Переработка мусора

Интересные новости. Переработка мусора

Благодаря бактерии Clostridium carboxidivorans обычный бытовой мусор в ближайшее время может заменить нам «черное золото»
Переработка мусораЦивилизация прочно сидит на нефтяной игле, и виной всему автомобили. Каждый день человечество проглатывает 3,5 млн баррелей нефти, из которых более 90% используется для производства жидкого топлива. И эти цифры неумолимо растут. Автомобилизация таких стран, как Китай и Индия, может удвоить мировую потребность в топливе. Что же делать? Где взять недостающие миллионы баррелей? У нефтедобывающих стран ответ простой – добывать еще больше. У тех, кто нефть покупает, иное мнение: делать более экономичные автомобили и ускоренными темпами развивать альтернативные топливные технологии.

Коренная перестройка автоиндустрии уже началась, но ее первые реальные плоды появятся только в начале следующего десятилетия: сразу несколько автогигантов намерены вывести на рынок массовые и недорогие модели электромобилей и сверхэкономичных гибридов. Это, несомненно, ослабит мертвую хватку дорогой нефти, но глобальный положительный эффект от появления машин без выхлопной трубы наступит еще не скоро. Что же мы будем заливать в топливные баки наших стальных или алюминиево-карбоновых коней с двигателями внутреннего сгорания в ближайшие пять–десять лет? Уилл Роу, президент американской технологической компании Coskata, утверждает, что это будет биоэтанол. Причем дешевый и качественный. Дешевый – потому что для его производства не нужны сахарный тростник, кукуруза или пшеница. А качественный – потому что бактерии не умеют работать спустя рукава!

Этанол вместо ботулизма

В 2006 году Тодд Киммель, руководитель венчурного фонда GreatPoint Ventures, по совету и при участии биохимика Аарона Мэнделла выкупил у Университета Оклахомы права на особый штамм бактерии Clostridium carboxidivorans – родственницы C. botulinum, печально известной человечеству как причина ботулизма. Но Киммель не собирался производить биологическое оружие. Его целью было создание технологии промышленного получения дешевого биотоплива из дармового сырья, лежащего буквально под ногами. Ученые из Оклахомы обнаружили у нового вида клостридии, найденного в 2005 году в придонном иле, замечательное свойство – она с аппетитом поглощает углекислый газ, водород и угарный газ, превращая их в этиловый спирт. Эти ингредиенты – не что иное, как синтез-газ, из которого давным-давно получают различные органические вещества. Газовая смесь образуется при нагреве до температуры более 800°С практически любой органики. Исходным сырьем могут быть сажа, древесные отходы, сухие отходы сельхозпроизводства, автомобильные покрышки, пластиковые пакеты и бутылки, бумага, ткани и т.д. Одним словом – мусор. 

Идею Киммеля и Мэнделла – товарный этанол из целлюлозы и бытовых органических отходов по цене, в 2–3 раза меньше нынешней, – мгновенно оценил легендарный венчурный инвестор Винод Хосла. Этот человек славится тем, что никогда не ставит на неудачников. Вскоре при участии трех венчурных фондов – Khosla Ventures, Advanced Technology Ventures и GreatPoint Ventures – была создана компания Coskata. Работа началась без проволочек. Доводка необходимых свойств штаммов бактерий и базовые принципы уникальной технологии разрабатывались в сотрудничестве с учеными из Аргоннской национальной лаборатории до 2007 года.

Деятельность Coskata была строго засекречена – слишком большие деньги стояли на кону. Только на Детройтском автосалоне в начале января 2008 года состоялась совместная пресс-конференция автогиганта General Motors и никому не известной на тот момент Coskata. То, что на ней прозвучало, стало мировой сенсацией. Стороны объявили о начале совместного проекта по строительству сначала пилотного, а затем и полномасштабного заводов по производству сверхдешевого этанола. Уилл Роу заявил, что цена литра этанола, произведенного по методу Coskata, составит менее четверти доллара. После этого выступления рыночная стоимость Coskata взлетела до полумиллиарда долларов. 

