Вода, «плавящая» металлы и «сжигающая» грязь

Думаю, не нужно объяснять, какую «головную боль» создают канализационные стоки, особенно в крупных городах и в крупных животноводческих комплексах. Сотни тысяч тонн дерьма (в прямом смысле слова) сваливаются «штабелями» в городских окрестностях, накапливаясь из года в год. Время от времени, пытаясь высвободить пространство, эти отходы без всякого смущения, тайком от общественности, сваливают в реки (например, в нашу Обь). Как бы вы ни очищали стоки, эта грязь все равно остается.

А теперь давайте немного помечтаем. Представим на минуту, что канализационные стоки попадают в специальные реакторы, где они безопасно для окружающих сгорают до углекислого газа и твердого зольного остатка, пригодного для строительства. То есть вместо центрифуг, где жидкое отделяют от твердого, отходы подвергаются вот такой относительно безопасной и эффективной утилизации. Причем, не обязательно устанавливать огромные реакторы для целого города. Можно, например, такие реакторы ставить на выходе из каждого отдельно взятого микрорайона или квартала. Можно разместить небольшой реактор и в подвале многоэтажного дома. Причем, такой подход даже лучше, поскольку здесь бытовые стоки не смешиваются с промышленными стоками (где могут содержаться тяжелые металлы).

О каких, собственно, реакторах мы сейчас говорим? Тут нет абсолютно ничего фантастического.

В этих реакторах используется одно «чудесное» свойство воды. Если воду нагреть до так называемого «сверхкритического» состояния (при температуре около 400 градусов Цельсия), то она становится хорошим растворителем и очень сильным… окислителем. Например, в ней растворяется растительное масло.

А если в такую среду поместить металлическую пластинку, то там начинает происходить бурное окисление всего куска, а оксиды металла превращаются в наночастицы. Нюансы мы, в данном случае, опускаем, но суть процесса именно такова.

Речь идет, конечно же, не о воде в обычном значении этого слова. Скорее, это очень плотный газ. И его свойства, помимо всего прочего, позволяют эффективно «расправляться» с разнообразной органикой, включая ту грязь, что содержится в канализационных стоках.  То есть, учитывая данные свойства, всевозможные органические остатки можно не отделять от жидкости (чтобы потом складировать их на полигонах), а  с помощью жидкости же… сжигать. Да-да – сжигать. Сжигать чисто и эффективно. Если уж металлы превращаются в таких ректорах в мельчайший порошок, то об органике и говорить не приходится. Как шутят специалисты, бросьте в реактор со «сверхкритической» водой дохлую кошку, и от нее там останется углекислый газ и горстка золы. Отсюда вырисовывается головокружительное направление, связанное с решением проблем экологии (и не только). Вот, в принципе, тот путь, то направление, что позволит человечеству (именно так!) правильно и безопасно избавляться от продуктов своей жизнедеятельности. И вполне возможно, мы уже подошли к данному рубежу, когда новейшие технологии позволяют нам это сделать. И тогда то, что мы здесь называли мечтой, станет явью.

 В Китае уже приступили к промышленному производству подобных установок Надо сказать, что из указанных технологий никто никакой тайны не делал. О «сверхкритических» свойствах воды ученым было известно еще в позапрошлом веке. Однако о практическом использовании данных свойств, о создании соответствующих технологий, задумались относительно недавно. Без всяких преувеличений, это одно из перспективнейших направлений, которым теперь серьезно занимаются в разных странах. Естественно, наша страна не стала исключением. Так, в Институте теплофизики СО РАН исследования в данной области активно проводятся с 1997 года. За последние годы на эту тему вышло достаточно много публикаций, оцененных, в том числе, и за рубежом. Можно, конечно, порадоваться за наших ученых, если бы не одно печальное обстоятельство.

