Отходы.Ру
https://waste-tech.ru/?utm_source=wastetech&utm_medium=refferal&utm_campaign=wasteru&utm_id=wastetech

Найдем полезное применение отбросам

Опубликовано Редактор 19-02-2003 (6230 прочтений)
"Отбросы, - говорит авторитетный американский журнал "Сайенс", - это просто полезные материалы, которые мы еще не научились использовать". И сегодня, когда в нашей стране горы мусора поднимаются выше Гималаев, все больше и больше американцев задумываются над словами журнала "Сайенс", стремясь покончить с небрежным отношением к отходам и вместо того найти им полезное применение.

Один из наиболее смелых поисков в этом направлении ведет коллектив научных работников и инженеров, бывших специалистов в области ракетостроения, в Менло-Парке (Калифорния). Они считают, что восстановление чистоты на нашей планете - задача не менее важная, чем запуск космических кораблей. Организованный фирмой "Комбасчен пауэр компани", коллектив разрабатывает новый метод, который позволит не только осуществлять рециркуляцию отходов, но и получать при этом большие количества электрической и тепловой энергии.

Основным элементом проекта является экспериментальная установка CPU-400, создание которой финансировалось Министерством здравоохранения, просвещения и социального обеспечения США.

Схема опытной установки для термической переработки коммунальных отходов CPU-400

Как же работает эта установка? Смесь так называемых твердых городских отбросов - мусор, консервные банки, бумага, бутылки - измельчается и затем продувается мощными воздушными струями. Частицы металла и стекла удаляются и в дальнейшем используются в качестве промышленного сырья. Остальные материалы, в основном органического происхождения, высушиваются и сжигаются. Образующиеся в процессе горения горячие газы приводят в движение газотурбинный генератор, производящий электрический ток. Излишек тепла используется для отопления зданий, опреснения морской воды и обработки сточных вод.

Исходя из предварительных данных, полученных при изучении экспериментальной установки, президент фирмы "Комбасчен пауэр компани" Ричард Д. Смит утверждает, что окончательный вариант модели большого размера может обрабатывать до 400 тонн твердых отходов в день, или, другими словами, количество мусора, накапливаемого за сутки населением города в 160000 человек. Эта же установка буде вырабатывать 15 000 киловатт электроэнергии, что составляет от пяти до десяти процентов общего количества энергии, необходимой для нужд вышеуказанного населения.

Опытная установка для термической переработки коммунальных отходов CPU-400

По словам создателя CPU-400, испытания агрегата в полную мощность начнутся через три-четыре года. Как только агрегат вступит в строй, обработка коммунальных отходов будет осуществляться более эффективно и более экономично, чем в настоящее время.

На другом конце страны, в Лафайете (Индиана), Джеймс Э.Этзел, профессор университета имени Пурдью, подходит к проблеме иным путем. Предложенная им система одновременно обрабатывает сточные воды и удаляет твердые отходы. Профессор Этзел поставил себе целью осуществить этот процесс с завидной эффективностью при совсем небольших затратах и с наименьшей степенью загрязнения воздуха и воды. Он предлагает сохранять металлы для их дальнейшего использования в качестве сырья, а обработанными сточными водами пополнять запасы почвенной влаги.

В основу своей системы д-р Этзел взял гидропульпер, широко применяемый в производстве бумаги. Вращаясь с большой скоростью, гидропульпер смешивает бумажную макулатуру с горячей водой, в результате чего получается полужидкая масса, вновь применяемая для изготовления бумаги. Измельченные твердые отходы д-р Этзел также подвергает обработке гидропульпером; жидкостью в данном случае служат сточные воды.

Нагревание массы стерилизует сточные воды, уничтожая болезнетворные бактерии, а в результате вращения раздробленные кусочки консервной тары отбрасываются за пределы установки. Там они собираются и используются затем для промышленных нужд. В экспериментальном порядке система д-р Этзела вскоре начнет применяться в Индианаполисе.

Другой коллектив, субсидируемый Министерством земледелия США, разрабатывает метод использования жидких отбросов, отводимых по трубопроводу в открытую сельскую местность. По этому проекту, названному "прополаскиванием лугов", обработанные сточные воды города Феникса (Аризона) отводятся в отстойные бассейны, днища которых покрыты травой. Трава отфильтровывает взвешенное вещество, которое в свою очередь становиться для нее удобрением. Вода просачивается в почву, где она очищается почвенными бактериями и после этого пополняет запасы грунтовых вод.

Все эти проекты свидетельствуют о повышенном интересе американских ученых и инженеров к проблеме рециркуляции отходов. Однако говорить об их практическом применении еще рановато. По-видимому, пройдет немало времени, пока они заслужат всеобщее признание и найдут себе широкое применение. В лучшем случае для испытаний и усовершенствований этих систем потребуются годы, и только тогда можно будет серьезно задуматься о практическом использовании.

