Омни-процессор
Омни-процессор — это термин, придуманный в 2012 году сотрудниками Программы водоснабжения, санитарии и гигиены Фонда Билла и Мелинды Гейтс. [1] описать ряд физических, биологических или химических методов лечения для удаления болезнетворных микроорганизмов , образующегося в результате деятельности человека из фекального осадка , при одновременном создании коммерчески ценных побочных продуктов (например, энергии). Воздух из фекалий отделяется от общего воздуха, затем собранный воздух из фекалий сжимается как (СНГ) и используется в качестве топлива. Омни-процессор снижает риск использования небезопасных методов сбора и обработки отходов жизнедеятельности человека в развивающихся странах, которые ежегодно приводят к распространению болезней и гибели более 1,5 миллионов детей.
— это не торговая марка или ссылка на конкретную технологию, Термин «омнипроцессор» а общий термин для ряда самоподдерживающихся, независимо разработанных систем, разработанных с той же целью: преобразовывать и извлекать пользу из человеческих отходов — используя различные технологические подходы, включая сжигание , сверхкритическое окисление воды и пиролиз .
Термин «омни» означает способность универсального процессора обрабатывать широкий спектр потоков отходов или источников топлива.
Фон
[ редактировать ]
С 2012 года Фонд Билла и Мелинды Гейтс финансирует исследования в области омни-процессоров. Омни-процессор — это любой из различных типов технологий, которые обрабатывают фекальный ил, также известный как септаж, для удаления патогенов и одновременного извлечения побочных продуктов, имеющих коммерческую ценность, например, энергии или питательных веществ для почвы. [1] последний может быть повторно использован в сельском хозяйстве. Программа омни-процессора, нацеленная на решения в масштабе сообщества, которые могут опционально сочетать переработку осадка и твердых отходов , дополняет программы фонда по опорожнению выгребных ям («омни-глотатель») и «Изобретение туалета заново».
Проблемы
[ редактировать ]Омни-процессор рассматривается как решение для развивающихся стран , хотя проблемы, связанные с техническими и финансовыми аспектами, остаются. [2] Омни-процессоры и омни-приемники разрабатываются как альтернатива технологиям, основанным на канализационных системах. Они также предназначены для решения проблемы большого количества существующих уборных с выгребными ямами , в которых отсутствует вспомогательная инфраструктура для сбора и переработки фекального осадка, когда выгребные ямы заполнены. Ил из выгребных ям необходимо удалять из ям для обработки и утилизации либо путем откачки (если фекальный ил достаточно жидкий), либо путем ручного опорожнения с помощью лопат или других устройств (в Индии эта практика называется ручной очисткой ). Несмотря на разработку новых недорогих насосов, в настоящее время во многих городах Африки и Азии безопасно извлекается и перерабатывается лишь небольшая часть осадка. [2] [3]
Примеры
[ редактировать ]Контроль биомассы PBC
[ редактировать ]Biomass Controls PBC — это общественная корпорация штата Делавэр, США , которая в 2014 году в партнерстве с Climate Foundation поставила первый прототип биогенного нефтеперерабатывающего завода (OP) в Нью-Дели, Индия . Эта система была разработана для обработки неканализационных санитарных условий для населения численностью от 100 до 10 000 человек. Прототип был профинансирован Фондом Билла и Мелинды Гейтс. , был доставлен биогенный нефтеперерабатывающий завод В 2016 году в Кивалину, Аляска для переработки сухих туалетов с отводом мочи (UDDT) в рамках Alaska Water & Sewer Challenge. [4] В 2017 году три системы были отправлены в Индию и установлены в городах Вай , Варангал и Нарсапур в партнерстве с Tide Technocrats. был показан прототип, который может генерировать электроэнергию ( mCHP ) из тепловой энергии переработки фекального осадка. В 2018 году на мероприятии, посвященном обновленному туалету Фонда Билла и Мелинды Гейтс, в Пекине, Китай , [5] В 2019 году на молочной ферме была установлена система по переработке сепарированных твердых веществ из коровьего навоза. Эта система продемонстрировала значительное сокращение выбросов парниковых газов при одновременном сокращении объема твердых частиц более чем на 90% и производстве биоугля .
