История мусора
Шрифт:
Установки для производства твердого топлива из вторсырья особенно распространены в Австрии, Германии, Финляндии, Италии, Нидерландах и Великобритании. Они питают топки коллективных обогревательных комплексов, теплоцентралей, электростанций, цементных заводов, фабрик по производству извести или бумаги. В США четверть мусоросжигателей потребляют «горючее из отбросов» в виде хлопьев. Проблемы коммерциализации этих горючих смесей и засорения окружающей среды в процессе их применения еще требуют своего успешного разрешения. Но в этой области «му-сороведения» последнее слово еще далеко не сказано!
Другой способ разнообразить потребление сырья для производства тепла от сжигания мусора — это его сохранение в воде. Около 1970 года было испытано несколько
ОБОГРЕВ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И ТОПЛИВО НА МЕТАНОВОЙ ОСНОВЕ
Органические составляющие отбросов, прежде всего пищевые и растительные остатки или бумага, подвержены биоразложению. Оно протекает анаэробно (вне контакта с кислородом), при этом выделяется биогаз, состоящий из метана и двуокиси углерода — двух газов, особо ответственных за усиление парникового эффекта и разогрева атмосферы нашей планеты. В биогазе содержится еще и сероводород, знакомый всем по запаху тухлых яиц. Ради безопасности и охраны окружающей среды всегда предусматривается оборудование для уловления из отвалов биогаза, его транспортировки и либо сжигания в факелах, либо — что теперь делается все чаще — преобразования в топливо.
Свалки очень долго переваривают органические вкрапления. Они начинают продуцировать биогаз через полгода-год после их консервации. Их производительность зависит от состава и скорости биоразложения компонентов, а также от насыщенности бактериями и соблюдения условий, благоприятствующих биосинтезу. Считается, что тонна отбросов дает от 120 до 240 кубометров биогаза, но требуется около двадцати лет, чтобы добыть три четверти его потенциального объема (в биореакторах — быстрее. См. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»). Производящие метан бактерии, ответственные за получение биогаза, довольно капризны: за два-три года они легко разлагают то, что без затруднений поддается ферментации, а затем годами переваривают прочие органические остатки. А кроме того, эти микроорганизмы не выносят присутствия кислорода, любят повышенную влажность и чувствительны к температурным колебаниям.
Существуют две системы добычи биогаза: одна для свалок, уже законсервированных, другая — для тех, чье заполнение еще не завершилось. В первом случае прибегают к системе шпуров, соединенных горизонтальными трубопроводами, а в свалках, еще эксплуатируемых, применяют систему дегазации, монтируемую по мере накопления отбросов: это система вертикально поставленных бетонных воздуховодов с перфорированными стенками, вверху соединенных в единую газопроводную магистраль.
После очистки метан имеет состав, близкий к природному газу. Сжигаемый с целью получения тепла в котлах, он пригоден для поддержания надлежащего температурного режима в жилищах, учреждениях и цехах, а также в парниках и на фермах для разведения водных животных и растений. Также он продается компаниям, производящим электроэнергию. Одна английская фирма, производящая топливные брикеты, уже с 1970 года использовала метан, производимый на свалке, заменив им каменный уголь. Сегодня и в Алабаме работает цех по производству брикетов, также использующий газ со свалки: он позволял сэкономить до 40% электроэнергии и обещал через десять лет полностью компенсировать все энергозатраты. Метан также добавляется там в газовые смеси для отопления жилых помещений и учреждений.
В 2006 году на 425 свалочных площадках США подобные установки позволяли снабжать электричеством 780 000 жилищ и отапливать 518 000. Перемещаемый по трубопроводам, метан впрыскивается в газовую смесь, питающую газовые плиты и т. п. устройства. Эти проекты осуществляются при поддержке и практическом содействии экологических организаций.
На
Использование получаемого газа приносит тем больше выгоды, чем больше свалка, где он добывается, поскольку это позволяет прибегать к эшелонированной экономии. Во Франции только несколько коммун (одна из них — Вер-ле-Гран в Эссоне) решились использовать биогаз как источник энергии. Долговременные перспективы здесь представляются весьма смутными с тех пор, как законы предписывают удаление органических включений из отходов, идущих в отвалы. Однако это могло бы способствовать развитию технологии биореакторов и увеличить объемы производимого биогаза (см. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»).
Метан извлекается из отбросов и фабричным способом. В герметичных биореакторах ферментируемые фракции (в беспримесном виде или в смеси с прочими органическими отходами) обогащаются метаном. В таких реакторах обрабатываются компоненты, уже прошедшие предварительный разбор, или фракции, прошедшие механическую сортировку. В былые времена такой производственный процесс применялся для дезинфекции, дезодорации и стабилизации жидких остатков очистных операций, теперь же к нему прибегают и при обработке твердых включений. Такие работы проводились с 1970-х годов в Помпано-Бич (во Флориде), а с 1988 года — в Амьене. Емкости для обработки отходов (так называемые «биодигесторы») устанавливаются во многих местах. В Германии или Дании, например, они давно обрабатывают смеси, включающие отходы животноводства, остатки пищевых продуктов и органические фракции бытовых отбросов.
В Кале тоже действует установка по переработке биологических компонентов отбросов и выработке электроэнергии из получаемого газа. Подобное же предприятие в 2007 году запущено в Лилле. Оно призвано ежегодно потреблять 100 000 тонн отбросов, прошедших двухэтапную сортировку (собираемых в отдельные емкости и затем разбираемых уже в специальных цехах). Эти объемы мусора включают в себя предварительно измельченные и компостированные пищевые отбросы индивидуальных домовладений и предприятий общественного питания, а также растительные остатки, которые поставляют 650 000 окрестных жителей. В автоклавах их доводят до температуры 57°C и выдерживают около двадцати дней — срок, за который в емкостях образуются почвенный субстрат и биогаз. Субстрат затем подвергается шестинедельному дозреванию, после чего идет на торги как удобрение. Биогаз же проходит предварительную очистку и подается в трубопроводную магистраль, обслуживающую около сотни городских автобусов. В конечном счете весь городской автобусный парк предполагается перевести на метановое топливо. Такой тип обработки отходов сулит много разнообразных преимуществ, но пока остается довольно дорогостоящим, не говоря о том, что и твердый субстрат в качестве удобрения с трудом находит потребителей.
Таким образом, биогаз из отбросов частично решает и проблему горючего. По сравнению с бензином он обладает целым букетом преимуществ: меньше дыма, выделяемого в атмосферу, отсутствие окислов серы и азота, а также менее шумно работающие двигатели. Лилль участвует в предварительных работах по обкатке этих технологий, запускаемых объединением «Биогазмакс», поставившим себе целью замену бензина и природного газа как горючего для двигателей муниципального автопарка на топливо, полученное из биогаза. Филиалы этой фирмы действуют в Стокгольме, Риме, Берне, Гарлеме и Гётеборге.