Тем временем горы отбросов продолжают расти. Это мусор, промышленные отходы, макулатура, пришедшие в негодность машины - список можно продолжать без конца. И тут цифры уже принимают угрожающий характер.

Недавно Чарлз К. Джонсон, начальник бюро оздоровления биосферы при Министерстве здравоохранения, просвещения и социального обеспечения США, заявил, что, по имеющимся данным, только в Соединенных Штатах ежегодно образуется до 3500 миллионов тонн твердых отходов. "Из этого числа, - сказал Джонсон, - 360 миллионов тонн приходиться на хозяйственные, городские и промышленные отбросы, 2000 миллионов тонн - на сельскохозяйственные и 1100 миллионов тонн - на минеральные".

"Представить себе эти миллионы тонн очень трудно, - продолжал Джонсон. - Для пояснения приведу такие цифры: в год мы выбрасываем 50 миллиардов консервных банок, 30 миллиардов бутылок и другой стеклянной тары, 4 миллиона тонн пластмассовых изделий, 7,6 миллиона телевизоров и 7 миллионов автомобилей и грузовиков.

Все эти отходы нужно собрать и отвезти на свалку - проблема сама по себе не из легких. Ежегодно в Соединенных Штатах расходуется около 3,5 миллиарда долларов на сбор и ликвидацию твердых отходов. Одних лишь кухонных отбросов приходится в среднем более двух килограммов на человека в день, а к 1980 году эта цифра, вероятно, возрастет до четырех килограммов. Один из защитников нашей природы, ошеломленный столь внушительной статистикой, недавно предложил: "Давайте выпускать тару столь же съедобную, сколь и ее содержимое. Скажем, пусть банка из под пива приобретет вкус и калорийность соленых сушек".

В настоящее время существуют два основных способа ликвидации твердых отходов - закапывание в землю и сжигание.

Отправка в отвал или закапывание мусора в землю - способ далеко не из лучших. Во-первых, возможности тут довольно ограниченные (где имеется достаточно пустующих земель?). Во-вторых, без строгого контроля и проверки может возникнуть угроза для здоровья человека.

Сжигание, даже с помощью самых современных установок, тоже сопряжено с довольно серьезными трудностями. В лучшем случае сгорает не больше 80 процентов отходов, а сам процесс лишь содействует загрязнению воздуха. оставшиеся 20 процентов приходиться отправлять в отвал или ссыпать в овраги.

По мнению Уолтера Р. Хиббарда, бывшего директора Горного бюро США, ликвидация отходов - проблема довольно странная. Американцы, считает он, уничтожают в виде отходов огромное количество ценного сырья, новые месторождения которого усиленно ищут.

Во избежание подобных неразумных действий, говорит Ателстан Спилхауз, бывший президент Американской ассоциации содействия развитию науки, нам в первую очередь, следует по-новому смыслить понятие "отходы".

"Человек не потребляет вещи, он ими пользуется", - говорит Спилхауз. Согласно закону сохранения материи, этой основе, на которой зиждется вся наука об атоме, что бы человек ни делал с отходами, материя, как таковая, в той или иной форме все же сохраняется.

За пересмотр понятия "отходы" ратует и Дан М. Уэллс, профессор Техасского технологического университета. Он любит приводить такой замечательный пример человеческой непоследовательности во взглядах на природные ресурсы. Морская вода, говорит он, содержит 96,5 процента воды, и многие считают океаны потенциальным источником для производства питьевой воды в засушливых прибрежных районах. И в то же время сточные воды почему-то относятся к категории хозяйственно-бытовых отходов, хотя они на 99,8 процента состоят из воды. <

Все доводы сводятся, в общем, к тому, что отбросов, как таковых, не существует и что выбрасываемые нами материалы должны быть вновь использованы.

Человеку надлежит следовать примеру самой природы. На нашей планете имеется несколько природных циклов. Например, дождевые воды стекают в реки, которые несут их в моря, где они испаряются и затем снова выпадают на землю в виде осадков.

В некоторых случаях, например, при рециркуляции сточных вод, достаточно лишь ограничиться содействием природному процессу. Так, фермеры Аризоны, Невады и Нью-Мексико орошают свои поля обработанными сточными водами. Хозяйственно-бытовые воды использует одно из крупнейших сталелитейных предприятий Балтимора для производства стали.

С рециркуляцией твердых отходов дело обстоит несколько иначе. Природа нам не может подсказать, как превратить железо в руду или пластмассу в нефть. В природе руда и нефть сосредоточены в определенных местах, и, получая из них нужные материалы, человек изменяет их до неузнаваемости. Когда он выбрасывает эти материалы, они уже не в состоянии сами пройти весь обратный процесс превращения в руду и нефть.