Седрон Технологии
[ редактировать ]
Американская компания Sedron Technologies (ранее Janicki Bioenergy) представила в 2014 году прототип, использующий сжигание . Их процесс представляет собой систему очистки осадка сточных вод , которая производит питьевую воду и электроэнергию в качестве конечных продуктов из осадка сточных вод . [6] Проверочная модель, созданная Sedron Technologies, финансировалась Фондом Билла и Мелинды Гейтс. Прототип S100 может производить 10 800 литров питьевой воды в день и производить 100 кВт полезной электроэнергии. Разрабатываемая более крупная модель S200 предназначена для переработки отходов 100 000 человек, производства 86 000 литров питьевой воды в день и чистой выработки электроэнергии 250 кВт. Эти системы предназначены для обеспечения «самоподдерживающегося биоэнергетического » процесса. [7] [8]
Процесс очистки сначала включает кипячение (или термическую сушку) осадка сточных вод, в ходе которого водяной пар выпаривается и восстанавливается. Остается сухой шлам, который затем сжигается в качестве топлива для нагрева котла. Этот котел производит пар и тепло, необходимое для процесса кипения. Затем пар используется для выработки электрической энергии. Часть этой электроэнергии используется на финальных стадиях очистки воды обратным осмосом для производства безопасной питьевой воды, а также для питания вспомогательных насосов, вентиляторов и двигателей. В процессе сразу же используется твердое топливо, которое оно производит, и, следовательно, в процессе не получается твердый топливный продукт в качестве конечного продукта.
Пилотный проект омни-процессора Sedron Technologies был установлен в Дакаре , Сенегал, в 2015 году и теперь может обрабатывать фекальные осадки 50 000–100 000 человек. [9]
Климатический фонд
[ редактировать ]Американская неправительственная организация Climate Foundation в сотрудничестве со Стэнфордским университетом построила несколько пилотных реакторов для переработки отходов жизнедеятельности человека и превращения их в биоуголь, который можно использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственных почв. [10]
Университет Дьюка и 374Water
[ редактировать ]
Ученые из Университета Дьюка в США разработали и тестируют пилотную установку для очистки фекального осадка, которая помещается в 20-футовый транспортный контейнер и обрабатывает фекалии примерно 1000 человек, используя новый процесс сверхкритического окисления воды (SCWO). [11] Технология SCWO позволяет превращать любые виды органических отходов (фекалии, пищевые отходы, бумагу, пластик и т. д.) в энергию и чистую воду. [12]
Отходы (шлам) вступают в реакцию с воздухом при температуре и давлении выше критической точки воды (374 °C, 221 бар), в результате чего вся органика превращается в чистую воду и CO 2 за секунды . Побочные продукты включают дистиллированную воду, чистую воду, содержащую взвешенные неорганические минералы, которые можно использовать в качестве удобрений. На каждую тонну переработанных отходов установка производит более 900 литров воды, которую можно далее перерабатывать в питьевую воду.
