Энергоинформ /
Новости /
Новости мира Энергии за 2013 год /
Билл Гейтс продолжает инвестировать в туалеты
20.08.2013. Билл Гейтс продолжает инвестировать в туалеты
Два года назад фондом Билла и Мелинды Гейтс (Bill & Melinda Gates Foundation, B&MGF) был запущен научно-исследовательский конкурс «Заново изобретенный туалет», направленный на разработку проекта, который будет использовать химические процессы для производства энергии и восстановления ресурсов из отходов жизнедеятельности человека.
Основная задача фонда — использовать наилучшие предложения, которые могут привести к радикальным и экологичным улучшениям санитарии в развивающихся странах. О результатах конкурса 2012 года.
А вот победителем 2011 года стал Марк Дешусес (Marc Deshusses) профессор гражданской и экологической инженерии Школы технических наук имени Дьюка, выигравший 100 тыс. долл. США для дальнейших разработок. По прошествии двух лет, команда Марка, которая также включает исследователей из Университета Миссури, получили дополнительно 1,18 миллионов для работы над своим инновационным проектом.
Команда на самом деле не изобрела новый туалет, она предложила новый взгляд на переработку продуктов жизнедеятельности человека путем помещения в 20-футовом контейнере сложнейшей системы очистки сточных вод.
Во многих местах люди сливают свои отходы в ближайшую реку, но с системой Марка их отходы будут либо перекачаны в контейнер системы очистки, либо они будут доставлять свои туалетные емкости самостоятельно. Одна такая система может обрабатывать отходы около 1200 человек одновременно.
Как объясняют процесс сами ученые:
«Нас всегда учили, что вода существует в трех агрегатных состояниях: жидкая, газообразная (пар) и твердая (лед). Тем не менее, при нагреве воды выше 373,89 °C и давлении более 22 мегапаскалей (атмосферное давление на уровне моря составляет 0,1 мегапаскалей) вода переходит в уникальную, сверхкритическую фазу. Это вода при таких условиях обладает свойствами газа, но по-прежнему способна растворять как жидкость. Вода сверхкритического состояния способна растворять взвешенные в ней нечистоты, которые окисляются нагнетаемым дополнительно кислородом (фактически сгорают), превращаясь в полностью стерильную смесь воды, диоксида углерода и солей.
Аналогично сжиганию отходов, процесс окисления сверхкритической водой (SCWO — supercritical water oxidation) производит тепло, несмотря на наличие воды. Часть этого тепла может быть использована, чтобы подогреть поступающие сточные воды для перевода их в сверхкритическую температуру, что исключает необходимость во внешнем источнике тепла для поддержания цикла сверхкритического сгорания, сразу после его начала. Остальная горячая вода может подаваться непосредственно в отопительную систему близлежащих зданий или для питания электрического генератора».
Звучит такой процесс невероятно — очень похоже на описание двигателя, работающего на воде. Тем не менее, ученые утверждают, что такая система была применена еще в 1980-х годах и используется в настоящее время для уничтожения ПХД (полихлорированные дифенилы) и химического оружия, а демонстрационная установка работает в Орландо, Флорида. Система фактически сбрасывает избыточную энергию:
«Процесс SCWO требует внешнего источника энергии только для запуска устройства. Энергия на запуске необходима для создания давления и подогрева входящего потока отходов до температуры около 480 ° F — 525 ° F (248,89 °C — 273,89 °C), именно в этой точке реакция протекает быстро и экзотермически (с выделением энергии). Энергия необходима также для повышения давления кислорода. Как только реакция запущена, выделяющаяся энергия поддерживает реакцию и может быть использована для выработки электроэнергии или просто для нагрева воды. Поэтому, так как вовлечение энергии извне необходимо только на запуске, желательно поддерживать работу устройства непрерывно, при условии наличия исходного сырья и надлежащего технического обслуживания».
Это довольно сложная система, пилотный проект, который провели в Китае, уже встретился с проблемами коррозии, закупориванием системы и высокими эксплуатационными затратами. Однако это очень заманчивая идея объединить практически традиционную систему обработки отходов и систему сбора с технологией, которая делает отходы источником чистой воды и энергии.
Последние эксперименты с использованием прототипа устройства были проведены в Университете Миссури, в течение весны и лета 2013 года. Строительство демонстрационной установки, размещенной в грузовом контейнере, пройдет в университете имени Дьюка, начнется с конца лета и пройдет всю осень 2013. Зимой и в начале весны 2014 года демонстрационная установка будет испытана в местной станции очистки сточных вод возле Университета имени Дьюка в Северной Каролине. К лету 2014 года вся рабочая установка будет готова к тестированию в одной из развивающихся стран.
Источник: FacePla.net
