Քաղաքային կոշտ թափոնների վերամշակում ջերմության և էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար: Թափոնները էներգիա վերամշակելը և թափոններից էներգիա ստանալը Կա՞ որևէ օգուտ, Ռուսաստանի և այլ երկրների փորձը

Կենսագազը բանջարանոցների բերրիության աղբյուրն է։ Գոմաղբի նիտրիտներն ու նիտրատները, որոնք թունավորում են ձեր բերքը, արտադրում են մաքուր ազոտ, որն անհրաժեշտ է բույսերին: Մոնտաժում գոմաղբը մշակելիս մոլախոտերի սերմերը մահանում են, իսկ այգին մեթանով պարարտացնելու դեպքում (տեղակայման մեջ մշակված գոմաղբ և օրգանական թափոններ) դուք շատ ավելի քիչ ժամանակ կծախսեք մոլախոտի վրա:

Կենսագազ - եկամուտ թափոններից: Սննդի թափոնները և գոմաղբը, որոնք կուտակվում են ֆերմայում, անվճար հումք են կենսագազի կայանի համար: Աղբը մշակելուց հետո ստանում եք այրվող գազ, ինչպես նաև բարձրորակ պարարտանյութեր (հումինաթթուներ), որոնք սևահողի հիմնական բաղադրիչներն են։

Կենսագազը անկախություն է: Դուք կախված չեք լինի ածուխի և գազի մատակարարներից։ Եվ գումար խնայեք այս տեսակի վառելիքի վրա:

Կենսագազը վերականգնվող էներգիայի աղբյուր է։ Մեթանը կարող է օգտագործվել գյուղացիների և գյուղացիական տնտեսությունների կարիքների համար. ջրի ջեռուցման համար; բնակարանների ջեռուցման համար (բավարար քանակությամբ հումք՝ կենսաթափոն):

Որքա՞ն գազ կարելի է ստանալ մեկ կիլոգրամ գոմաղբից. Ելնելով այն հանգամանքից, որ մեկ լիտր ջուրը եռացնելու համար ծախսվում է 26 լիտր գազ.

Մեկ կիլոգրամ տավարի գոմաղբի միջոցով կարելի է եփել 7,5-15 լիտր ջուր;

Մեկ կիլոգրամ խոզի գոմաղբի օգնությամբ՝ 19 լիտր ջուր;

Մեկ կիլոգրամ թռչնաղբի օգնությամբ՝ 11,5-23 լիտր ջուր;

Մեկ կիլոգրամ հատիկավոր ծղոտի օգնությամբ կարելի է եփել 11,5 լիտր ջուր;

Մեկ կիլոգրամ կարտոֆիլի գագաթների օգնությամբ - 17 լիտր ջուր;

Մեկ կիլոգրամ լոլիկի գագաթների օգնությամբ՝ 27 լիտր ջուր։

Կենսագազի անհերքելի առավելությունը էլեկտրաէներգիայի և ջերմության ապակենտրոնացված արտադրության մեջ է։

Կենսակերպափոխության գործընթացը, բացի էներգիայից, թույլ է տալիս լուծել եւս երկու խնդիր. Նախ, ֆերմենտացված գոմաղբը, համեմատած սովորական օգտագործման հետ, 10-20%-ով ավելացնում է բերքատվությունը: Դա բացատրվում է նրանով, որ անաէրոբ մշակման ժամանակ տեղի է ունենում հանքայնացում և ազոտի ֆիքսացիա։ Օրգանական պարարտանյութերի պատրաստման ավանդական եղանակներով (կոմպոստացման միջոցով) ազոտի կորուստները կազմում են մինչև 30-40%: Գոմաղբի անաէրոբ մշակումը չորս անգամ ավելացնում է ամոնիումի ազոտի պարունակությունը՝ համեմատած չխմորված գոմաղբի հետ (ազոտի 20-40%-ը վերածվում է ամոնիումի): Ձուլվող ֆոսֆորի պարունակությունը կրկնապատկվում է և կազմում է ընդհանուր ֆոսֆորի 50%-ը։

Բացի այդ, խմորման ընթացքում մոլախոտերի սերմերը, որոնք միշտ պարունակվում են գոմաղբի մեջ, ամբողջությամբ սպանվում են, մանրէաբանական միավորումները, հելմինտի ձվերը ոչնչացվում են, տհաճ հոտը չեզոքացվում է, այսինքն. ձեռք է բերվել այն բնապահպանական ազդեցությունը, որն այսօր արդիական է:

3. Կեղտաջրերի մաքրման էներգիայի օգտագործումը հանածո վառելիքի հետ համատեղ:

Ավելի քան 20 տարի Արևմտյան Եվրոպայի երկրները ակտիվորեն ներգրավված են կեղտաջրերի մաքրման կայաններից թափոնների հեռացման խնդրի գործնական լուծման գործում։

Թափոնների հեռացման տարածված տեխնոլոգիաներից է դրանց օգտագործումը գյուղատնտեսության մեջ որպես պարարտանյութ: Նրա մասնաբաժինը WWS-ի ընդհանուր քանակում տատանվում է 10%-ից Հունաստանում մինչև 58%-ը Ֆրանսիայում՝ միջինը 36,5%: Չնայած թափոնների այս տեսակի հանրահռչակմանը (օրինակ՝ ԵՄ 86/278/ԵՀ կանոնակարգի շրջանակներում), այն կորցնում է իր գրավչությունը, քանի որ ֆերմերները վախենում են դաշտերում վնասակար նյութերի կուտակումից։ Ներկայումս մի շարք երկրներում գյուղատնտեսության մեջ թափոնների օգտագործումն արգելված է, օրինակ՝ Նիդեռլանդներում 1995 թվականից։

Կեղտաջրերի մաքրման այրումը երրորդ տեղում է թափոնների հեռացման առումով (10.8%): Ապագայում կանխատեսումների համաձայն, դրա մասնաբաժինը կաճի մինչև 40%, չնայած այս մեթոդի համեմատաբար բարձր արժեքին: Կաթսաներում տիղմի այրումը կլուծի դրա պահեստավորման հետ կապված բնապահպանական խնդիրը, այրման ընթացքում լրացուցիչ էներգիա կստանա և, հետևաբար, կնվազեցնի վառելիքի և էներգիայի ռեսուրսների և ներդրումների կարիքը: Ցանկալի է օգտագործել կիսահեղուկ թափոնները ՋԷԿ-երում էներգիա ստեղծելու համար որպես հավելում հանածո վառելիքի, օրինակ՝ ածուխի:

Կեղտաջրերի մաքրման համար կան երկու ամենատարածված արևմտյան տեխնոլոգիաները.

Առանձին այրում (այրումը հեղուկ հեղուկացված անկողնում (LFB) և բազմաստիճան վառարաններում);

Համատեղ կրակում (գոյություն ունեցող ածխով աշխատող CHP կայաններում կամ ցեմենտի և ասֆալտի գործարաններում):

Առանձին այրման մեթոդների շարքում տարածված է հեղուկ շերտի տեխնոլոգիայի օգտագործումը. Նման տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս ապահովել հանքային բաղադրիչների բարձր պարունակությամբ վառելիքի կայուն այրումը, ինչպես նաև նվազեցնել ծծմբի օքսիդների պարունակությունը ծխատար գազերում՝ դրանք կապելով այրման ժամանակ վառելիքի մոխրի մեջ պարունակվող կրաքարի կամ հողալկալային մետաղների հետ:

Մենք ուսումնասիրել ենք կեղտաջրերի տիղմի հեռացման յոթ այլընտրանքային տարբերակներ՝ հիմնված ինչպես ռուսական կամ եվրոպական փորձի հիման վրա մշակված և գործնական կիրառություն չունեցող նոր ոչ ավանդական տեխնոլոգիաների, այնպես էլ ավարտված բանտի տեխնոլոգիաների վրա.

1. Այրում ցիկլոնային վառարանում, որը հիմնված է մաքրման օբյեկտների առկա, բայց չօգտագործված թմբուկով չորացման վառարանների վրա (ռուսական տեխնոլոգիա - Տեխեներգոխիմպրոմ, Բերդսկ);

2. Այրում ցիկլոնային վառարանում, որը հիմնված է մաքրման օբյեկտների առկա, բայց չօգտագործված թմբուկային կաթսաների վրա (ռուսական տեխնոլոգիա՝ «Սիբտեխեներգո», Նովոսիբիրսկ և Բիյսկեներգոմաշ, Բառնաուլ);

3. Առանձին այրում նոր տեսակի բազմաստիճան վառարանում (արևմտյան տեխնոլոգիա - NESA, Բելգիա);

4. Առանձին այրում նոր տեսակի հեղուկացված անկողնային վառարանում (արևմտյան տեխնոլոգիա՝ «Սեղեր» (Բելգիա);

5. Առանձին այրում նոր ցիկլոնային վառարանում (արևմտյան տեխնոլոգիա - Steinmuller (Գերմանիա);

6. Համատեղ կրակում ածխով աշխատող CHP գործարանում. չորացված թափոնների պահեստավորում պահեստում.

