια ματιά σε διαφορετικοί τρόποιλήψη ενέργειας από τα απόβλητα. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η ανακύκλωση είναι ένας από τους τρόπους προστασίας του περιβάλλοντος. Κατά την εφαρμογή της διαδικασίας ανακύκλωσης, όχι μόνο μπορείτε να κάνετε οικονομία στην κατανάλωση πολλών φυσικοί πόροιαλλά και για τη μείωση του επιπέδου ρύπανσης των υδάτων, του αέρα και του εδάφους. Σήμερα, τα προγράμματα προστασίας του περιβάλλοντος των χωρών περιλαμβάνουν την παραγωγή καυσίμου από σκουπίδια. Σήμερα θέλουμε να εξετάσουμε αυτό το θέμα.

Όπως ειπώθηκε "Ο δρόμος του πολιτισμού είναι στρωμένος με βουνά από σκουπίδια" . Εάν τα απόβλητα ανακυκλωθούν, θα είναι δυνατή η μετάβαση στην ανακύκλωση και εάν παραμείνουν άθικτα και θαμμένα, θα παραμείνουν περιβαλλοντικοί ρύποι. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας Παγκόσμιος Οργανισμός(ΠΟΥ), η αγνόηση της συλλογής και διάθεσης των απορριμμάτων μπορεί να προκαλέσει τουλάχιστον 32 οικολογικά προβλήματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανακύκλωση λαμβάνεται σοβαρά υπόψη από πολλές χώρες σήμερα. Ένας από τους πιο πρόσφατους τρόπους μείωσης αρνητικό αντίκτυποπου καθιστά τη χωματερή απορριμμάτων (ΑΣΑ) στο περιβάλλον είναι η επεξεργασία των σκουπιδιών σε καύσιμο. Η ανακύκλωση από απόβλητα σε καύσιμα είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα άχρηστα απόβλητα μετατρέπονται σε ουσιαστικά δωρεάν θερμική ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρική ενέργεια ή θερμότητα. Αυτή η πρακτική εφαρμόζεται με τον παραδοσιακό τρόπο σε πολλές χώρες του κόσμου από τα αρχαία χρόνια. Για παράδειγμα, πριν από 400 χρόνια στο Ιράν, ο Ιρανός επιστήμονας Σεΐχης Μπαχάι δημιούργησε ένα λουτρό που τροφοδοτείτο με αέριο που εκπέμπεται από τα λύματα. Στην Ινδία επίσης, ορισμένοι άνθρωποι μάζευαν τα ζωικά απορρίμματα σε κλειστά δοχεία και τα έκαιγαν για 9 μήνες. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται σε μοντέρνα τεχνολογίασε διάφορες πόλεις του κόσμου. Ειδικότερα, δίνεται προσοχή στη χρήση αερίου που λαμβάνεται από κέντρα διάθεσης απορριμμάτων σε ορισμένες πόλεις σε όλο τον κόσμο.

Το μεθάνιο, που αποτελεί περίπου το 55% του συνόλου των αερίων που εκπέμπονται στις χωματερές, είναι ένα από τα αέρια του θερμοκηπίου που, όσον αφορά το φαινόμενο του θερμοκηπίου, είναι ίσο με το διοξείδιο του άνθρακα και ακόμη υψηλότερο, έτσι ώστε η συγκέντρωση του μεθανίου στην ατμόσφαιρα θα αυξηθεί. κατά 0,6% ετησίως. Η συγκέντρωση άλλων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα, αυξάνεται μόνο κατά 0,4%. Το μεθάνιο, εάν δεν ελέγχεται σωστά, μπορεί να οδηγήσει σε ρύπανση των υπόγειων υδάτων. Έτσι, η ανάκτηση και η σωστή χρήση του μεθανίου μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην προστασία του περιβάλλοντος.