Ресторан для бактерий

Методика Coskata включает три этапа. Первый из них – термохимическая газификация: превращение исходного сырья в тот самый синтез-газ, который так любят бактерии из Оклахомы. Исходное сырье загружают в специальную печь и при ограниченном доступе кислорода нагревают плазменными горелками почти до 900°С. При этом органика превращается в синтгаз, а примеси и несгоревшие остатки удаляются. Во всем мире газификация происходит точно так же. Но следующие два этапа технологического процесса Coskata не имеют аналогов.

Традиционный способ получения жидкого моторного топлива из синтгаза был разработан еще в начале прошлого века немецкими учеными. Фундаментальные исследования этой проблемы были проведены Фридрихом Бергиусом, впоследствии получившим за это Нобелевскую премию по химии. Дальнейшее развитие его идеи получили в работах Франца Фишера и Ганса Тропша, создавших промышленную технологию синтеза бензина из угля (процесс Фишера–Тропша). Суть его заключается в каталитическом гидрировании оксида углерода с образованием смеси углеводородов при температуре около 200°С. Катализаторами обычно служат кобальт, железо и оксиды различных металлов. Энергоемкость этой стадии весьма высока и делает конечный продукт неконкурентоспособным. Кроме того, для получения 1 т синтетического бензина требуется 4 т угля, что экономически невыгодно.

Вместо этого вторым этапом методики Coskata является так называемая ферментация. А попросту говоря – откармливание бактерий охлажденным до 38°С синтез-газом. Это самая сложная с технической точки зрения стадия, поскольку эти микроорганизмы совершенно не переносят кислорода, а компоненты синтез-газа с трудом растворяются в воде.

Одноклеточный завод

Инженеры Coskata сумели блестяще решить проблему организации быстрого и сытного питания синтез-газом своих подопечных. Для этого был создан особый биореактор, состоящий из огромного количества полых пластиковых трубок диаметром в несколько десятков микрон, помещенных в водную среду. Внутрь трубок закачивается теплый синтез-газ, который через стенки-мембраны равномерно просачивается в окружающую воду. Внешняя поверхность трубок – своеобразный обеденный зал для бактерий. Чтобы они не теряли аппетита, в воду добавляют дополнительные питательные вещества – аминокислоты и витамины. Естественный продукт жизнедеятельности бактерий – этанол – вместе с потоком воды выносится из реактора.

Бактерии – идеальные природные микрореакторы, легко подстраивающиеся под изменяющиеся внешние условия. Вице-президент по научным исследованиям и разработкам Coskata Ричард Тоби утверждает, что даже если «кормить» колонию клостридий одним угарным газом, то конечным продуктом все равно будет этанол. Еще один значительный плюс метода ферментации Coskata – быстрота и высокая производительность.

Последний этап процесса – получение концентрированного этанола из водного раствора. Независимо от способа получения «браги» на ее перегонку даже самым экономичным способом уходит до 30% энергии, содержащейся в конечном продукте. Coskata практически не затрачивает энергии для выделения этанола из водного раствора: ее инженеры серьезно модифицировали известную технику диффузионного испарения через полупроницаемую мембрану, или перфузии, в которой используется разница удельной плотности воды и этанола, а также специальные гидрофильные мембраны, пропускающие воду, но задерживающие основной продукт. 

Эксперты говорят «да»

По заключению ученых, проводивших независимую экспертизу метода Coskata, новая гибридная технология, совмещающая термохимические и биологические процессы, обладает выдающимися показателями. Так, полученный этанол при сжигании способен выдать 7,7 джоулей на каждый джоуль затраченной на его производство энергии. При традиционной технологии выделения этанола путем дистилляции – всего 1,3. На каждый литр полученного этанола Coskata расходует 0,8 л воды, тогда как для производства такого же количества этанола с помощью любых других существующих технологий необходимо не менее 3 л воды. Немаловажно и то, что при производстве этанола по этой технологии в атмосферу выбрасывается на 84% меньше углекислого газа, чем при производстве равного количества бензина (от нефтяной скважины до бензоколонки).