На пути рециркуляции возникают и барьеры чисто экономического порядка, особенно когда речь идет об отходах, состоящих из дешевых компонентов. Когда-то старые текстильные и резиновые изделия собирались и поступали в переработку. Однако за последние годы стоимость туда настолько повысилась, что сбор, сортировка, очистка и переработка утиля перестали быть экономически выгодными. В большинстве случаев утиль дешевле отвезти на свалку, чем пытаться его переработать.

Возможно, придет время, когда нам придется субсидировать эти процессы, экономически невыгодные, но способствующие оздоровлению окружающей среды. "Использование отбросов полезно для экономики, - заметил недавно один специалист, - при условии, конечно, что мы по-иному подойдем к нашей экономике".

Работы по регенерации полезных материалов с общественных свалок ширятся с каждым днем. Сейчас почти половина меди, железа и свинца, 30 процентов алюминия и 20 процентов цинка, используемых американской промышленностью, добыты путем рециркуляции.

К регенерации отходов проявляют огромный интерес многие предприятия. Фирмы по производству автомобильных шин "Гудьир" и "Файрстоун" испытывают новые технологические процессы для получения сырья из старых покрышек. Фирмы, входящие а Американский институт черной металлургии, приступили к новой программе переплавки консервных банок на сталь. Ассоциация предприятий по производству стеклотары открыла в 25 штатах сто пунктов по сбору бутылок для их использования в качестве сырья. В Лос-Анжелесе и Майами предприятия "Рейнолдс метал компани" собирают алюминиевые банки для переплавки.

Попутно в США идет исследовательская работа по поиску новых возможностей использования твердых отходов. Мэрилендский научно-исследовательский центр Министерства внутренних дел разрабатывает новую установку, которая позволит извлекать металлы и другие полезные материалы из городских мусоросжигателей. Экспериментальный завод университета штата Луизиана пытается наладить получение пищевого протеина из отходов сахарного тростника. В Миссурийском университете ведутся испытания по переработке стеклянной тары в материал для дорожного покрытия. Городское управление Кливленда намеревается использовать блоки из прессованного мусора для возведения волноломов на озере Эри.

Правительство США тоже начинает все больше и больше интересоваться разработкой методов рециркуляции отходов. В 1970 году Президент Никсон подписал закон, по которому в течение трех лет будет ассигновано 460 миллионов долларов на усовершенствование методов сбора отходов, их рециркуляции и уничтожения остатков. Этот закон также предусматривает выделение государственных средств на создание более рациональных систем рециркуляции отходов и на подготовку соответствующих специалистов.

Лучшим решение проблемы было бы нахождение способов быстрого получения из продуктов отхода их основных составных элементов. Оригинальную идею такого рода предложили два американских специалиста по атомной энергии Бернард Дж. Истланд и Уильям К. Гоф. "Все дело сводится к тому, - писала газета "Нью-Йорк таймс", - чтобы заставить термоядерные процессы, протекающие на звездах, да разве что в водородной бомбе, выполнять работу, которая становиться не под силу предприятиям коммунального обслуживания во всех частях света".

Этот процесс Истланд и Гоф назвали "термоядерным факелом". Заключается он в следующем: контролируемая термоядерная реакция синтезирует заряженные частицы тяжелого водорода, при чем выделяется газ, состоящий из ионизированных частиц, нагретых до сверхвысоких температур порядка сотен миллионов градусов. Отходы, помещенные в "термоядерный факел", будут моментально разлагаться на заряженные частицы различных элементов - скажем, железа, кремния, цинка и т.д. Эти элементы можно будет собрать различными способами. и полученное таким образом сырье вновь пустить в производство.

Идея "термоядерного факела", столь простая на первый взгляд, представляет огромную технологическую проблему, на разрешение которой, по мнению ученых, уйдут многие годы. Этот, пожалуй, самый фантастический из всех предложенных методов регенерации свидетельствует о растущем беспокойстве среди американцев по поводу решения всемирной проблемы: что делать с отбросами? Сейчас все жители нашей планеты серьезно озабочены создавшимся положением. Природные ресурсы ограничены, а потому обращаться с ними нужно бережно. И задача далеко не ограничивается лишь тем, чтобы заставить отходы работать на наши нужды. Наладив рециркуляцию, мы сможем окончательно разрешить проблему отходов на нашей планете. Мусорные кучи навсегда исчезнут с лица Земли, а отходы сделаются тем, чем и надлежит быть, - ценным сырьем, которое теперь выбрасывается.

Джемс Сингер, 
журнал "Америка" октябрь 1971 / № 180
Если вы обнаружили ошибки или у вас есть замечания, сообщите нам.
  Печать

Рейтинг 2.62/5
Рейтинг: 2.6/5 (84 голосов)