Переработка органических отходов – успехи Украины
Переработка органических отходов – актуальный вопрос для всех без исключения стран мира. Причина кроется в экономических и экологических факторах. Сегодня мы расскажем об успехах работы в данном направлении ученых из Украины.
Учитывая то, что углеводороды являются исчерпываемыми ресурсами, возникает необходимость поиска альтернативных (прежде всего возобновляемых) источников энергии. Исследованиями в этом направлении активно занимаются по всему миру. О альтернативных видах топлива, а также перспективных технологиях получения полезных веществ из отходов производств различных отраслей промышленности рассказали ученые из Института биоорганической химии и нефтехимии (ИБОНХ) НАН Украины в эфире программы “Сделано в Украине” телеканала UA | TV. Информирует пресс-служба НАН Украины.
Специалисты института подробно исследуют энергетический и ресурсный потенциал различных отходов, содержащих органические вещества. Таких отходов в Украине ежегодно накапливается десятки миллионов тонн. Однако чаще всего они используются нерационально. Это касается и осадков, которые образуются в результате очистки коммунальных стоков, и представляют большую проблему, поскольку имеющиеся методы их переработки достаточно стоимостные и, следовательно, нерентабельны, а их депонирование на больших площадях специальных осадочных площадок заболачивает местность, а также загрязняет почвы, водоемы и воздух. С целью комплексного решения этой проблемы ученые ИБОНХ НАН Украины предложили собственную технологию получения сухого вещества из коммунальных стоков. Для этого сточные массы, влажность которых составляет 99%, сначала обезвоживают при помощи соответствующих реагентов и специальной установки, а затем досушивают эти осадки, газифицируют их при высоких температурах (около 1200-1300º С), применяя быстрый пиролиз (т.е. термическое разложение органических соединений без доступа кислорода), и получают высокоэнергетический газ, который в дальнейшем можно сжигать для выработки электроэнергии.
Кроме газа, после термообработки, образуется и так называемый «пепел», из которого исследователи научились выделять чистые вещества вроде диоксида кремния – ценного сырья для таких отраслей, как электроника и солнечная энергетика. Ученые подчеркивают, что указанная технология переработки сточных масс чрезвычайно перспективна, ведь только из стоков Бортнической станции аэрации, которая обслуживает Киев, ежесуточно можно получать около 300 т сухого вещества. Кроме того, по их подсчетам, практическое внедрение разработки должно заинтересовать частных предпринимателей. Проект по получению чистого диоксина кремния требует 20 млн евро инвестиций и должен окупиться менее чем за год.
Ученые института также работают над технологиями получения полезных веществ из растительного сырья, для более эффективного использования которых следует предварительно их подготовить, расщепив структуру. Например, одним из распространенных методов подготовки древесины к дальнейшей переработке является так называемый взрывной автогидролиз: смесь измельченной биомассы с водой сначала нагревают под давлением, а потом резко это давление уменьшают, в результате чего происходит взрыв, который разрушает структуру древесины, раскладывая последнюю на целлюлозу, лигнин и гемицеллюлоза (смесь различных сложных растительных полисахаридов). Ученые отмечают, что взрывное автогидролиз является экологически безопасным методом, поскольку не требует применения химических веществ. Если в мире его используют преимущественно при переработке отходов деревообрабатывающей промышленности, то украинские исследователи приспособили этот метод и к переработке сельскохозяйственных отходов, ведь, по их мнению, для Украины это куда актуальнее.
В общем, как утверждают ученые ИБОНХ НАН Украины, сжигание остатков сельскохозяйственной продукции с целью получения тепловой энергии не является достаточно рациональным способом их использования, ведь по многим видам растительной биомассы можно получать полезные вещества. В частности, кукурузные вилки содержат фурфурол, который широко применяется в фармацевтической, химической и аграрной отраслях промышленности, а кора березы – бетулин, который является ценным материалом для фармацевтики и косметологии.
Еще одним важным направлением деятельности института является синтезирование биодизельного топлива (или биодизеля), применение которого позволит решить многочисленные экологические проблемы, а также внести весомый вклад в энергообеспечение страны. Компонентами биодизеля являются сложные эфиры жирных кислот, полученные из растительного сырья (любых природных масел, животных жиров), и низшие спирты (метанол или этанол). Сейчас это топливо изготавливают преимущественно на основе метанола, который имеет ряд недостатков, в частности является токсичным. К тому же, метанол получают из полезных ископаемых вроде природного газа, поэтому биодизель, изготовленный с его применением, не может считаться вполне возобновляемым ресурсом. Несмотря на это, как считают ученые, гораздо больше перспектив имеют разработки, которые позволят заменить метанол в составе биодизеля другим спиртом – прежде всего этанолом, получаемым из растительного сырья. Специалисты ИБОНХ НАН Украины создали опытное производство, на котором изготавливают экспериментальные партии биодизеля из этанола. Первые образцы уже были направлены на испытания в Институт проблем машиностроения НАН Украины (г. Харьков). Полученные результаты испытаний продемонстрировали высокую экологическую привлекательность: во время работы двигателей на таком биодизеле было зафиксировано значительное уменьшение выбросов СО и СО2, количества продуктов недожога и дымности выхлопных газов.
Таким образом, можно утверждать что переработка органических отходов в Украине находится на довольно высоком уровне с точки зрения научно-технического потенциала. Удастся или нет реализовать описанные наработки на практике, – покажет время.