По словам Джима Макмиллана из Национальной лаборатории по возобновляемым источникам энергии (NREL), получение топлива из крахмала и сахарозы не изменит ситуацию на топливном рынке, даже если и дальше наращивать площади посева и питательную ценность растений. «Настоящий прорыв возможен, только если научиться использовать миллиарды тонн твердых отходов», – говорит он. И похоже, Coskata подошла очень близко к решению проблемы. Сырья, которое можно превратить в топливо с минимальными затратами, хоть отбавляй. Накопленные за десятилетия эвересты бытового мусора могут стать соперниками нефтяных скважин.

Мобильные установки для синтеза этанола могут располагаться прямо на свалках, на территории крупных промышленных и сельскохозяйственных предприятий. По утверждению Веса Болсена, вице-президента компании по маркетингу, технология Coskata – это вовсе не завтрашний день. Уже сегодня она полностью готова к применению, в том числе и в виде крупномасштабных проектов. Первый из них, пилотный завод с годовым объемом производства 150 000 л этанола, будет построен уже в конце нынешнего года на территории комплекса Westinghouse Plasma Center близ Питтсбурга. Он будет снабжать биотопливом испытательный полигон корпорации General Motors Milford Proving Grounds. А к 2011 году компания намерена запустить полноценное предприятие по синтезу товарного этанола с годовым производством от 200 до 400 млн литров. Параллельно с этим разрабатываются компактные мобильные установки для небольших предприятий и муниципальных служб.

Генетическое программирование

Ключевой момент технологии Coskata – использование свойств бактерий. В настоящее время исследователи компании заняты глубоким изучением генома Clostridium carboxidivorans для определения направлений работы по его модификации. Эксперты считают, что генная инженерия значительно расширит потенциал метода – ведь бактерия еще практически не изучена.

Между тем генетики утверждают, что бактерии уже сегодня способны на многое. Современные компьютеризированные методики позволяют моделировать бактерии с заданными свойствами, а затем относительно быстро получать их штаммы. С помощью направленных мутаций можно вывести штаммы, обладающие фантастическими свойствами. Например, производить из того же крахмала и сахарозы не этанол, а бензин, дизель и даже ракетное топливо. Известная биохимическая компания LS9 из Сан-Франциско работает над созданием бактерий, способных делать это в промышленных масштабах. Компания заявляет, что построит первую биофабрику по производству дизтоплива производительностью от 200 до 400 млн литров в год уже в 2011 году.

Компания Amyris Biotechnologies ставит перед собой еще более масштабные задачи. По словам ее вице-президента Нила Реннингера, за последние несколько лет их специалисты смоделировали и вывели штаммы бактерий и дрожжевых грибков, способных синтезировать компоненты различных видов топлива. Недавно Amyris Biotechnologies подписала соглашение с одним из крупнейших бразильских производителей этанола, компанией Crystalsev, о постройке биофабрики по синтезу биодизеля из сахарного тростника мощностью 120 млн литров в год. «Мы будем делать из растительного сырья идеальное дизельное топливо без всяких промежуточных стадий, – заявляет Реннингер. – А еще через два-три года начнем синтезировать идеальный бензин и лучшее в мире ракетное топливо».

Всемирно известный генетик Крейг Вентер заявил недавно, что работает над выведением микроорганизмов, которые смогут синтезировать сырую бионефть из углекислого газа, содержащегося в земной атмосфере и во вредных выбросах крупных предприятий. Бактерии, которые будут делать эту работу, получат специальный ген-предохранитель с заданной программой самоуничтожения в случае их «побега» из биореактора. Полученная нефть будет перерабатываться на обычных нефтеперегонных заводах. Скептики и противники Вентера, которых у него немало, уже успели разгромить теоретические построения ученого. Однако Вентер славится тем, что умеет практически решать самые сложные задачи. Нам остается подождать не более года, чтобы узнать, насколько серьезны были его заявления: Вентер намерен уже к лету 2009 года создать пилотную биологическую «нефтяную скважину».
 