Տարբերակ 7-ը ենթադրում է, որ մինչև 10% խոնավության պարունակությունը չորացնելուց և ջերմային մշակումից հետո տարեկան 130,000 տոննա կեղտաջրերի մաքրման թափոնները կենսաբանորեն անվտանգ են և կպահվեն մաքրման կայանի հարակից տարածքներում: Սա հաշվի է առել ջրի մաքրման կայանում փակ ջրի մաքրման համակարգի ստեղծումը՝ վերամշակված թափոնների ծավալի ավելացմամբ այն ընդլայնելու հնարավորությամբ, ինչպես նաև թափոնների մատակարարման համակարգ կառուցելու անհրաժեշտությունը։ Այս տարբերակի ծախսերը համեմատելի են թափոնների այրման տարբերակների հետ:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Զարգացած երկրների հիմնական խնդիրներից է էներգիայի ռացիոնալ և խնայողաբար օգտագործումը։ Սա հատկապես վերաբերում է մեր պետությանը, որտեղ վառելիքաէներգետիկ ռեսուրսների հետ կապված բարդ իրավիճակ է։ Բարձր գների և նավթի, գազի և ածխի սահմանափակ պաշարների պատճառով առաջանում է լրացուցիչ էներգիայի պաշարներ գտնելու խնդիր։

Ապագայում էներգիա ստեղծելու ամենաարդյունավետ միջոցներից մեկը կարող է լինել քաղաքային կոշտ թափոնների օգտագործումը որպես վառելիք: Էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար ապահովվում է քաղաքային կոշտ թափոնների այրումից ստացված ջերմության օգտագործումը։

Գյուղատնտեսական թափոնների վրա հիմնված էներգիայի վերականգնվող աղբյուրներից կենսազանգվածը էներգիայի արտադրության մեջ հանքային վառելիքի հեռանկարային և էկոլոգիապես մաքուր փոխարինողներից է: Կենսագազի գործարաններում գոմաղբի և թափոնների անաէրոբ վերամշակման արդյունքում ստացված կենսագազը կարող է օգտագործվել անասնաբուծական շենքերը, բնակելի շենքերը, ջերմոցները տաքացնելու, եփելու համար էներգիա ստանալու, գյուղատնտեսական արտադրանքը տաք օդով չորացնելու, ջրով տաքացնելու և էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ գազի գեներատորներ. Կենսագազի արտադրության վրա հիմնված անասնաբուծական թափոնների օգտագործման ընդհանուր էներգետիկ ներուժը շատ մեծ է և կարող է բավարարել ջերմային էներգիայի գյուղատնտեսության տարեկան կարիքը:

Ջերմաէլեկտրակայաններում էներգիա ստանալու համար նպատակահարմար է օգտագործել ջրի մաքրման կիսահեղուկ թափոնները՝ որպես հավելում հանածո վառելիքի, օրինակ՝ ածուխի:

ՄԱՏԵՆԱԳՐՈՒԹՅՈՒՆ

1. Բոբովիչ Բ.Բ., Ռիվկին Մ.Դ. Կենդանական թափոնների վերամշակման կենսագազի տեխնոլոգիա / Մոսկվայի պետական ​​արդյունաբերական համալսարանի տեղեկագիր. Թիվ 1, 1999 թ.

2. Shen M. Compogas - կենսաթափոնների խմորման մեթոդ / «Մետրոնոմ», թիվ 1-2, 1994, էջ 41:

3. Նովոսիբիրսկի մարզում թափոնների կառավարման էներգետիկ ներուժի գնահատում. Էներգաարդյունավետության ինստիտուտ: - http://www.rdiee.msk.ru.

4. Ֆեդորով Լ., Մայակին Ա. Ջերմաէլեկտրակայան կենցաղային թափոնների վրա / «Նոր տեխնոլոգիաներ», թիվ 6 (70), հունիս 2006 թ.

Կենդանի էակներից էներգիա ստանալը շատերի համար պարզունակ ասոցիացիաներ է առաջացնում՝ ձիու հետ, որը բեռ է տանում, կամ համստերը, որը փոքրիկ դինամո է պտտում իր անիվի միջով: Մեկ ուրիշը կհիշի դպրոցական փորձը նարնջի մեջ խրված էլեկտրոդների հետ՝ ձևավորելով մի տեսակ «կենդանի մարտկոց»... Այնուամենայնիվ, մեր շատ ավելի փոքր «եղբայրների»՝ բակտերիաների աշխատանքը այս առումով շատ ավելի արդյունավետ է:

«Աղբի խնդիրը» մոլորակային մասշտաբով շատ ավելի նշանակալից է, քան կարող է թվալ աշխարհիկը, չնայած այն հանգամանքին, որ դա այնքան էլ ակնհայտ չէ, որքան մյուս բնապահպանական սարսափները, որոնց մասին նրանք սիրում են խոսել տարբեր տեսակի «սկանդալներ-սենսացիաներ-հետաքննություններում»: »: Տարեկան 26 միլիոն տոննա միայն Մոսկվան է և միայն կենցաղային աղբը։ Եվ եթե նույնիսկ ամեն ինչ ջանասիրաբար տեսակավորենք և հետո վերամշակենք, դրանից օրգանական թափոնների քանակը չի նվազի, քանի որ դրանք կազմում են մարդկության արտադրած ամբողջ աղբի մոտ 70%-ը։ Եվ որքան զարգացած է երկրի տնտեսությունը, այնքան օրգանական կենցաղային աղբը։ Այս սահմռկեցուցիչ զանգվածին չի կարելի հաղթել ոչ մի վերամշակմամբ։ Բայց բացի կենցաղային աղբից, կան արդյունաբերական թափոնների հսկայական ծավալներ՝ կոյուղաջրեր, սննդամթերքի արտադրության թափոններ։ Նրանք ունեն նաև օրգանական նյութերի զգալի քանակություն։

Օրգանական թափոնների դեմ պայքարի խոստումնալից ուղղությունը, որը լցվում է մոլորակը, մանրէաբանությունն է: Այն, ինչ մարդիկ չեն ուտում, միկրոբները կուտեն, սկզբունքն ինքնին վաղուց հայտնի է. Սակայն այսօր խնդիրը դրա արդյունավետ օգտագործման մեջ է, և գիտնականները շարունակում են աշխատել դրա վրա։ Կիսատ կերած համբուրգերը տարայի մեջ մանրէներին «կերակրելը» հեշտ է: Բայց սա բավարար չէ։ Մեզ անհրաժեշտ է այնպիսի տեխնոլոգիա, որը թույլ կտա բակտերիաներին առանց հավելյալ ծախսերի արագ և արդյունավետ կերպով մշակել հազարավոր ու միլիոնավոր տոննա աղբ՝ առանց թանկարժեք կառուցվածքների և կատալիզատորների, որոնք իրենց գնով զրոյացնում են այս գործընթացի վերջնական արդյունավետությունը։ Ավաղ, տեխնոլոգիաների մեծ մասը, որոնք օգտագործում են բակտերիաներ թափոնների մշակման համար, այսօր կա՛մ շահութաբեր են, կա՛մ անարդյունավետ, կա՛մ դժվար է մասշտաբային:

Օրինակ, մանրէների օգնությամբ թափոնների մշակման հայտնի և կայացած տեխնոլոգիաներից մեկը բիոգազի արտադրության մեթոդն է, որը ծանոթ է բազմաթիվ օտարերկրյա ֆերմերների։ Անասնաբուծական գոմաղբը փտում է՝ օգտագործելով մանրէներ, որոնք արտազատում են մեթան, որը հավաքվում է հսկայական պղպջակների տոպրակի մեջ: Համակարգն աշխատում է և արտադրում է գազ, որը հարմար է նույն տնտեսությունը տաքացնելու համար գազատուրբինային գեներատորի կամ ուղղակիորեն այրման միջոցով արտադրվող էլեկտրաէներգիայի միջոցով: Բայց նման համալիրը չի կարող մասշտաբավորվել զուտ տեխնոլոգիական առումով։ Հարմար է ֆերմայի կամ գյուղի համար, ոչ թե մեծ քաղաքի։ Բացի այդ, քաղաքային թափոններում, ի տարբերություն գոմաղբի, կան բազմաթիվ թունավոր բաղադրիչներ: Այս թունավոր նյութերը հայտնվում են գազային փուլում այնպես, ինչպես օգտակար մեթանը, և վերջնական «խառնուրդը» պարզվում է, որ խիստ աղտոտված է։

Այնուամենայնիվ, գիտությունը կանգ չի առնում. ամենահեռանկարային տեխնոլոգիաներից մեկը, որն այժմ հետաքրքրում է աշխարհի գիտնականներին (ներառյալ, հավանաբար, տխրահռչակ բրիտանացիներին) այսպես կոչված «էլեկտրոնային բակտերիաների» օգտագործումը, որոնք մեկն են: Լավագույն թափոնակերներից մեկը, որը միաժամանակ արտադրում է մարդկային տեսանկյունից տհաճ այս գործընթացը, էլեկտրաէներգիան է։ Նման մանրէի բջջային թաղանթի մակերեսին գտնվում է ցիտոքրոմ սպիտակուցը, որի վրա առաջանում է էլեկտրական լիցք։ Նյութափոխանակության գործընթացում բակտերիան «թափում է» էլեկտրոնը իր բջջի մակերեսին և առաջացնում հաջորդը, և այսպես շարունակ, նորից ու նորից: Նման հատկություններ ունեցող միկրոօրգանիզմները (օրինակ՝ գեոբակտերը) հայտնի են վաղուց, սակայն նրանց էլեկտրական ունակությունները գործնականում չեն օգտագործվել։

Ի՞նչ են անում մանրէաբանները: Այս մասին Computerra-ին ասել է Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի Կենսաբանության ֆակուլտետի մանրէաբանության ամբիոնի գիտաշխատող, մանրէաբանական կենսատեխնոլոգիայի լաբորատորիայի ղեկավար Անդրեյ Շեստակովը.

