Техника - молодёжи 1995-09, страница 4

БИОТЕХНОЛОГИИ

На мировом рынке экологических технологий сенсация: английские бизнесмены торгуют биореакторами, в основе которых "ноу-хау" российских ученых.

Можно ли зарабатывать на науке? На Западе вопрос давно решен и система налажена. В нашей стране, с ее колоссальным научным потенциалом, удачных примеров до обидного мало. Тем более в такой непростой сфере бизнеса, как экология.

В развитых странах на страже охраны природы стоит закон. Он заставляет капиталиста-загрязнителя или тратить большие деньги на очистные установки, или платить большие штрафы. Первое нередко составляет 30 — 40% общих затрат, второе, понятно, — еще дороже. Отсюда и заинтересованность в наиболее эффективных, чистых и дешевых технологиях.

Сегодня предприятия — прежде всего химии, нефтехимии, целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, пищевой, сельхоз-перерабатывающей промышленности и т.д. — выбрасывают в воздух до 150 различных органических соединений, большинство из которых опасны для здоровья человека. Существуют традиционные методы очистки выбросов — дожигание, адсорбция, скруббирование. А в последнее время все шире распространяется биофильтрация, затраты на которую значительно меньше.

В ее основе — способность микроорганизмов расщеплять органические соединения, в том числе токсичные. Это для нас выбросы вредны. А для бактерий — источник жизни. Разлагая их с помощью ферментов, они извлекают углерод, элемент, необходимый для питания. Можно сказать, свой хлеб насущный.

Если говорить о воздухе, то ныне известны три типа систем его биологической очистки: биофильтры (рис. 1, 2), биоскрубберы (3), биореакторы (4). Первая действует так. На станциях биологической очистки воды берется ил, уже богатый самыми разнообразными микроорганизмами. Среди них всегда найдутся хорошо адаптированные к органическому соединению, которым портит атмосферу данное предприятие. Можно поступить и иначе: взять почву из районов, где действует аналогичное производство и, значит, сформировалось сообщество бактерий, привыкшее к нужному "рациону питания".

Этот фильтрующий слой (почва, кора, опилки и т.д.) размещается в специально подготовленной яме или контейнере. Сверху на него подается вода для поддержания жизнедеятельности микробов, а снизу — воздух из систем вентиляции. Органические соединения из воздуха сорбируются в фильтрующем слое и постепенно поедаются бактериями.

Казалось бы, все элементарно. Но западным фирмам потребовалось около 20 лет, чтобы отладить технологию. Основная проблема биофильтров — поддержание в слое строго определенного уровня влажности. Ведь если какой-то участок пересохнет, то образуется канал, через который воздух уйдет, не проконтактировав с сорбентом. С другой стороны, вредна и излишняя влага. Из-за нее слой разбухает, существенно увеличивается сопротивление движущемуся воздуху, падает производительность.

В ряде установок режим стабилизируют компьютерные системы. Весь фильтрующий слой разбивают на маленькие участ-

БИЗНЕС

"хлеб насущный"

из воздам

которых помещают датчики в ти. Если где-то она стала ниже нормы, туда подается вода.

Вообще биохимики говорят, что к микроорганизмам надо относиться как к домашним животным: вовремя поить и кормить (причем строго соблюдать рацион, а значит, поддерживать необходимые концентрации органических соединений), не переохлаждать, не перегревать.

Сегодня капитальные затраты на очистку кубометра воздуха с помощью биофильтров составляют 10 — 60 долл. Что тем не менее значительно дешевле традиционных методов. Кроме того, биосистемы работают фактически при комнатной температуре (20 — 25° С) и атмосферном давлении, не требуют регенерации обеспечивающих очистку элементов, как при обычной адсорбции, не вызывают вторич-

Рис. 1. Открытый биофильтр. 1 — почва, торф и пр. с микроорганизмами; 2 — загрязненный воздух; 3 - очищенный воздух; 4 - система орошения; 5 — дренаж; б — грунт.

Рис.2. Контейнерный биофильтр. 1 — почва, торф и пр. с микроорганизмами; 2 — загрязненный воздух; 3 — очищенный воздух; 4 — система орошения; 5 —дренаж; 6 - корпус контейнера.

Рис.3 Биоскруббер. Он используется только воздуха от соединений, раствори-" происходит в

Юрий МЕДВЕДЕВ

загрязнений, как при дожигании.

Биофильтры пользуются хорошим спросом, особенно много их действует в Германии и Голландии. И все же более широкое их распространение сдерживает довольно низкая удельная производительность. Зависит она, главным образом, от времени контакта; это срок, за который микробы снизят концентрацию вредных веществ в 1 м³ воздуха до нормы. Пока он составляет 20—60 с и более.

— Когда мы заявили, что его можно снизить до 1 — 5 с, никто не поверил, — сказывает председатель правления фир мы "Инновационные биотехнологии" (ИН БИ) В.О.Попов. — В нашей технологи вместо биофильтра применен специаль ный аппарат — биореактор. Он отлича< ся, во-первых, тем, что здесь сорбент природный, а полимерный. Это сущест венно уменьшает сопротивление движе нию воздуха, поскольку в биофильтра слой, как правило, слёживается, дефор мируется и уплотняется. Во-вторых, из многих видов бактерий, разлагающих дан ное вещество, отбираются и размещаются в реакторе самые "прожорливые", уничто жающие "пищу" с наибольшей скоростью

Эту "гвардию" с помощью различных хи мических и физических методов закрепляют на волокнистом полимере и омывают раствором, содержащим необходимые минеральные соли. Повышенная агрессивность, то бишь аппетит микробов, поз-

скруббере (I). Последующее разрушение осуществляется микробами в аэротенке (6). I - корпус скруббера; 2 - насадка (керамические кольца); 3 - очищенный воздух; 4 - загрязненный воздух; 5 - система орошения; 6 тенк с суспензией активного ила; 7 - отстойник; 8 - удаление шлама активного ила; 9 - гидронасосы; 10 - воздух для жизнедеятельности бакте-

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 9 ⁵ 9 5