Новосибирские ученые предложили способ избавления от свалок

Ольга Голубкина, обычная жительница села Филипповское Владимирской области, в одночасье вынуждена была стать экологическим активистом и выйти на тропу войны с местными властями, добиваясь отмены строительства мусорного полигона на месте векового леса. Планируемая частная свалка на месте исторического соснового леса в Филипповском должна занять 1250 га – лишь немного не дотягивает до Василеостровского района Петербурга и в 20 раз превосходит закрытую по указанию Владимира Путина подмосковную свалку «Кучино». Это рекорд по площади из всех действующих и планирующихся свалок в России и Европе.

В случае строительства свалки опасные вещества, по утверждению гидрологов, через песчаный грунт просочатся в подземные воды и с ними уйдут далеко вокруг. В частности, свалка будет угрожать подземному «водохранилищу» – стратегическому запасу воды жителей Москвы, Владимирской и Московской областей.

Читайте также из рубрики Наука: Чем меньше, тем лучше: российские ученые разработали наноматериал будущего

Член инициативной группы из СП «Филипповское» Ольга Голубкина вместе с другими активистами подготовила и разместила в сети петицию по отмене решения об организации свалки. Жалобы на планируемый полигон улетели в Администрацию президента, Следственный комитет, Генпрокуратуру, ФСБ и Счетную палату. С 2017 года Ольга бьется за проведение референдума, который может решить проблему организации свалки. В январе 2018-го в Киржаче прошел митинг, на котором собралось полторы тысячи человек.

Однако власти Владимирской области активистов не слышат, и вместо того, чтобы организовать раздельный сбор мусора и его переработку, выбирают проторенный путь — открытие новых полигонов. Места под которые в стране уже не осталось. Только легальных полигонов в России сегодня больше 15 тыс. Самые крупные из них находятся в Пермском крае, в Московской, Челябинской, Томской, Свердловской и Волгоградской областях. Самая большая российская свалка – Игумновская в Нижегородской области. Слои бытовых отходов горят там более 20 лет, загрязняя атмосферу.

По данным Министерства природных ресурсов и экологии, большую часть парниковых выбросов, повреждающих озоновый слой Земли, можно проследить со свалок. Возле каждого города-«миллионника» ежегодно образуется в среднем 2 млн куб. метров твердых бытовых отходов. Каждые 15-20 лет – это свалка в 30-40 га. В переработку поступает лишь треть мусора.

Фото: pixabay.com

Два главных зла полигонов ТБО – фильтрат и свалочный газ. Первый составляют осадки, проходящие через толщу мусора и «обогащающиеся» ядовитыми веществами и тяжелыми металлами. Они проникают в почву и в подземные воды, разносящие вредные соединения на большие территории. Второй – это газ, образующийся в результате брожения отходов на полигоне. В составе свалочного газа – метан, диоксид углерода, токсичные органические соединения. Скопление свалочного газа опасно возгораниями. Полигоны, пропитанные фильтратом и свалочным газом, – благоприятная среда для развития бактерий туберкулеза, брюшного тифа, дизентерии. Переносчики инфекционных заболеваний – крысы и мухи – прекрасно живут в таких условиях.

Цивилизованные страны постепенно отказываются от строительства новых полигонов, рекультивируют старые, налаживают инфраструктуру раздельного сбора отходов и их последующей переработки, строят щадящие окружающую среду мусоросжигательные заводы. В России, вступившей в эпоху массового потребления позже многих европейских стран и США, подошли к решению проблемы утилизации мусора только сегодня.

Читайте также из рубрики Наука: Хьюстон, проблемы больше нет: российские ученые нашли способ переработать углекислый газ на МКС в воду

Институт теплофизики Сибирского отделения РАН занимается проблемой переработки мусора с прошлого века. В 80-х годах институт спроектировал и разработал комплексную районную тепловую станцию, которая сжигала бытовые отходы во вращающейся печи. Полученная в результате сжигания тепловая энергия шла на отопление. Если вы внимательно посмотрите квитанцию ЖКХ, то увидите там графу «подогрев воды». Это как раз и есть количество тепловой энергии, затраченной на обогрев холодной воды – той, которая бежит по батареям зимой и полотенцесушителям круглый год.

Внедрить разработанный Институтом теплофизики проект в каждый дом помешали политическая и социальная ситуация в стране. К наработкам вернулись, когда произошло существенное изменение государственной политики в сфере обращения с отходами. С 1 января 2015 года вступил в силу обновленный закон «Об отходах производства и потребления». В 2016-м Минпромторг России представил «Стратегию развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления» до 2030 года. В ноябре 2017-го Владимир Путин утвердил перечень поручений по законодательному регулированию сферы обращения с отходами.