«Մենք վերցնում ենք անոդ էլեկտրոդը, ծածկում դրա մակերեսը էլեկտրաձևավորող միկրոօրգանիզմների բջիջներով, ջրածնի փոխարեն տեղադրում ենք սննդարար միջավայրում, որը պետք է վերամշակենք (աղբ, «աղբի լուծույթ»՝ պարզության համար կանենք առանց մանրամասների), և նյութափոխանակության ընթացքում։ Այս բջիջներից մենք նրանցից յուրաքանչյուրից կստանանք էլեկտրոններ և պրոտոններ:

Ավելին, ամեն ինչ նույնն է, ինչ սովորական վառելիքի բջիջում. բջիջը հրաժարվում է էլեկտրոնից և պրոտոնից, պրոտոնները պրոտոնի փոխանակման մեմբրանի միջոցով ուղարկվում են կաթոդի խցիկ մինչև այս մարտկոցի երկրորդ էլեկտրոդը՝ օդից թթվածին ավելացնելով »: արտանետման ժամանակ» մենք ջուր ենք ստանում և էլեկտրաէներգիան հեռացնում ենք արտաքին միացում: Այն կոչվում է «Microbial Fuel Cell», MFC, Microbial Fuel Cell»:

Ավելորդ չի լինի հիշել, թե ինչպես է դասավորված և գործում ջրածնային-թթվածնային վառելիքի բջիջը: Երկու էլեկտրոդ՝ անոդ և կաթոդ (օրինակ՝ ածխածին և ծածկված կատալիզատորով՝ պլատինե), գտնվում են որոշակի տարայի մեջ՝ պրոտոնափոխանակման թաղանթով բաժանված երկու մասի։ Մենք ջրածին մատակարարում ենք անոդին արտաքին աղբյուրից, որը տարանջատվում է պլատինի վրա և տալիս էլեկտրոններ և պրոտոններ: Մեմբրանը թույլ չի տալիս էլեկտրոններին անցնել, բայց ունակ է պրոտոններ անցնել, որոնք շարժվում են դեպի մեկ այլ էլեկտրոդ՝ կաթոդ: Մենք նաև թթվածին (կամ պարզապես օդ) մատակարարում ենք արտաքին աղբյուրից կաթոդ, և այն արտադրում է ռեակցիայի թափոններ՝ մաքուր ջուր: Էլեկտրականությունը հեռացվում է կաթոդից և անոդից և օգտագործվում է իր նպատակային նպատակների համար: Տարբեր տատանումներով այս դիզայնը օգտագործվում է նաև էլեկտրական մեքենաներում և նույնիսկ շարժական գաջեթներում՝ սմարթֆոնները վարդակից հեռու լիցքավորելու համար (այդպիսիք, օրինակ, արտադրվում են շվեդական Powertrekk ընկերության կողմից):

Սնուցող միջավայրում փոքրիկ տարայի մեջ անոդ է մանրէներով: Այն կաթոդից առանձնացված է Nafion-ից պատրաստված պրոտոնափոխանակման թաղանթով. այս ապրանքանիշի տակ այս նյութը արտադրվում է BASF-ի կողմից, որը ոչ վաղ անցյալում բոլորին հայտնի էր իր աուդիո ձայներիզներով: Ահա դա՝ էլեկտրականություն, իրականում ստեղծված կենդանի մանրէների կողմից: Լաբորատոր նախատիպում նրանից մեկ LED լուսավորվում է իմպուլսային փոխարկիչի միջոցով, քանի որ LED-ը բռնկման համար պահանջում է 2-3 վոլտ՝ ավելի քիչ, քան տալիս է MFC-ն: Թեև փոշոտ և վայրի միջանցքներով խորը նկուղում Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի մանրէաբանական կենսատեխնոլոգիայի լաբորատորիա հասնելու համար բավական երկար ժամանակ է պահանջվում, այն ամենևին էլ նախասկավառակ խորհրդային գիտական ​​սարքավորումների համար նախատեսված անոթ չէ, ինչպես դա տեղի է ունենում ճնշող մեծամասնության դեպքում։ այսօր ռուսական գիտության, բայց լավ հագեցված է ժամանակակից ներմուծվող սարքավորումներով։

Ինչպես ցանկացած վառելիքի կամ գալվանական բջիջ, MFC-ն արտադրում է փոքր լարում՝ մոտ մեկ վոլտ: Ընթացիկը ուղղակիորեն կախված է իր չափսերից՝ որքան մեծ է, այնքան բարձր: Հետևաբար, արդյունաբերական մասշտաբով ենթադրվում է, որ բավականին մեծ չափերի կայանքները միացված են մարտկոցների շարքով:

Ըստ Շեստակովի, այս ոլորտում զարգացումները սկսվել են մոտ կես դար առաջ.

«Մանրէաբանական գեներատորները» սկսեցին լրջորեն ուսումնասիրվել ՆԱՍԱ-ում վաթսունական թվականներին, ոչ այնքան որպես էներգիա արտադրելու տեխնոլոգիա, այլ որպես տիեզերանավի սահմանափակ տարածության մեջ թափոնների վերամշակման արդյունավետ սկզբունք (նույնիսկ այն ժամանակ, որքան հնարավոր է, նրանք փորձեցին տիեզերքը պաշտպանել բեկորներից՝ անամոթաբար շարունակելով աղտոտել Երկիրը...։) Բայց տեխնոլոգիան ծնվեց և դրանից հետո, փաստորեն, երկար տարիներ այն կոմայի մեջ էր, իրականում քչերին էր դա անհրաժեշտ։ Այնուամենայնիվ, 4-5 տարի առաջ այն երկրորդ քամին ստացավ, քանի որ դրա զգալի կարիքը կար մեր մոլորակը լցված միլիոնավոր տոննա աղբի լույսի ներքո, ինչպես նաև տարբեր հարակից ոլորտների զարգացման լույսի ներքո: տեխնոլոգիաներ, որոնք, ենթադրաբար, հնարավոր են դարձնում մանրէաբանական վառելիքի բջիջները ոչ թե լաբորատոր էկզոտիկ «սեղանային ձևաչափով», այլ իրական արդյունաբերական համակարգեր, որոնք թույլ են տալիս վերամշակել զգալի քանակությամբ օրգանական թափոններ։

Այսօր MFC-ի ոլորտում ռուսական զարգացումները Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի կենսաբանության ֆակուլտետի և Skolkovo ռեզիդենտ ընկերության M-Power World-ի համատեղ ջանքերի արդյունք են, որոնք ստացել են դրամաշնորհ նման հետազոտությունների համար և մանրէաբանական մշակումները փոխանցել մասնագիտացված մասնագետներին: այսինքն՝ մեզ։ Մեր համակարգն արդեն գործում է և արտադրում է իրական հոսանք. ընթացիկ հետազոտության խնդիրն է ընտրել բակտերիաների և պայմանների ամենաարդյունավետ համակցությունը, որի դեպքում MTC-ն հաջողությամբ կընդլայնվի արդյունաբերական պայմաններում և սկսի կիրառվել թափոնների վերամշակման և վերամշակման արդյունաբերության մեջ: »

Առայժմ ոչ մի խոսք չկա այն մասին, որ MFC կայանները հավասար են արդեն իսկ ապացուցված ավանդական էներգիայի աղբյուրներին: Այժմ գիտնականներին առաջին հերթին խնդիրն է արդյունավետորեն մշակել կենսաթափոնները, այլ ոչ թե էներգիա ստանալ: Պարզապես «հենց այնպես պատահեց», որ հենց էլեկտրաձևավորող բակտերիաներն են առավել «շատակեր» և, հետևաբար, արդյունավետ: Իսկ այն էլեկտրաէներգիան, որը նրանք արտադրում են աշխատանքի ընթացքում, իրականում կողմնակի արտադրանք է: Այն պետք է հեռացնել բակտերիայից և «այրել»՝ կատարելով որոշակի օգտակար աշխատանք, որպեսզի կենսագործընթացը հնարավորինս ինտենսիվ ընթանա։ Ըստ հաշվարկների՝ պարզվում է, որ մանրէային վառելիքի բջիջների վրա հիմնված թափոնների վերամշակման գործարաններին բավական կլինի անել առանց արտաքին էներգիայի աղբյուրների։