Догадаться тут не сложно: лидируя в области исследований, мы явно отстаем в практическом применении их результатов. То есть более пятнадцати лет целый научный коллектив трудился над перспективнейшим направлением, проводил исследования, готовил публикации, участвовал в конкурсах, организовывал выставки, делал отчеты, а на нашу жизнь сие никак не повлияло. Сколько таких реакторов на «сверхкритической» воде, утилизирующих канализационные стоки, вы видели в своем городе, в своем регионе, у себя в микрорайоне? Здесь даже задумываться не нужно. Ответ и так понятен – нисколько. А ведь упомянутые реакторы уже существуют не просто в металле – они существуют в промышленно выпускаемых образцах.  Но только не у нас, а на Западе. Кстати, недавно такую технику стали производить в Китае (а кто бы сомневался?). Не ровен час, когда мы начнем ее закупать. Во всяком случае, рекламу подобных агрегатов иностранного производства легко можно найти на российских интернет-ресурсах. Что называется – дожили.

И это при том, что в научном плане мы (то есть наши ученые) реально задавали тон еще несколько лет назад. Да чего там – на их публикации до сих пор продолжают ссылаться. Получается, что мы, наша страна, наши ученые умы своими идеями буквально поддерживаем развитие других стран. В то время как у нас эти идеи оказываются невостребованными. Реакторы на «сверхкритике»  для многих из нас все еще остаются экзотикой или какой-то фантастической диковинкой.

Как пояснил заведующий лабораторией молекулярно-пучковых исследований Анатолий Востриков, посвятивший этой теме почти семнадцать лет, у наших чиновников практически нет никакого интереса к указанным инновациям. Во-первых, они в таких вопросах просто некомпетентны, чтобы хотя бы грамотно сформулировать свои требования. Во-вторых, они не понимают самого алгоритма внедрения любой разработки, доведения ее до технологии, пригодной к применению в промышленных масштабах. И в-третьих, у них совершенно отсутствуют стимулы для того, чтобы заниматься на практике подобными инновациями. В самом деле, на кой нужно чего-то там внедрять, чего-то менять, если можно жить по-старому. Например, сваливая отходы в овраги или сбрасывая их в реки? У нас за это строго наказывают? Да ничуть.

Что в такой ситуации остается делать ученым? Только одно – заниматься дальше своими научными изысканиями. Ведь академические институты, как мы знаем, по статусу своему не отвечают за промышленное внедрение разработок. Деятельность научных коллективов у нас принято оценивать по количеству и котировке публикаций. А внедрять разработку, приспосабливать ее к требованиям производства  – это уже задача участников рынка и тех, кто так или иначе вовлечен в производственные процессы. А ученые занимаются исследованиями, делают открытия. Нужны они будут в нашей стране кому-либо или не нужны – вопрос отдельный. Во всяком случае, там, где реально думают о развитии, их труд оценят. Так что наши мозги еще послужат китайцам или европейцам.

Сегодня специалисты упомянутой лаборатории открывают для себя новые темы, проводят новые исследования. Нет, тема «сверхкритической» воды не отброшена. Мало того, не так давно Институт теплофизики СО РАН подготовил список технических инноваций для Новосибирска, где, в частности, фигурировала технология конверсии органических веществ в сверхкритической воде. Согласно представленным расчетам, установка, разработанная в Институте, позволяет превращать органические биоилы и канализационные стоки в жидкое углеводородное топливо (ЖУВТ). При утилизации сточных вод с долей органики 25% трубчатый реактор объемом 39 литров обеспечит производство 70 кг/ч ЖУВТ. Расход сточной воды 234 кг/ч. Пучок из 100 труб позволит получить 7 т/ч жидкого топлива.

Звучит заманчиво, не так ли? Только смогут ли ученые увлечь этим кого-либо из руководителей, включая и тех из них, кто непосредственно связан с утилизацией стоков? Вот здесь однозначно ответить невозможно. Не исключено, что мы опять увидим унылые глаза и услышим вялые сентенции насчет того, что все тут неплохо, но тема, мол, не наша. А потом, увы, спустя несколько лет, мы станем свидетелями покупки «суперсовременного» реактора… китайского производства.

 

Олег Носков