Друге життя делікатних відходів людини. Екологічне рішення для енергетики

Серед відомих поновлюваних джерел енергії, таких як сонце, вітер чи приливна енергія, часто не звертають уваги на ще одне, майже невичерпне джерело, яке існуватиме стільки, скільки існуватиме людство. Це джерело – відходи життєдіяльності людини, зокрема фекалії (лат. faeces), які утворюються щоденно й у кінцевому підсумку потрапляють на очисні споруди населених пунктів.

На таких спорудах фекальні маси змішують із біологічним мулом, який використовує їх як живильне середовище. У процесі розмноження мулу відбувається розкладання органічних речовин. Після цього суспензія мулу направляється на мулові карти, де протягом 3–4 років здійснюється бродіння. У цей період з мулу виділяється вуглець у формі вуглекислого газу, що спричиняє значний негативний вплив на довкілля. Проте проблема не завершується – залишається питання утилізації залишків після бродіння, які становлять серйозну екологічну небезпеку.

На очисних спорудах Чернігова було проведено серію випробувань технології інтенсивного зневоднення мулової суспензії. До неї додавався спеціальний прискорювач коагуляції, розроблений авторами (ТУ У 20.1-НК466211-001:2014). У результаті за 14 діб із 12 842 куб. м суспензії було вилучено 7 432 куб. м води, а сухий залишок становив 5 410 тонн. Завдяки швидкому зневодненню бродіння не відбувається, і вуглекислий газ не випаровується, що сприяє утворенню сухого залишку. Цей продукт нагадує за виглядом торф або буре вугілля, але перевершує їх за теплотворними властивостями – 4 004 кКал/кг (порівняно з 2 900 кКал/кг для торфу, 3 200 для бурого та 5 400 для кам’яного вугілля).

Чернігів, із населенням близько 294 тисяч осіб, здатен виробляти до 1 000 тонн такого палива щодоби. Цього вистачить, щоб повністю забезпечити місто теплом без використання газу чи вугілля. Подальше впровадження проєкту передбачає генерацію електроенергії шляхом спалення осаду. Наприклад, 100 тис. тонн осаду дозволяють забезпечити роботу електрогенератора потужністю 6 МВт і додатково 1 МВт теплової енергії.

Технологія вирішує наступні ключові проблеми:

• Екологія, через зменшення впливу фікального мулу на екосистему, упереджуючи подальше забруднення ґрунтів, підземних і поверхневих вод через мулові карти.
• Паливно-енергетичну – створення альтернативного джерела енергії.
• Водне господарство, через ефективне використання мулових осадів, що є адекватним управлінням відходами, які утворюються під час очищення вод.
• Сільське господарство, через використання мулу та попелу після його спалювання, як вторинної сировини для удобрення ґрунтів (за умови відповідної обробки).
• Інженерія та технології утилізації відходів, через розробку технологій зневоднення, переробки або зменшення обсягів мулу.
• Урбаністика та землекористування, задля раціонального використання земель, які займають мулові карти.
• Охорона навколишнього середовища при застосуванні продуктів переробки фекального мулу при рекультивації розмінованих земель.

Рішення цієї проблеми також є міждисциплінарним завданням, яке потребує залучення спеціалістів із різних сфер, включаючи хімію, біологію, технології переробки та економіку. Проте, впровадження зазначеної технології в країнах Європи, включно з Україною, сприятиме не лише покращенню екологічної ситуації та зменшенню викидів парникових газів, а й зниженню залежності від імпорту енергоресурсів. Це, у свою чергу, допоможе обмежити фінансування агресора, що важливо для збереження незалежності України.