Սակայն Շեստակովի լաբորատորիայում ոչ միայն «աղբի» ուղղություն է հետապնդվում, այլեւ մեկ այլ՝ զուտ էներգետիկ։ Մի փոքր այլ տեսակի կենսագեներատորը կոչվում է «բիոռեակտորային վառելիքի բջիջ», այն կառուցված է այլ սկզբունքներով, քան MFC-ն, բայց կենդանի օրգանիզմներից հոսանք ստանալու ընդհանուր գաղափարախոսությունը, իհարկե, մնում է: Իսկ այժմ այն ​​արդեն ուղղված է առաջին հերթին էներգիայի արտադրությանը՝ որպես այդպիսին։

Հետաքրքիր է, որ եթե աշխարհի շատ գիտնականներ այժմ աշխատում են միկրոբային վառելիքի բջիջների վրա՝ որպես աղբը ոչնչացնելու միջոց, ապա վառելիքի բջիջները միայն Ռուսաստանում են: Այնպես որ, մի զարմացեք, եթե մի օր ձեր տան վարդակից լարերը տանեն ոչ թե սովորական հիդրոէլեկտրական տուրբինների, այլ աղբի բիոռեակտորին:

Աղբի խնդիրը մեծ քաղաքի ցանկացած բնակչի անմիջականորեն ծանոթ է. Քաղաքը փորձում է ազատվել ավելորդ աղբից՝ դրանք հատուկ տարածքներ թափելով։ Աղբավայրերը մեծանում են չափերով և արդեն զարգանում են առանձին միկրոշրջաններում: Ռուսաստանում տարեկան կուտակվում է առնվազն 40 միլիոն տոննա քաղաքային պինդ թափոններ (ԿԿԹ): Միաժամանակ, թափոնների այրման կայանները կարող են օգտագործվել որպես էլեկտրաէներգիայի լրացուցիչ աղբյուր։

Առաջին սերնդի MSZ

Բրիտանիան 19-րդ դարի վերջին. Կառուցվել է թափոնների այրման առաջին գործարանը (MSZ): Սկզբում այրիչները օգտագործվում էին աղբավայրերում պահվող թափոնների մնացորդների ծավալը նվազեցնելու և դրանք աղտոտելու համար: Հետագայում պարզվել է, որ MSZ-ի կողմից առաջացած ջերմությունը կարելի է համեմատել բարձր մոխրի շագանակագույն ածխի ջերմային արժեքի հետ, իսկ MSW-ն կարող է օգտագործվել որպես ջերմային էլեկտրակայանների (ՋԷԿ) վառելիք։

Թափոնների այրման առաջին ստորաբաժանումները հիմնականում կրկնում էին ՋԷԿ-երի կաթսայատան ագրեգատները. MSW-ն այրվում էր էլեկտրաէներգիայի կաթսաների վանդակաճաղերի վրա, իսկ թափոնների այրումից ստացված ջերմությունն օգտագործվում էր գոլորշի արտադրելու և այնուհետև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Հարկ է նշել, որ այրման կայանների շինարարության բումն ընկել է 1970-ականների էներգետիկ ճգնաժամի ժամանակաշրջանում։ Զարգացած երկրներում կառուցվել են հարյուրավոր այրիչներ։ Թվում էր, թե ԿԿԹ-ի հեռացման խնդիրը լուծված էր։ Բայց այն ժամանակվա այրիչները չունեին մթնոլորտ արտանետվող արտանետվող գազերը մաքրելու հուսալի միջոցներ։

Շատ փորձագետներ սկսեցին նշել, որ այս տեխնոլոգիան մեծ թերություններ ունի։ Դիօքսինները գոյանում են այրման ժամանակ, թափոնների այրման օբյեկտները նույնպես սնդիկի և ծանր մետաղների արտանետումների հիմնական աղբյուրներից են։

Հետևաբար, դիզայնով բավականին պարզ և համեմատաբար էժան առաջին սերնդի այրիչները պետք է փակվեին կամ վերակառուցվեին` բարելավելով և, համապատասխանաբար, բարձրացնելով մթնոլորտ արտանետվող գազերի մաքրման համակարգի արժեքը:

Երկրորդ սերնդի MSZ

1990-ականների երկրորդ կեսից. Եվրոպայում սկսվեց երկրորդ սերնդի այրման գործարանի կառուցումը։ Այս ձեռնարկությունների արժեքը կազմում է ժամանակակից արդյունավետ գազի մաքրման կայանքների արժեքի մոտ 40%-ը։ Սակայն ԿԿԹ-ի այրման գործընթացների էությունը դեռևս չի փոխվել:

Ավանդական այրիչներն այրում են չչորացված թափոնները: ԿԿԹ-ի բնական խոնավությունը սովորաբար տատանվում է 30-40%-ի սահմաններում: Հետևաբար, թափոնների այրման ժամանակ արձակված ջերմության զգալի քանակությունը ծախսվում է խոնավության գոլորշիացման վրա, և այրման գոտում ջերմաստիճանը սովորաբար չի կարող բարձրանալ 1000 ° C-ից:

Նման ջերմաստիճաններում MSW-ի հանքային բաղադրիչից գոյացած խարամները ստացվում են պինդ վիճակում՝ զարգացած մակերեսով ծակոտկեն, փխրուն զանգվածի տեսքով, որն ունակ է կլանել մեծ քանակությամբ վնասակար կեղտերը թափոնների այրման ժամանակ և համեմատաբար հեշտ է ազատել վնասակար տարրերը։ երբ պահվում են աղբավայրերում և աղբավայրերում: Ձևավորված խարամների բաղադրության և հատկությունների շտկումն անհնար է։

Մոսկվան նախատեսում է տեղադրել երկրորդ սերնդի այրիչներ

Մոսկվայի բոլոր շրջաններում, բացառությամբ Կենտրոնական շրջանի, առաջիկա տարիներին կկառուցվեն և կվերակառուցվեն աղբի վերամշակման և այրման գործարաններ։ Ակնկալվում է, որ կկառուցվեն երկրորդ սերնդի այրիչներ։

Այս մասին ասվում է քաղաքային կառավարության 2008 թվականի մարտի 11-ին հաստատված որոշման նախագծում: Մինչև 2012 թվականը 80 միլիարդ ռուբլու դիմաց կկառուցվեն աղբի այրման վեց նոր կայաններ (MSZ), կվերակառուցվեն թափոնների վերամշակման յոթ համալիրներ և ջերմային կայան: կսկսվի վտանգավոր բժշկական թափոնների հեռացումը. Արդեն որոշված ​​են բույսերի համար նախատեսված հողատարածքները։

Այժմ մարզային աղբավայրերի ռեսուրսները գործնականում սպառված են։ «Հինգ տարի հետո, եթե մենք չկառուցենք մեր սեփական վերամշակման օբյեկտները, Մոսկվան կխեղդվի աղբի մեջ», - ասում է Պետդումայի բարձրագույն բնապահպանական խորհրդի անդամ Ադամ Գոնոպոլսկին: Այն պայմաններում, երբ աղբավայրերը փակ են, իսկ աղբը վերամշակող ձեռնարկություններ չեն կարող կառուցվել բնապահպանական նկատառումներով, միակ ելքը, նրա կարծիքով, այրիչներն են։

Մինչ մոսկվացիները գործադուլ են անում աղբի այրման նոր գործարանների կառուցման դեմ, քաղաքային իշխանությունները դիտարկում են ոչ միայն Մոսկվայում, այլև Մոսկվայի մարզում աղբի այրման գործարաններ կառուցելու տարբերակը։ Յուրի Լուժկովն այս մասին խոսել է 2009 թվականի հունիսին Մոսկվայի քաղաքային դումայի պատգամավորների հետ հանդիպմանը։

«Ինչո՞ւ մենք չենք կարող համաձայնության գալ Մոսկվայի մարզի հետ նման կայանների տեղադրման և աղբավայրերի քանակի ավելացման շուրջ», - հարցրեց Յուրի Լուժկովը: Նա նաև ասաց, որ նպատակահարմար է գտնում մշակել քաղաքային օրինագիծ, ըստ որի ամբողջ աղբը պետք է տեսակավորվի մինչև հեռացումը։ «Նման օրենքը կնվազեցնի այրման և աղբավայրեր ուղարկվող թափոնների ծավալը տարեկան 5 միլիոն տոննայից մինչև 1,5-2 միլիոն տոննա»,- ասաց քաղաքապետը։

Թափոնների տեսակավորումը կարող է օգտակար լինել նաև թափոնների վերամշակման այլ այլընտրանքային տեխնոլոգիաների համար: Բայց այս հարցը նույնպես պետք է օրենքով լուծվի։