Жизнедеятельность человека сопряжена с образованием огромного количества разнообразных отходов. Развитие промышленности и улучшение общего уровня жизни во много раз увеличили потребление разнообразных ресурсов, вследствие чего и возникла проблема регулирования обращения с отходами. В настоящее время в Российской Федерации общая площадь земель, которые загрязнены отходами, составляет в общей сложности территорию семи ...

Глава Минприроды рассказал об опасных свалках, экологах-экстремистах и неточных прогнозах погоды. Минприроды задумало «зачистку» России. За одиннадцать лет, до 2025 года, предстоит убрать самые вредные и отвратительные свалки, которые копились еще с советского времени. Федеральная целевая программа (ФЦП) «Ликвидация накопленного экологического ущерба» - на низком старте. Министр природных ресурсов и экологии ...

Биоразлагаемый пластик  на основе растительного сырья впервые появился еще в 1970-80-е годы, но в силу высокой стоимости производства и низкого потребительского спроса широкого применения он тогда так и не получил. Сегодня же на фоне ухудшения экологической ситуации в мире, а также энерго- и трудозатратности процессов утилизации и переработки традиционных видов ...

Ежегодно люди выбрасывают на свалки тонны мусора. Так, только в России в год образуется 40 миллионов тонн бытовых отходов. А ведь мусор – хороший источник дохода. В развитых странах более половины отходов поступает во вторичную переработку. И, например, в Германии компании, перерабатывающие мусор, зарабатывают около 100 миллиардов евро в год. Надо ...

Екатеринбург весьма скоро может оказаться в чудной долине, которую будут окаймлять горы мусора. В этом мы убедились, поработав день в составе спецбригады по сбору городских отходов.  Уральская столица готовится встретить два крупных события — чемпионат мира по футболу в 2018 году и, возможно, международную выставку «ЭКСПО-2020». Как бы городские власти ни ...

Сегодня на территории России, по данным крупнейшего участника рынка твердых бытовых отходов (ТБО) — госкорпорации «Ростехнологии», скопилось свыше 31 млрд т неутилизированных отходов. Ежегодно их количество увеличивается на 60 млн т. Министерство природных ресурсов страны подсчитало, что на каждого жителя страны приходится по 400 кг отходов в год. А среднестатистическая ...

В конце XIX века в мире появились первые небоскребы и самолеты. Это стало возможным во многом благодаря применению новых материалов — высокопрочной стали и алюминия. Позже ученые и инженеры создали еще более легкие и прочные материалы — композиционные. Разработкой композиционных материалов в 70-е годы занимались инженеры-химики многих стран, в том числе ...

О  становлении  и развитии отходоперерабатывающей отрасли  П. И. Кузнецов, к. ф.-м. н, председатель Союза отходопереработчиков Краснодарского края   Без ответственной, системной, научно обоснованной, учитывающей международный опыт государственной политики в области управления отходами в частности и охраны окружающей природной среды в целом говорить о создании отходоперерабатывающей отрасли не приходится. В работах известных советских, российских ученых В. ...

Чтобы отрасль обращения с отходами производства и потребления развивалась, необходимы серьезные инвестиции и рынок сбыта. Но рециклинг останется экономически мало привлекательным до тех пор, пока не будет законодательно определен источник финансирования переработки отходов.   Назревшая необходимость По данным Российской ассоциации рециклинга отходов РОСАРО, на территории РФ накоплено более 85 млрд т твердых отходов, ...

Уже практически второй год мы живем в ожидании перемен в законодательстве в области охраны окружающей среды. В частности в области экологического аудита, экологической экспертизы, экологического страхования, обращения с отходами и так далее. Такие надежды нам дало Министерство природных ресурсов и экологии (выступление министра Ю.П. Трутнева в декабре 2008 г. о ...

Компания «Полимер-Вектор» – ровесник Кузбасского Технопарка. Она основана в 2007 году и практически сразу стала его резидентом. Сделать это ей позволил инновационный проект, который не имеет аналогов в Кемеровской области. Ученые Кузбасского государственного технического университета разработали безотходную технологию комплексной переработки химически загрязненной полимерной упаковки, используемой в горной промышленности. В результате переработки ...