Непрерывный процесс использует энергию, заключенную в отходах, что позволяет работать автономно. 374Water — дочерняя компания Университета Дьюка, целью которой является коммерциализация технологии SCWO. [13]
Юнилевер
[ редактировать ]Компания Unilever PLC в Великобритании разрабатывает установку для очистки фекальных осадков на основе пиролиза, рассчитанную на обслуживание более 2000 человек. [14]
Связанные исследовательские усилия
[ редактировать ]Инициатива омни-процессора для переработки фекального осадка дополняется усилиями по разработке новых технологий для улучшения опорожнения выгребных ям (названных Фондом Гейтса «омни-ингестером»). [15] ) и конкурсом «Изобретите туалет заново». Последнее представляет собой долгосрочную исследовательскую и опытно-конструкторскую работу по разработке гигиеничного отдельно стоящего туалета. Целью проекта является «изобретение туалета со смывом ». Цель состоит в том, чтобы создать туалет, который не только удаляет болезнетворные микроорганизмы из человеческих экскрементов, но и восстанавливает такие ресурсы , как энергия, чистая вода и питательные вещества (концепция, также известная как повторное использование экскрементов ). Он должен работать «автономно» без подключения к водопроводу, канализации или электрическим сетям. Наконец, это должно стоить менее 5 центов США на пользователя в день. [16]
Общество и культура
[ редактировать ]Внимание СМИ
[ редактировать ]В конце 2014 года в ходе рекламного трюка Билл Гейтс выпил воду, произведенную омни-процессорной системой Sedron Technologies, что вызвало широкое внимание средств массовой информации. [7] В начале 2015 года Гейтс появился в программе « Поздно вечером с Джимми Фэллоном» и предложил Фэллону проверить, сможет ли он почувствовать разницу между водой из этого конкретного «омни-процессора» и водой в бутылках . [17]
Проект был освещен в Netflix документальном мини-сериале «Внутри мозга Билла: Расшифровка Билла Гейтса» .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Кухенритер Р.Д., Стоун Л., Хауг Р.Т. (2012), Проект ландшафтного дизайна с использованием омни-процессора . Консультативный отчет WERF (Фонд исследований водной среды), подготовленный по заказу Фонда Билла и Мелинды Гейтс, Сиэтл, США.
- ^ Перейти обратно: а б «Гейтс пьет воду, приготовленную из фекалий – и вы тоже!» . WaterAid Великобритания . Реми Каупп. 9 января 2015 года . Проверено 13 января 2015 г.
- ^ «Недостающее звено в предоставлении санитарных услуг: обзор управления фекальными осадками в 12 городах» (PDF) . ВСП. Апрель 2014.
- ^ «Проблема водоснабжения и канализации Аляски (AWSC)» . dec.alaska.gov . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ «Изобретите туалет заново» . www.gatesfoundation.org . 01.01.2001 . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ «Омни Процессор – С100» . Седрон Технологии. Архивировано из оригинала 9 января 2015 года . Проверено 8 мая 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Статья новостей BBC «Билл Гейтс пьет воду, дистиллированную из человеческих фекалий» » . Проверено 11 января 2015 г.
- ^ «Эта гениальная машина превращает фекалии в питьевую воду, от какашек до портативных устройств» . Gatesnotes, Блог Билла Гейтса . 5 января 2015 года . Проверено 13 января 2015 г.
- ^ «Фирмы, превращающие какашки в прибыль» . Деловой раздел BBC News. 16 ноября 2016 г. Проверено 17 ноября 2016 г. .
- ^ «Превращение человеческих отходов в биоуголь с помощью пиролиза на общественном объекте в Кении - Различные документы о результатах исследовательского гранта» . www.susana.org . Альянс устойчивой санитарии (библиотека). 2014 . Проверено 26 июня 2015 г.
- ^ Дешусс, М. (2013). Очистка фекального осадка путем сверхкритического окисления в масштабе района - Различные документы о результатах исследовательского гранта. Университет Дьюка, Дарем, Северная Каролина, США
- ^ «Текущий прогресс – лечение на уровне сообщества | Санитарные решения» . sanitation.pratt.duke.edu . Проверено 16 февраля 2020 г.
- ^ «Стартап Duke превращает фекальный осадок в чистую воду многоразового использования» . Герцог Гражданское и экологическое проектирование . 26 октября 2018 г. Проверено 16 февраля 2020 г.
- ^ «Проект Оя – переработка бытовых отходов» . Юнилевер, Великобритания . Проверено 8 мая 2015 г.
- ^ Фредерик Р., Гурски Т. (2012). Отчет о расследовании обезвоживания синапсов — этап 2 Omni-Ingestor, этап 1 . Консультативный отчет Synapse (США) по заказу Фонда Билла и Мелинды Гейтс, Сиэтл, США
- ^ Радке, Н., Спулер, Д. (2013) Краткий обзор условий для грантов на воду, санитарию и гигиену от Фонда Билла и Мелинды Гейтс.
- ^ «Билл Гейтс и Джимми пьют воду из какашек» . Youtube-канал «Вечернего шоу» с Джимми Фэллоном в главной роли. 22 января 2015 г.
