Заправлять автомобиль металлической стружкой, битым стеклом или пакетами из продуктового супермаркета — невозможно! Пока не запущен универсальный реактор по переработке химических, биологических, даже элементарных бытовых отходов.
На территории России накоплено более 84 миллионов тонн токсичного мусора. Самые большие «запасы» — на территории Приволжского федерального округа. Научившись «производить» вредоносные отходы, цивилизация пока не нашла достойного способа их обезвреживать. Сейчас мусор либо хоронят в специальных могильниках, либо сжигают. При этом в атмосферу попадают токсичные вещества. Впрочем, и без этого в воздух выбрасывается ежегодно около 20 миллионов тонн всяческой отравы.
Системно бороться с таким положением дел в России начали в 2009 году. Запущена федеральная целевая программа «Национальная система химической и биологической безопасности РФ». Ее суть в разработке технологий по ликвидации, очистке и переработке химических отходов. Одним из семи исполнителей программы стал Пензенский госуниверситет. Именно на его базе прошла межэтапная конференция участников проекта. Ученые из Саратова, Перми, Вологды рассказали, что уже сделано и какие подводные камни еще предстоит преодолеть. У каждого из подразделений своя задача. Одни прорабатывают технологию, другие проводят теоретические обоснования. Задача Пензы — объединить усилия коллег и создать сам реактор — готовый продукт.
В результате утилизации одних отходов образуются другие. А требуется полное уничтожение мусора без выброса вредных веществ. Это позволит осуществить революционная разработка «сверхкрит», или сверхкритическое водное окисление. В результате химической реакции выделяются совершенно безобидные с точки зрения экологии углекислый газ, азот и вода. На данный момент это самый эффективный способ утилизации отходов и, что самое удивительное, наиболее дешевый. Уничтожение одного килограмма материала стоит всего двадцать рублей. При сжигании в воздушных средах цифра выше в пять раз.
Есть еще один современный метод — пиролиз в восстановительной среде. В реакторе такого типа отходы расщепляются при огромном давлении и температуре до десяти тысяч градусов. Оба метода еще не используются нигде в мире. Хотя в России уже достаточно изучены процессы, происходящие при сверхкрите, есть опыт по созданию самих аппаратов. Но, наряду со многими сложностями, встает вопрос о нерациональности установок. Связано это с быстрым разрушением реактора.
Ученые из ПГУ решили эту проблему с помощью взрыва, точнее, сварки взрывом.
— Получился интерметалит — металл, состоящий из нескольких пластин с разными свойствами. За счет этого коррозия не может продвигаться в материале, она как бы вязнет в нем, — разъясняет ректор Пензенского государственного университета Владимир Волчихин. — Такой материал на порядок увеличивает срок службы реактора. Мы сами создаем такой материал и сами проектируем реактор по уничтожению токсичных отходов. Работа ведется с помощью трехмерного проектирования. Просчитываем все критические моменты, оптимизируем конструкцию. Сегодня мы являемся мировыми лидерами в этой области.
По словам разработчиков, компактный реактор можно будет установить даже на мусоровоз. А вырабатываемый пар от работы стационарных устройств пригодится для технических нужд. Например, для отопления населенного пункта численностью пятнадцать тысяч человек.
Разработка «сверхкрит» стала научным прорывом. В мировой практике еще нет вариантов уничтожения отходов, которые совмещали бы экономическую эффективность, универсальность и экологическую безопасность. А значит, ультрасовременные реакторы станут коммерчески привлекательными на международном рынке.