Նոր էներգետիկ հնարավորություններ MSZ-ի համար. Եվրոպական փորձ

Եվրոպայում դա արդեն լուծված է։ Տեսակավորված թափոնները բնակչությանը էլեկտրաէներգիայի և ջերմության մատակարարման անբաժանելի մասն են կազմում։ Մասնավորապես, Դանիայում այրման կայանները ինտեգրվել են 1990-ականների սկզբից: Էլեկտրաէներգիայի 3%-ը և ջերմության 18%-ը տրամադրվում է քաղաքների էլեկտրաէներգիայի և ջերմամատակարարման համակարգին։

Նիդեռլանդներում թափոնների միայն մոտ 3%-ն է տեղափոխվում աղբավայրեր, քանի որ 1995 թվականից երկրում գործում է թափոնների համար հատուկ հարկ, որը տեղափոխվում է հատուկ աղբավայրեր: Այն 85 եվրո է 1 տոննա թափոնների համար և աղբավայրերը տնտեսապես անարդյունավետ է դարձնում։ Հետևաբար, թափոնների հիմնական մասը վերամշակվում է, իսկ մի մասը վերածվում է էլեկտրաէներգիայի և ջերմության:

Գերմանիայի համար այն համարվում է արդյունաբերական ձեռնարկությունների կողմից սեփական ջերմաէլեկտրակայանների ամենաարդյունավետ շինարարությունը՝ օգտագործելով սեփական արտադրության թափոնները: Այս մոտեցումը առավել բնորոշ է քիմիական, թղթի և սննդի արդյունաբերությանը։

Եվրոպացիները վաղուց հավատարիմ են մնացել թափոնների նախնական տարանջատմանը: Յուրաքանչյուր բակ ունի առանձին տարաներ տարբեր տեսակի թափոնների համար: Այս գործընթացը օրենսդրվել է դեռ 2005թ.

Գերմանիայում տարեկան առաջանում է մինչև 8 մլն տոննա թափոն, որը կարող է օգտագործվել էլեկտրաէներգիա և ջերմություն արտադրելու համար։ Սակայն այս քանակից միայն 3 մլն տոննան է օգտագործում, սակայն մինչև 2010 թվականը թափոնների վրա աշխատող էլեկտրակայանների մուտքային հզորությունների ավելացումը պետք է փոխի այս իրավիճակը։

Արտանետումների առևտուրը եվրոպացիներին ստիպում է բոլորովին այլ դիրքերից մոտենալ թափոնների հեռացմանը, հատկապես այրման միջոցով: Մենք արդեն խոսում ենք ածխածնի արտանետումների կրճատման ծախսերի մասին։

Գերմանիայում վառարանների համար գործում են հետևյալ ստանդարտները՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար քաղաքային թափոններ օգտագործելիս 1 մգ ածխաթթու գազի արտանետումից խուսափելու արժեքը կազմում է 40-45 եվրո, իսկ ջերմության արտադրության համար՝ 20-30 եվրո։ Մինչդեռ արեւային մարտկոցներով էլեկտրաէներգիայի արտադրության նույն ծախսերը կազմում են 1 հազար եվրո։ Այրիչների արդյունավետությունը, որոնք կարող են արտադրել էլեկտրաէներգիա և ջերմություն, էներգիայի որոշ այլ այլընտրանքային աղբյուրների համեմատ շոշափելի է։

Գերմանական E.ON էներգետիկ կոնցեռնը ծրագրում է դառնալ թափոնների էներգիայի մատակարարման եվրոպական առաջատար ընկերությունը։ Ընկերության նպատակն է 15-25% բաժնեմաս վերցնել Հոլանդիայի, Լյուքսեմբուրգի, Լեհաստանի, Թուրքիայի և Մեծ Բրիտանիայի համապատասխան շուկաներում։ Ավելին, E.ON-ը գլխավոր ուղղությունը համարում է Լեհաստանը, քանի որ այս երկրում (ինչպես Ռուսաստանում) աղբը հիմնականում թափվում է աղբավայրերում։ Իսկ ԵՄ կանոնակարգերը նախատեսում են համայնքի երկրներում նման աղբավայրերի միջնաժամկետ արգելք:

Մինչեւ 2015 թվականը գերմանական էներգետիկ կոնցեռնի շրջանառությունը թափոնների էներգիայի վերամշակման ոլորտում պետք է գերազանցի 1 միլիարդ եվրոն։ Այսօր գերմանական առաջատար էներգետիկ կոնցեռններից մեկի աշխատանքը շատ ավելի համեստ է և կազմում է 260 միլիոն եվրո։ Բայց նույնիսկ այս մասշտաբով E.ON-ն արդեն համարվում է Գերմանիայի առաջատար աղբահանողը՝ առաջ անցնելով այնպիսի ընկերություններից, ինչպիսիք են Remondis-ը և MVV Energie-ն: Նրա մասնաբաժինը մինչ այժմ կազմում է 20%, և այն շահագործում է ինը աղբի այրիչ, որոնք արտադրում են 840 ԳՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա և 660 ԳՎտժ ջերմություն։ Եվրոպայում նույնիսկ ավելի մեծ մրցակիցները գտնվում են Ֆրանսիայում:

Նշենք, որ Գերմանիայում թափոնների հեռացման հետ կապված իրավիճակն արմատապես փոխվեց միայն 2005 թվականին, երբ ընդունվեցին օրենքներ, որոնք արգելում էին թափոնների անվերահսկելի թափումը։ Դրանից հետո միայն աղբի բիզնեսը դարձավ եկամտաբեր։ Ներկայում Գերմանիան տարեկան պետք է վերամշակի մոտավորապես 25 մլն տոննա թափոն, և առկա է ընդամենը 70 գործարան՝ 18,5 մլն տոննա հզորությամբ։

Ռուսական լուծումներ

Ռուսաստանը նույնպես հետաքրքիր լուծումներ է ներկայացնում թափոններից լրացուցիչ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ «Մետաղների տեխնոլոգիա» արդյունաբերական ընկերությունը (Չելյաբինսկ) ՓԲԸ NPO Gidropress (Պոդոլսկ) և NP CJSC AKONT (Չելյաբինսկ) հետ միասին մշակել է տնտեսական, բազմաֆունկցիոնալ շարունակական հալման միավորի «MAGMA» (APM «MAGMA») նախագիծ: . Այս տեխնոլոգիան արդեն փորձարկվել է փորձնական արդյունաբերական պայմաններում, դրա կիրառման տեխնոլոգիական սխեմաներում։

Ավանդաբար օգտագործվող MSW այրիչների համեմատ՝ MAGMA միավորը և բարձր ջերմաստիճանի և թափոններից զերծ թափոնների հեռացման տեխնոլոգիան ունեն մի շարք առավելություններ, որոնք հնարավորություն են տալիս նվազեցնել չտեսակավորված թափոնների հեռացման համար MLT-ի կառուցման կապիտալ ծախսերը: Դրանք ներառում են.

Քաղաքային թափոնները բնական խոնավությամբ վերամշակելու, բեռնումից առաջ դրանք նախապես չորացնելու հնարավորությունը, այդպիսով բարձրացնելով այրվող քաղաքային թափոնների ջերմաստիճանը և բարձրացնելով արտադրվող էլեկտրաէներգիայի քանակը այրված թափոնների մեկ տոննայի համար համաշխարհային չափանիշներին համապատասխան.

Քաղաքային թափոնների այրման հնարավորությունը թթվածնային մթնոլորտում քաղաքային թափոնների հանքային բաղադրիչից առաջացած գերտաքացած խարամի հալոցքի մակերեսին, որը այրման այրման մեջ գազաֆազային ջերմաստիճանի հասնում է 1800-1900°C, իսկ հալած խարամի ջերմաստիճանը՝ 1500-ի: 1650°C և նվազեցնելով դրանցում արտանետվող գազերի և օքսիդների ազոտի ընդհանուր քանակը.