Одним из наиболее осязаемых результатов антропогенной деятельности является образование отходов, среди которых отходы пластмасс занимают особое место ввиду специфических свойств полимеров – они в естественных условиях разлагаются с очень малой скоростью и не подвергаются гниению.  Поэтому их утилизация является серьезной экологической проблемой. В России в 2010 году произведено 4,952 млн. ...

Ежегодно в одном только Новосибирске образуется более 3,5 млн кубометров твердых бытовых отходов. Несоизмеримо большее количество мусора сосредоточено на городских полигонах для утилизации ТБО. Строительство же эффективно действующего мусороперерабатывающего завода в Сибири до сих пор остается притчей во языцех. Как на шоу мыльных пузырей, «выдуваются» одна за одной радужные перспективы ...

Кузбасские энергетики предложили значительно снизить себестоимость строительства дорог в нашем регионе, возведения жилья, а также решить проблему «лунного ландшафта» в Кемеровской области. Все это будет возможно благодаря использованию золошлаковых материалов, которые являются побочным продуктом теплогенерации. Об этом шла речь на круглом столе, который состоялся в рамках работы в Кузбасском технопарке ...

Любая хорошая вещь сегодня — это бытовые отходы завтра. После придания этому закону бытия статуса федерального россиянам придется при покупке товара оплачивать утилизацию будущего мусора. Цена вопроса — десятки миллиардов рублей. Нескромные полномочия Государство нашло деньги на борьбу с отходами. Никаких чудес: нашло оно их там же, где обычно,— в вашем кошельке. ...

Сохранением природы заинтересовались миллиардеры. Но по-прежнему гораздо проще заработать на ее загрязнении. В один из зимних дней 1994 года сотни студентов Колумбийского университета собрались, чтобы послушать самого преуспевающего выпускника — Уоррена Баффетта. Среди них сидел и 30-летний российский брокер из компании «Auerbach Grayson & Co» Валентин Завадников. Когда Баффетта спросили, ...

Утверждены «Основы государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года». Соответствующий документ подписал Президент РФ Дмитрий Медведев 30 апреля 2012 г. В Основах экополитики перечислены задачи государства в области экологии и механизмы их реализации. Документ отражает основные глобальные и национальные экологические проблемы, устанавливает стратегические цели, ...

Понятие «мешочная» экономика с осени прошлого года в Кузбассе стало двузначным понятием. Мешочники (они же челночники, челноки) – это теперь не только торговцы китайским и турецким ширпотребом на рынках. Но еще и инновационное предприятие ООО «Полимер-Вектор» в Красном  Броде. Суть нового не только для региона бизнеса в превращении мешков из-под ...

        Екатерина Волынкина, председатель комитета по переработке отходов Совета по поддержке и развитию предпринимательства при главе Новокузнецка: - Задача комитета – сделать переработку привлекательным направлением предпринимательской деятельности. В 2011 создание и развитие отходоперерабатывающих предприятий признано одним из перспективных направлений развития экономики в Кемеровской области и Новокузнецке. По инициативе членов комитета деятельность ...

Лозунг «Отходы – в доходы» в нынешних условиях, без дополнительных мер экономического стимулировании переработки бытовых и промышленных отходов, реализовать крайне сложно. Таким был вывод участников «круглого стола» на тему «Экономические вопросы окружающей среды», проведенного в середине октября Кузбасской торгово-промышленной палатой.  По данным Совета народных депутатов Кемеровской области, 50% всех промышленных ...

В ходе проведения международной конференции «Стратегия развития пивоваренной отрасли» были оглашены результаты исследований, которые доказывают: ПЭТ-бутылки (бутылки, изготовленные из пластика) являются полностью безопасными для человека при условии их использования для разлива пива. Связано это с множеством предпосылок к запрету таких бутылок для разлива в них пива. Если запрет все-таки будет ...

Экспертный совет при ФАС (Федеральная антимонопольная служба России) рассмотрел вопрос о регулировании оборота этилового спирта и алкоголесодержащей продукции на территории РФ. Сделано это было в ходе очередного рабочего совещания, в котором также приняли участие Союз пивоваров России, представили крупнейших в мире пивоваренных компаний, а также производители тары для этой отрасли, ...