Από κάθε τόνο ακατέργαστων στερεών αποβλήτων, μπορούν να ληφθούν μεταξύ 5 και 20 κυβικά μέτρα αερίου ετησίως, και αυτή η ποσότητα μπορεί να αυξηθεί μέσω της σωστής ανάπτυξης και διαχείρισης των πόρων. Μερικοί απλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι επειδή αυτό το αέριο προέρχεται από απόβλητα, είναι επικίνδυνο και ρυπογόνο και η καύση του είναι αναξιόπιστη. Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο και ότι το αέριο που λαμβάνεται από τον χώρο υγειονομικής ταφής είναι λιγότερο ρυπογόνο και δεδομένου ότι η θερμοκρασία της φλόγας είναι χαμηλή, η ποσότητα της ρύπανσης θα είναι 60% μικρότερη από ό,τι κατά την καύση φυσικού αερίου. Ως εκ τούτου, σύμφωνα με περιβαλλοντολόγους, ο περιορισμός του αερίου που προέρχεται από τα σκουπίδια είναι υποχρεωτικός. ΣΕ τα τελευταία χρόνιαόταν οι τιμές της ενέργειας αυξήθηκαν, αυτό το είδος καυσίμου έλαβε μεγαλύτερη προσοχή. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, υπάρχουν πλέον εκατοντάδες χωματερές στον κόσμο όπου το εκπεμπόμενο αέριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και ακόμη και για την πώληση του σε άλλους αγοραστές.

Η συλλογή αυτού του τύπου αερίου στο κέντρο του ΧΥΤΑ είναι αρκετά εύκολη. Για να γίνει αυτό, πρέπει να σκάψετε κάθετα πηγάδια γύρω από τη χωματερή. Αυτά τα φρεάτια συνδέονται μέσω ενός δικτύου σωλήνων που έχουν σχεδιαστεί για τη συλλογή αερίου. Φυσικά, για να αυξήσετε την απόδοση του συστήματος, μπορείτε να βάλετε στο πέρασμά τους στρώσεις θρυμματισμένης πέτρας, μπετόν και άμμου. Επιπλέον, όλα αυτά τα φρεάτια συνδέονται με την κεντρική δεξαμενή. Η πολλαπλή μπορεί να συνδεθεί με συμπιεστή ή φυσητήρα. Περίπου για κάθε 0,4 εκτάριο χώρου υγειονομικής ταφής, απαιτείται πηγάδι συλλογής αερίου. Στο τέλος, είναι δυνατό να γίνει έγχυση του αερίου στη φλόγα ή να απελευθερωθεί για οποιαδήποτε άλλη κατανάλωση ή ακόμα και να καθαριστεί και να βελτιωθεί η ποιότητά του. Έτσι, στην κοινή παραγωγή θερμικών και ηλεκτρική ενέργειαμπορεί να παρατηρηθεί απότομη πτώσηεκπομπές άνθρακα και αυξημένη απόδοση καυσίμου. υψηλός συνολική αποτελεσματικότητααυτής της τεχνολογίας σε σύγκριση με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας με παραδοσιακές μεθόδους έχει συμβάλει στο γεγονός ότι αυτός ο τύπος τεχνολογίας εκτιμάται ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια στην Ευρώπη. Η μεγαλύτερη μονάδα βιοαερίου της Ευρώπης βρίσκεται στη Βιέννη της Αυστρίας και χρησιμοποιεί αέριο για την παραγωγή 8 MW ηλεκτρικής ενέργειας. Η έναρξη λειτουργίας των μονάδων ΣΗΘ εξαπλώνεται αστραπιαία σε ολόκληρη την Ευρωπαϊκή Ένωση, καθώς ο ιδιωτικός και ο δημόσιος τομέας έχουν εκτιμήσει την τεχνολογία ΣΗΘ ως οικονομική πηγή ενέργειας με ποικίλες δυναμικότητες.