Քաղաքային թափոնների հանքային բաղադրիչից հեղուկ թթվային խարամ ստանալու հնարավորությունը, այն պարբերաբար արտահոսելով վառարանից: Այս խարամն ամուր է և խիտ, պահեստավորման ընթացքում չի արտանետում վնասակար նյութեր և կարող է օգտագործվել մանրացված քարի, խարամի ձուլման և այլ շինանյութերի արտադրության համար։

Միավորի գազի մաքրման ժամանակ կուտակված փոշին հետ է փչում հալման խցիկ, հատուկ ներարկիչներով խարամի հալոցքի մեջ և ամբողջությամբ յուրացվում է խարամով:

Ըստ այլ ցուցանիշների, MAGMA միավորով հագեցած WIP-ը չի զիջում առկա WIP-ին, մինչդեռ գազերից արտանետվող վնասակար նյութերի քանակը համապատասխանում է ԵՄ չափանիշներին և ավելի ցածր է, քան ավանդական օգտագործվող ստորաբաժանումներում քաղաքային թափոնները այրելիս: Այսպիսով, APM «MAGMA»-ի օգտագործումը թույլ է տալիս չտեսակավորված քաղաքային թափոնների անթափոն հեռացման տեխնոլոգիան՝ առանց շրջակա միջավայրի վրա բացասաբար ազդելու: Միավորը կարող է հաջողությամբ օգտագործվել նաև առկա աղբավայրերի վերականգնման, բժշկական թափոնների արդյունավետ և անվտանգ հեռացման և օգտագործված մեքենաների անվադողերի հեռացման համար:

Մինչև 40% բնական խոնավության պարունակությամբ 1 տոննա քաղաքային թափոնների ջերմային մշակման ընթացքում կստացվի հետևյալ քանակի շուկայական արտադրանք՝ էլեկտրաէներգիա՝ 0,45-0,55 ՄՎտ/ժ; չուգուն - 7-30 կգ; շինանյութեր կամ ապրանքներ՝ 250-270 կգ։ Չելյաբինսկ քաղաքի պայմաններում տարեկան մինչև 600 հազար տոննա չտեսակավորված թափոնների հզորությամբ այրման կայանի կառուցման կապիտալ ծախսերը կկազմեն մոտ 120 միլիոն եվրո: Ներդրումների վերադարձման ժամկետը 6-ից 7,5 տարի է։

Կոշտ արդյունաբերական թափոնների վերամշակման MAGMA նախագիծը 2007 թվականին աջակցվել է Ռուսաստանի Դաշնության Պետական ​​դումայի էկոլոգիայի հանձնաժողովի որոշմամբ:

Հրապարակումներ

Ինչպիսին կլինի մեր երկիրը, քաղաքը, մոլորակը մի քանի տասնամյակ հետո. Արդյո՞ք այդ ամենը կդառնա մշակովի հողակտոր, թե՞ անընդհատ աճող աղբավայրը կհասնի մեր տներն ու շքամուտքերը: Զարգացած երկրներում կենցաղային աղբի վերամշակումը կիրառվում է ավելի քան 40 տարի, սակայն Ռուսաստանի համար դա դեռ նորություն է։

Մենք գործնականում ոչինչ չգիտենք թափոնների վերամշակման ամենաժամանակակից տեխնոլոգիաների մասին: Հարցերին պատասխանում է ALECON-ի խորհրդատու Լոպատուխին Անդրեյը, որը զբաղվում է ԱՊՀ-ում կոշտ կենցաղային թափոնների (MSW) հիդրոանջատման համակարգերի ներդրմամբ:

Ի՞նչ է MSW հիդրոանջատման տեխնոլոգիան:

Հիդրոբաժանման գործընթացն իրականացվում է հետևյալ կերպ. չտեսակավորված աղբը սնվում է շարժվող փոխակրիչի վրա: Գոտին շարժվում է շատ ուժեղ մագնիսի տակ, որին կպչում են մետաղական թափոնները, որից հետո թափոնները հայտնվում են տարբեր տրամագծերի անցքերով թմբուկի մեջ, և թափոնները տեսակավորվում են ըստ չափերի։ Փոքր և մեծ ֆրակցիաները ուղարկվում են տարբեր գոտիների երկայնքով, որոնք իջեցվում են ջրով լցված տանկի մեջ: Այնուհետեւ մակերես են բարձրանում ավելի թեթեւ աղբը, եւ օդափոխիչի օգնությամբ տոպրակները դասավորում են մի տարայի մեջ, իսկ շշերը՝ մյուսի մեջ։ Այնուհետև աղբի այս հատվածը պատրաստվում է վերամշակման երկրորդային փուլին, իսկ ներքև ընկած աղբից՝ օրգանական մնացորդներից, բիոռեակտորում արտադրվում է կենսագազ։

Կենսագազի այրման արդյունքում ստացված էներգիան բավարարում է կայանի կարիքները, վաճառվում է էներգիայի 60-70%-ը։ Ամբողջ թափոնների 80-85%-ը վերամշակվում է։ Գործարանը մոդուլային դիզայն ունի օրական 300 տոննա աղբից, հնարավոր է արտադրողականությունը բարձրացնել օրական մինչև 2000 տոննա և ավելի։ Թափոններից՝ մենք եկամուտ ենք ստանում: Կենսագազը և կանաչ էլեկտրաէներգիան արտադրվում են օրգանական թափոններից:

Որքա՞ն է Ռուսաստանում MSW-ի տարեկան էներգետիկ ներուժը, որտեղ է այն կենտրոնացված: Կարո՞ղ է MSW-ի վերամշակումը լուծել էներգետիկ խնդիրները:

Հաշվի չառնելով բազմաթիվ ինքնաբուխ աղբավայրերը, միայն Կենտրոնական դաշնային շրջանում կուտակված MSW-ի ներուժը տարեկան հավասարվում է 250,000 տոննայի: Մեթանի արդյունահանման այսօրվա տեխնոլոգիական նախագծերի ամենամեծ աղբավայրերը առաջնահերթություն են: Դրանք կենտրոնացված են Կենտրոնական դաշնային շրջանում՝ 4 աղբավայր, Տուլայում՝ 1, Մոսկվայի մարզում՝ 3, Հարավային դաշնային շրջանում՝ 1, Հյուսիսարևմտյանում՝ 2, Ուրալի դաշնային շրջանում՝ 2, ք. Վոլգա՝ 6 աղբավայր, Հեռավոր Արևելքում՝ 1 և Սիբիրի դաշնային շրջանում՝ 3 աղբավայր։

Կարո՞ղ է MSW-ի վերամշակումը նպաստել էներգետիկ խնդիրների լուծմանը:

Անկասկած! Հաշվարկները ցույց են տվել, որ փողոցային աղբավայրերում տարեկան 858 մլն տոննա մեթան է արտադրվում, կենսագազը՝ 1715 մլն տոննա։

Ո՞րն է աղբի օրգանական մասի արժեքը: Ի՞նչ է պատահում առաջարկվող հիդրոսեպարատիվ տեխնոլոգիայի անօրգանական մասի հետ:

Թափոնները պարունակում են ինչպես անօրգանական, այնպես էլ օրգանական նյութեր, որոնք ունեն տարբեր աստիճանի քայքայման։ Թափոններում օրգանական նյութերի պարունակությունը կազմում է աղբի ընդհանուր քանակի 35-60%-ը։ Վերամշակման ընթացքում անօրգանական պաշարները ստանում են երկրորդ կյանք։ Օրինակ, գունավոր և գունավոր մետաղները հալեցնում են, ապակին օգտագործում են շինարարության մեջ, իսկ շատ օգտակար կենցաղային իրեր պատրաստվում են պլաստիկից։

Որո՞նք են MSW-ի հիդրոանջատման մեթոդի առավելությունները պլազմայի պիրոլիզի այլ մեթոդների նկատմամբ և MSW աղբավայրերի համընկնումը էներգիայի արտադրությամբ՝ հիմնված աղբավայրի գազի վրա: Ո՞րն է նրա շուկայական տեղը:

MSW hydroseparation տեխնոլոգիայի հիմնական առավելությունը պլազմայի պիրոլիզի այլ մեթոդների հետ համեմատած ձեռնարկության ավելի մեծ արդյունավետությունն ու արագ փոխհատուցումն է, փակ տեխնոլոգիական ցիկլը և շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը: Գործարանը վերազինելու համար անհրաժեշտ է 2 հա տարածք և համեմատաբար փոքր ներդրումներ, որոնք իրենց արդյունքը կտան հինգ տարի հետո։

Կենսագազից ստանալէլեկտրական էներգիա, որի մի մասը գնում է սեփական կարիքների համար, իսկ մի մասը՝ վաճառքի։ Օրգանական զանգվածը, որը վերածվում է կոմպոստի՝ բիոռեակտորում մշակելուց հետո, հիանալի էկոլոգիապես մաքուր պարարտանյութ է ջերմոցներում կանաչեղենի և բանջարեղենի աճեցման համար:

Քանի որ պլազմայի պիրոլիզի օգտագործումը պահանջում է մեծ էլեկտրաէներգիա, ծախսերի առումով այն հավասար է MSW-ի այրման մեթոդին: Պիրոլիզի տեխնոլոգիայով աշխատող բոլոր կայանները անհրաժեշտ լուծում չեն տալիս պինդ թափոնների խնդիրներին հետևյալ պատճառներով.