Тенденции на рынке полимеров в России и СЗФО. Исходная ситуация следующая: увеличивается количество проектов глубокой переработки нефтегазового сырья, растет потребность в новых полимерных материалах и изделиях с заданными свойствами, готовы к реализации инвестиционные программы крупнейших компаний страны. В качестве примера можно привести транспортную отрасль. Стоит ожидать рывка в сфере переработки и ...

ПРИЗЫВЫ к внедрению инноваций практически не действуют на руководителей предприятий. Похоже, что единственным реальным "стимулом" для предприятий к переходу на новые технологии остаются разнообразные штрафы и пени. В этом можно было лишний раз убедиться во время проведения в Кузбасском Технопарке выставки "Уникальный Кузбасс. Территория инноваций". Реальные шаги в продвижение новых технологий ...

И это всего за 5 лет его существования, - в текущем году жители округа отметят юбилей,  приуроченный ко Дню независимости России - 12 июня. Округ был образован 1 января 2006г. Сюда  вошли поселок городского типа Краснобродский, поселки Артышта и Дуброво. В преддверии юбилея  принято подводить итоги, и все они со ...

Статус одного из самых экологически грязных регионов страны (по количеству накопленных, ежегодно образуемых отходов и выбросов в атмосферу) для Кузбасса объективный, но небезнадёжный. Так решили областные власти, объявив в начале этого года переработку отходов одним из приоритетных направлений в развитии промышленности и малого бизнеса. Поставленная амбициозная цель — создать в ...

Переработку промышленных и твёрдых бытовых отходов Сергей Кузнецов считает «самой подходящей площадкой для малого бизнеса». Вряд ли бывшие работники МВД захотят заняться тем видом бизнеса, который кузбасские власти определили в качестве приоритета в развитии экономики — переработкой отходов. По определению Александра Мирошника, бывшие милиционеры — люди «специфические». Тем временем власти обнародовали свои ...

Каждый день
в мире выбрасывается больше
100 000 тонн мусора

Объемы потребления полимеров, производимых из нефтехимического сырья, постоянно растут. Пластмассы теснят бумагу, металл, картон, стекло. Но одновременно увеличиваются и объемы изделий из пластмасс (в первую очередь, упаковки), попадающих после использования на свалки. Как известно, сроки разложения традиционных пластмасс составляют десятки и сотни лет, а площади для свалок ограничены. Поэтому проблема пластмассового мусора становится все более актуальной. За один только год в России образуется почти 750 тыс.тонн полимерных отходов. Около 10 % перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления.

В чем причины, и каковы пути разрешения этой проблемы? Утилизация полимерных отходов оказалось не менее сложным и дорогостоящим делом, чем производство изделий из полимеров, и, почти повсеместно, человечество идет по наиболее простому пути - складируя отходы вместе с другим мусором на грандиозных свалках. Полимерные отходы разделяют на отходы производства (технологические) и потребления. Отходы потребления образуются в жилом секторе, на предприятиях, в торговых центрах, где происходит упаковка и распаковка различных товаров и грузов.
Один из путей решения проблемы пластмассового «мусора» – вторичная переработка использованных пластмассовых изделий и отходов промышленного производства – рециклинг, конечным продуктом которой являются вторичные полимеры в виде флека - измельченных и очищенных хлопьев, или регранулята. Дополнительная причина, стимулирующая рециклинг и особенно актуальная сегодня, связана с уменьшением зависимости индустрии пластмасс от нефти как источника сырья.

Но самое главное – каждому из нас нужно начать с самого сложного: изменить свое отношение к мусору. Если мы будем всегда помнить, что промышленные и бытовые отходы это не мусор, а неиссякаемый источник ценного сырья, тогда мы сможем под совершенно другим углом рассмотреть проблему «мусорного кризиса». Мы увидим, что его нет и не было никогда, а было наше наплевательское отношение к природе, за что мы сами и страдаем.

В общем, перспективы есть, есть также и технологии и новые материалы, остается главный вопрос – когда?
 

© ООО «КЗПИ» все права защищены. 2017