Ένα από τα επιτυχημένα έργα σε αυτόν τον τομέα πραγματοποιείται στην καναδική πόλη Έντμοντον. Η εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας του Έντμοντον κατάφερε να ξεκινήσει μια μεγάλη μονάδα παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιεί μεθάνιο από τη χωματερή Clover Bar. Η έναρξη αυτού του έργου το 1992 συνέβαλε στο γεγονός ότι η ατμοσφαιρική εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα μειώθηκε κατά περίπου 662 χιλιάδες τόνους. Μόνο το 1996, το έργο αυτό συνέβαλε στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 182.000 τόνους και την περίοδο από το 1992 έως το 1996 παρήχθησαν περίπου 208 γιγαβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμη και το αέριο που προέκυψε με αυτή τη μέθοδο πωλούνταν σε χαμηλότερη τιμή από το φυσικό αέριο, οπότε αποδείχθηκε πιο οικονομικό. Στην Ασία, η πρωτεύουσα της Νότιας Κορέας, η Σεούλ, είναι μια από τις πόλεις που παρέχει εν μέρει θερμική ενέργεια από την αποτέφρωση των απορριμμάτων. Πολλά απόβλητα πετιούνται σε αυτή την πόλη. Με βάση δημοσιευμένες αναφορές, η Σεούλ έχει χρησιμοποιήσει 730.000 τόνους 1,1 εκατομμυρίων τόνων εύφλεκτων οικιακών απορριμμάτων τα τελευταία χρόνια ως καύσιμο για την παραγωγή ενέργειας. Αυτό λέγεται ότι ισοδυναμεί με την ετήσια ζήτηση θέρμανσης 190.000 αστικών νοικοκυριών. Νότια Κορέασχεδιάζει να καλύψει περισσότερο από το 10% των ενεργειακών αναγκών της από ανανεώσιμες πηγές έως το 2030 για να μπει στις πέντε κορυφαίες χώρες του κόσμου με «πράσινη οικονομία» .

Εκτός από την παραγωγή ενέργειας από τα απόβλητα, ένας άλλος τρόπος ανακύκλωσης των απορριμμάτων είναι η μετατροπή τους σε λίπασμα κομποστοποίησης. Η κομποστοποίηση είναι μια μέθοδος εξουδετέρωσης οικιακών, γεωργικών και ορισμένων βιομηχανικών στερεών απορριμμάτων, με βάση την αποσύνθεση οργανική ύληαερόβιοι μικροοργανισμοί. Το κομπόστ που προκύπτει είναι παρόμοιο με το χούμο και χρησιμοποιείται ως λίπασμα. Αυτή είναι ίσως η παλαιότερη μέθοδος ανακύκλωσης. Η διαδικασία κομποστοποίησης είναι πολύ απλή, γίνεται από έμπειρους επαγγελματίες είτε στα σπίτια των αγροτών είτε στα εδάφη τους είτε βιομηχανικά. Αυτά τα λιπάσματα θεωρούνται ένα από τα καλύτερα λιπάσματα για γεωργικούς σκοπούς και μπορεί να είναι χρήσιμα για την καλλιέργεια λουλουδιών. Το αποτέλεσμα της παρουσίας μαγνησίου και φωσφορικού στα λιπάσματα θα είναι ο σχηματισμός προσχώσεων και η ταχεία απορρόφηση ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςστο χώμα. Το κομπόστ θεωρείται επίσης φυσικό φυτοφάρμακο εδάφους. Η χρήση κομπόστ μπορεί να εξοικονομήσει έως και 70% στην κατανάλωση χημικών λιπασμάτων. Κάθε άτομο που ζει στην πόλη πετάει πάνω από μισό κιλό σκουπίδια την ημέρα, το ένα τρίτο των οποίων είναι κομποστοποιήσιμο. Αν υποθέσουμε έναν πληθυσμό πόλης 30 εκατομμυρίων ανθρώπων, τότε η πόλη παράγει 15 εκατομμύρια κιλά απορριμμάτων καθημερινά, 5 εκατομμύρια από τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε κομπόστ.

Έτσι, ο σύγχρονος άνθρωπος, μετά την πικρή εμπειρία του περασμένου αιώνα, αποφάσισε ότι πρέπει να εκτιμά τις ευλογίες του Θεού και να φροντίζει το περιβάλλον, αφού η ύπαρξη της μελλοντικής ανθρώπινης γενιάς και του κόσμου εξαρτάται ακριβώς από τις σημερινές του προσπάθειες.