շրջակա միջավայրն աղտոտող երկրորդական թափոնների մեծ տոկոս;

Ցածր կատարողականություն. Ամբողջ աշխարհում կան շատ քիչ գործարաններ, որոնց հզորությունը գերազանցում է օրական 300 տոննա;

Թափոնների ցածր էներգիայի վերադարձ;

Գործարանների կառուցման բարձր արժեքը և վերամշակման գործառնական ծախսերը:

Տեխնոլոգիական ցիկլի էկոլոգիական մաքրությունն ապահովելու համար անհրաժեշտ է տեղադրել թանկարժեք գազի զտիչներ և ծխի թակարդներ։

Աղբավայրի գազի արտադրության տեխնոլոգիան կոշտ թափոնների աղբավայրերի համընկնմամբ բնութագրվում է շրջակա միջավայրի աղտոտման բազմաթիվ ցուցանիշներով: Թունավոր հեղուկ «ֆիլտրատը», կուտակվելով աղիներում, հայտնվում է ստորերկրյա ջրերում և ջրամբարներում՝ թունավորելով դրանք։ Բացի այդ, նման աղբավայրերում օդի բացակայության պատճառով թափոնների քայքայման գործընթացը դանդաղում է, և ոչ ոք չգիտի, թե դեռ քանի տասնամյակ կպահանջվի այս ամենի ամբողջական քայքայման համար։

Բացի այդ, այս տեխնոլոգիան պահանջում է զգալի հողատարածքներ և գործառնական ծախսեր:

Թափոնների հեռացման առաջարկների շուկայում SDW հիդրոտարանջատման տեխնոլոգիան արժանի տեղ է զբաղեցնում որպես տնտեսապես առավել առողջ և էկոլոգիապես մաքուր տեխնոլոգիա:

Ի՞նչ ապրանքներ են առաջարկում MSW վերամշակող ընկերությունները շուկային՝ ջերմություն, էլեկտրաէներգիա, գազ: Ո՞վ է այդ ռեսուրսների գնորդը:

Վերամշակված ապրանքների հետ մեկտեղ (ապակու, մետաղի, պլաստմասսա, ստվարաթուղթ և թուղթ), կոշտ թափոններ վերամշակող ձեռնարկությունները լիովին բավարարում են էլեկտրաէներգիայի իրենց սեփական կարիքները և իրենց արտադրանքը մատակարարում ջերմության, էլեկտրաէներգիայի և գազի շուկաներ: Գյուղատնտեսական կարիքների համար բարձրորակ կոմպոստ արտադրվում է կենսաթափոններից։

Հնարավոր է ջերմոցներում կանաչեղենի, բանջարեղենի կամ ծաղիկների մշակմամբ պինդ թափոնների վերամշակման ընդհանուր համալիրի տարբերակ։

Արդյո՞ք Ռուսաստանը փորձ ունի կոշտ թափոնների վերամշակման ձեռնարկություններ կազմակերպելու հարցում, որոնք ռեսուրսներ են ապահովում էներգիայի արտադրության համար։ Ի՞նչ խնդիրների են բախվել նրանք։

Ռուսաստանում կոշտ թափոնների ներուժը կազմում է տարեկան մոտ 60 մլն տոննա։ Միայն Մոսկվայի մարզում տարեկան մոտ 6 միլիոն տոննա ԿԿԹ թաղվում է աղբավայրերում: Թափոնների օրգանական մասի քայքայվելուց հետո աղբավայրերում կենսագազ է արտադրվում։ Կենսագազի հիմնական բաղադրիչներն են ջերմոցային գազերը՝ ածխաթթու գազ (30-45%) և մեթան (40-70%):

Մասնագետների կարծիքով, աղբավայրում, որի տարածքը կազմում է մոտ 12 հա, 2 մլն մ 3 ԿԿԹ թաղման ծավալով, հնարավոր է տարեկան ստանալ մոտավորապես 150-250 մլն մ 3 կենսագազ և ստանալ մոտավորապես. 150-300 հազար ՄՎտ էլեկտրաէներգիա։ Այս աղբավայրը կարող է օգտագործվել մի քանի տարի՝ առանց սարքավորումները փոխելու և առանց լրացուցիչ ֆինանսական միջոցների ներդրման։ Ցավոք, մենք տեղյակ չենք Ռուսաստանի Դաշնությունում այս տեխնոլոգիայի վերաբերյալ իրականացվող նախագծերի մասին։

Պատճառներից մեկը, թե ինչու Ռուսաստանում դեռևս չկան կոշտ թափոնների վերամշակման նորարարական տեխնոլոգիաներ, Կիոտոյի արձանագրության չկիրառումն է։ Իսրայելում, օրինակ, 2 մլն մ 3 ծավալով աղբավայրում ջերմոցային գազերի հավաքման համար Կիոտոյի մեխանիզմով հնարավոր է տարեկան ներգրավել 5-10 մլն եվրո։ Մենք գրեթե չենք օգտվում առկա աղբավայրերից ու աղբավայրերից, բայց աղբը հավաքելուց հետո տեսակավորում ենք։ Մենք վերամշակում ենք օրգանական թափոնները՝ աղբամաններից անմիջապես հետո կենսագազ և կոմպոստ ստանալու համար: Այսպես մենք կանխում ենք անհարկի թաղումը.

Էներգիայի սովորական աղբյուրների մեծ մասը չվերականգնվող է (նավթ, գազ): Գյուղատնտեսական թափոններից էներգիա ստանալը թույլ է տալիս լուծել միանգամից երկու խնդիր՝ ազատվել աղբի մի մասից և թեթեւացնել արդյունահանող արդյունաբերությունը։

Էներգիայի արտադրության համար թափոնները կարելի է բաժանել մի քանի տեսակների.

1. անասնաբուծական տնտեսություններից գոմաղբի և գոմաղբի արտահոսք, հավի գոմաղբ: Գոմաղբի էներգիայի ինտենսիվությունը տորֆի հետ նույն մակարդակի վրա է (21,0 ՄՋ/կգ) և զգալիորեն ավելի բարձր, քան գորշ ածխի և փայտի (համապատասխանաբար 14,7 և 18,7 ՄՋ/կգ):
2. Բուսաբուծության թափոններ.
   • դաշտային թափոններ՝ ծղոտ, հացահատիկային ապրանքներ, արևածաղկի և եգիպտացորենի ցողուններ, բանջարեղենի գագաթներ և այլն;
   • վերամշակման թափոններ՝ կեղև, կեղև և այլն։
3. Գյուղատնտեսական մթերքների արդյունաբերական վերամշակման ենթամթերք՝ շաքարի արդյունաբերությունում ստացված բագաս, ձեթի արտադրությունից թխվածք, սննդի արդյունաբերության թափոններ։

Հնարավորություն կա նման թափոնների ուղղակի այրման և դրանք վերամշակելու որպես պարարտանյութ կամ երկրորդական կարիքների համար ձեռնարկություններում (օրինակ՝ անասնաբուծության մեջ ծղոտե անկողին): Այնուամենայնիվ, դրանք օգտագործվում են նաև որպես հումք կենսավառելիքի ստեղծման համար, որոնք սովորաբար բաժանվում են երեք խմբի.

1. Հեղուկ՝ կենսադիզել (ճարպ պարունակող թափոններ օգտագործվում են արտադրության մեջ) և կենսաէթանոլ (կարելի է օգտագործել ցորենի և բրնձի ծղոտ, շաքարեղեգ բագաս):
2. Պինդ - կենսազանգված, վառելիքի գնդիկներ և բրիկետներ տարբեր տեսակի թափոններից (եգիպտացորենի հատիկներ, ծղոտ, թեփ, արևածաղկի սերմի կեղև, հնդկացորենի կեղև, հավի գոմաղբ, գոմաղբ):
3. գազային. Կենսագազը կարող է արտադրվել գոմաղբից, թռչնաղբից և այլ նմանատիպ գյուղատնտեսական թափոններից:

Թափոններից էներգիա ստանալը մեծապես կրճատվում է ջերմային էներգիայի առաջացման համար: Այն իր հերթին վերածվում է էներգիայի այլ տեսակների՝ մեխանիկական և էլեկտրական։

Այրվում են վառելիքի բրիկետները և այլ պինդ կենսազանգվածը, բրիկետների ջերմային արժեքը տատանվում է 19-ից մինչև 20,5 ՄՋ/կգ: Բիոդիզելը վառելիք է ներքին այրման շարժիչների համար, բիոէթանոլը շարժիչային վառելիք է, իսկ կենսագազը օգտագործվում է տարբեր նպատակներով՝ արտադրելով էլեկտրաէներգիա, ջերմություն, գոլորշու, ինչպես նաև որպես ավտոմեքենայի վառելիք:

Դանիայում 1970-ական թթ. տեղի ունեցավ նավթային ճգնաժամ, որից հետո առաջին անգամ ֆերմերները սկսեցին օգտագործել ծղոտը որպես վառելիք։ 1995 թվականից մինչև 200-400 կՎտ հզորությամբ ծղոտե կաթսաների սեփականատերերին պետությունը փոխհատուցում է սարքավորումների արժեքի 30%-ը, եթե դրանց արդյունավետությունը և վնասակար նյութերի արտանետման մակարդակը համապատասխանում են պահանջներին։ Ներկայումս Դանիայում ծղոտի վրա են աշխատում ավելի քան 55 կենտրոնական ջեռուցման կաթսաներ, ավելի քան 10000 ջերմային կաթսաներ, ինչպես նաև մի քանի CHP և էլեկտրակայաններ, որոնք օգտագործում են այլ տեսակի թափոններ, բացի ծղոտից:

Ի՞նչ է դա պահանջում

Անվադողերի կամ պլաստմասսաների վերամշակման արդյունաբերության մեջ ներգրավված շատ ձեռնարկատերեր հետաքրքրված են, թե արդյոք կենսագազը կարելի է ձեռք բերել գյուղատնտեսական թափոնները այրելով, սակայն վառելիքի այս տեսակը ստացվում է այլ տեխնոլոգիայի միջոցով: Այն արտադրվում է ջրածնի կամ մեթանի խմորման արդյունքում։ Հումքը մղվում կամ բեռնվում է ռեակտոր, որտեղ այն խառնվում է, իսկ ապարատի բակտերիաները մշակում են արտադրանքը և արտադրում վառելիք: Պատրաստի կենսագազը բարձրանում է գազաբալոն, այնուհետև այն մաքրվում և մատակարարվում է սպառողին։

Թափոններից բիոէթանոլը ստացվում է ծղոտի կամ ցելյուլոզ պարունակող այլ թափոնների խմորման միջոցով: Այս տեխնոլոգիան աշխարհում այնքան էլ տարածված չէ, սակայն ԽՍՀՄ-ում այն ​​բավականին զարգացած էր, Ռուսաստանում նույնպես կիրառվում է։ Սկզբից հումքը հիդրոլիզացվում է՝ ստանալով պենտոզների և հեքսոզների խառնուրդ, ապա այդ զանգվածը ենթարկվում է ալկոհոլային խմորման։

Ճարպեր պարունակող գյուղատնտեսական թափոններից կենսադիզելի արտադրության համար կպահանջվեն վերամշակող գործարան, պոմպեր, միացնող գծեր (գուլպաներ, խողովակներ) և օգտագործված վառելիքի տարաներ։ Բույսի բիոդիզելը մոնոհիդրիկ սպիրտների հետ հակազդեցությամբ տրիգլիցերիդներից ինտերիֆիկացվում է, այնուհետև այն ենթարկվում է տարբեր տեսակի մաքրման (մեթանոլից և սապոնացման արտադրանքներից) և ջրազրկման (ջուրը կարող է հանգեցնել ժանգի):

Ընտրովի զտիչներ կարելի է ձեռք բերել ավելի բարձր որակի արտադրանք կամ գեներատոր ստանալու համար, որը թույլ է տալիս համակարգին աշխատել արտադրված վառելիքի վրա: Փոքր վերամշակման արտադրամասը սարքավորելու համար անհրաժեշտ է առնվազն 15 քմ տարածք: Տեղադրումների գները կախված են արտադրողականությունից և հզորությունից՝ մի քանի տասնյակ հազար ռուբլուց մինչև մի քանի միլիոն:

Պինդ վառելիքը բրիկետներում կպահանջի տարբեր սարքավորումներ: Առաջին հերթին՝ մամլիչ, որը ձեւ կտա աղբի զանգվածին։ Կախված հումքի տեսակից, ձեզ կարող են անհրաժեշտ լինել նաև չորանոց, սրճաղաց և նյութեր, որոնք բարձրացնում են հումքի մածուցիկությունը, մի տեսակ սոսինձ:

Արտադրության մեծ ծավալների դեպքում իմաստ ունի տեղադրել ժապավենային փոխակրիչ (կոնվեյեր): Փոքր արտադրամասի սարքավորումների միջին գինը 1,5-2 միլիոն ռուբլի է, գումարած էներգիայի, անձնակազմի և տարածքների արժեքը: Եթե ​​հումքը գնի արտադրողին ձրի, կամ հավելյալ վճարեն դրա արտահանման համար, ապա մոտ վեց ամսից արտադրությունը կվերադարձնի։

Գնդիկների արտադրության համար գյուղատնտեսական թափոնները մանրացնում և սեղմում են հատիկավոր մամլիչում. հումքի մեջ պարունակվող լիգնինը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ դրանք սոսնձում է մանր հատիկների։

Կարևոր!Գյուղատնտեսության մեջ էներգատար օգտագործման ոլորտի զարգացումը պահանջում է բավականին մեծ պետական ​​ծախսեր և փոխհատուցումներ, գիտական ​​նախագծերի հովանավորություն, մի խոսքով, ֆինանսական աջակցություն։ Ուստի շատ պետություններ ծրագրեր են ստեղծում՝ աջակցելու և զարգացնելու այս ոլորտը։

ԵՄ երկրների «Հորիզոն 2020» ծրագիրը, օրինակ, հիմնված է մի շարք առաջնահերթությունների վրա, որոնցից մեկը՝ «Սոցիալական մարտահրավերները» (բյուջեն՝ 31,7 մլրդ եվրո), ներառում է աջակցություն գյուղատնտեսության ոլորտում և կենսատնտեսության ծրագրերին, հետևաբար. էներգիայի ինտենսիվ վերամշակում:

Կա՞ որեւէ օգուտ, Ռուսաստանի եւ այլ երկրների փորձը

Թափոններից էներգիա օգտագործելու օգուտների հարցը միանշանակ չէ։ Գյուղատնտեսական թափոնների շատ տեսակներ օգտագործվում են որպես ռեսուրսներ արդյունաբերության մեջ այլ խնդիրների լուծման համար (պարարտանյութեր, անկողնային պարագաներ և այլն), այլ կերպ ասած՝ հեռացման ժամանակ էներգիան կարող է չվճարել, օրինակ՝ բերքի կորուստները, սա պահանջում է գրագետ հաշվարկներ։ Բացի այդ, վերամշակման բնապահպանական նպատակահարմարության հարցը դեռ փակված չէ։

Այնուամենայնիվ, գյուղատնտեսական թափոններից էներգիա ստանալը կարող է բավականին խոստումնալից ուղղություն լինել։

Պինդ կենսավառելիքը մեծ պահանջարկ ունի. այնպիսի պետություններ, ինչպիսիք են Նիդեռլանդները, Մեծ Բրիտանիան, Բելգիան, Շվեդիան, Դանիան մշտապես ներառում են ֆինանսական աջակցության ծրագրեր գնդիկների սպառողների համար: Այս տեսակի արտադրանքի համար այլ երկրներից ներմուծվում են որակի նոր չափանիշներ, ինչը վկայում է ներմուծման ավելացման ծրագրերի մասին։

Այս երկրների համար մատակարար կարող է դառնալ նաև Ռուսաստանը, ի թիվս այլ պետությունների, վաճառքի ամենահարմար շուկան սկանդինավյան երկրներն են։ Բայց որպեսզի դա հնարավոր դառնա, պետք է փոխվի երկրի ներքին շուկան։ Տարեկան Ռուսաստանում արտադրվում է 440 մլն տոննա լիգնոցելյուլոզային կենսազանգվածի թափոն, ձեռնարկությունների զգալի մասը գյուղատնտեսական են։ Այս թափոնները սովորաբար չեն վերամշակվում:

Կենսագազի արտադրությունը համեմատաբար թանկ ձեռնարկություն է, մեկ միավորի նվազագույն գինը 800 հազար եվրո է, թեև վերջերս միտումներ են նկատվում արտադրության էժանացման ուղղությամբ։ Ժամանակակից Եվրոպայում նման կայանքների օգտագործման պետական ​​փոխհատուցումը հասնում է 90%-ի:

Այնուամենայնիվ, նման ծախսերը մեծապես հիմնավորված են ձեռնարկությունների էներգետիկ ինքնավարությամբ: Բացի այդ, մի ձեռնարկատեր, ով կենսագազ է օգտագործում Եվրոպայում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այն վաճառում է պրեմիում սակագնով, ինչը շատ շահավետ է: Սա նպաստում է կենսագազ օգտագործող ձեռնարկությունների թվի ավելացմանը։

Տնային կենսագազի կայանները հայտնի են բազմաթիվ եվրոպական երկրներում: Նման արտադրությունը կարող է շահավետ լինել գյուղացիական տնտեսությունների համար, որտեղ վերամշակման հումքը ձեռքի տակ է, և ինչ-որ տեղ գնելու կարիք չկա։

Մեր երկրում, որը բավականին ուշ է միացել էներգատար օգտագործման զարգացմանը, կենսագազի վառելիքը այնքան էլ տարածված չէ, այդ թվում՝ դաշնային պետական ​​աջակցության բացակայության պատճառով։ Այնուամենայնիվ, կան տարածաշրջանային նախաձեռնություններ, օրինակ, նախագիծ Բելգորոդի մարզում, և դրանք բերում են լավ արդյունքների։

Գյուղատնտեսության մեջ էներգատար վերամշակումն անհրաժեշտ է, այն կարող է օգնել լուծել աշխարհի խնդիրները՝ թե՛ տնտեսական, թե՛ բնապահպանական։ Սակայն այս ոլորտում դրական արդյունքների հասնելու համար ձեռնարկատերերն ու պետությունը պետք է ճիշտ հաշվարկեն ռիսկերը։