В 2018 году Институт теплофизики создал проект завода по утилизации мусора, который не требует строительства полигонов. Проект предполагает полностью автоматическую сортировку мусора, его безотходную утилизацию, получение вторсырья и производство синтез-газа и электроэнергии.

Фото: pixabay.com

Помните мультфильм студии Pixar, главным героем которого является робот-уборщик по имени ВАЛЛ-И? ВАЛЛ-И неустанно разгребает мусор, оставшийся на Земле после того, как люди покинули планету. Выдумка аниматоров? На момент идеи мультфильма, появившейся в 1994 году, и даже его выхода в свет в 2008-м – да. Но только не сегодня. Институт теплофизики использует в своей системе дельта-роботов российского производства для сортировки мусора. Бумага – в одну сторону, пластик – в другую, металл – в третью, органические отходы – в четвертую – робот, расположенный над конвейером, распознает ТБО. Первые три вида – это вторсырье, которое может быть пущено во вторичную переработку. Рост выручки от продажи вторсырья позволит повысить рентабельность завода, что может снизить тариф на вывоз мусора для населения.

Органическая часть отходов перерабатывается в плазменном газификаторе. Установка работает при температуре 1300-1700 °С. Источником тепла, как ясно из названия, выступает плазма. Каким бы ни было исходное сырье, даже био- и опасные отходы, на выходе оно практически полностью преобразуется в синтетический газ – смесь оксида углерода и водорода, являющуюся ценным энергетическим сырьем. Синтетический газ используется в качестве топлива в энергетических котлах или газотурбинных установках и позволяет вырабатывать электрическую энергию и тепло. Производительность по загружаемому сырью – от десятков кг до нескольких тонн в час.

Те неорганические вещества, которые преобразовать в синтез-газ невозможно, выводятся у основания газификатора. Высокие температуры печи блокируют образование канцерогенных веществ в выведенном шлаке, поэтому на выходе мы получаем гранулы с инертными свойствами, то есть химически не активные. Полученный неопасный продукт можно использовать в качестве строительного материала или в качестве укрытия уже существующих полигонов для их рекультивации.

Читайте также из рубрики Наука: Российские ученые перенесут школьников в виртуальную реальность и отменят контурные карты

Плазменный газификатор разработан Институтом теплофизики Сибирского отделения РАН, а производиться оборудование будет на промышленных предприятиях Новосибирска. «Кроме того, что мы полностью используем отходы, и не нужен полигон, мы загружаем заводы производством нового оборудования, которое имеет экспортный потенциал», – отметила начальник отдела инновационной, прикладной и внешнеэкономической деятельности Института теплофизики СО РАН Людмила Перепечко.

Технология плазменной газификации сегодня успешно применяется по всему миру: в Японии, Индии, Англии, Китае, США. Применение технологии отвечает требованиям Киотского протокола – соглашения о сокращении выбросов парниковых газов в атмосферу для сдерживания климатических изменений. Оказываемое влияние на природу и человека при использовании технологии плазменной газификации ниже предельно допустимой концентрации вредных веществ в 10-15 раз. При условии повсеместного внедрения технологии строительство новых мусорных полигонов в России не потребуется – новый мусор не будет скапливаться, а старые полигоны со временем будут рекультивированы.

По соглашению с Минобрнауки РФ Институт теплофизики создал экспериментальную плазменную установку, получил восемь российских и один евразийский патент на технические решения. Стоимость реализации проекта институт оценивает в 1 млрд 520 млн рублей. Строительство подобных заводов возможно при совместном финансировании государством и частными инвесторами. Реальность финансовой схемы доказывают уже вложенные в проект средства: 60 млн рублей выделено в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки» Минобрнауки, еще 60 млн – средства ООО «Спецзавод «Квант».

«В настоящее время ведутся работы по созданию консорциума заинтересованных лиц, привлечены инвестиции для разработки автоматической сортировки твердых коммунальных отходов с помощью машинного зрения, выполняются исследования по определению энергетического потенциала ТКО конкретного района, где планируется возведением комплекса по безотходной переработке отходов», – сообщили в Институте теплофизики.

Первый завод по полной переработке твердых бытовых отходов на 50 тыс. тонн с использованием разработки института планируется построить в новосибирском Академгородке. При успешной реализации проекта и нужном финансировании подобный завод когда-то может появиться и во Владимирской области. Пока же Ольга Голубкина с инициативной группой смогла добиться отказа одного из двух инвесторов от строительства нового мусорного полигона. Однако у ушедшего из Лесного фонда участка в 1200 га есть и второй хозяин, который от планов по строительству свалки не отступает.