Создана микробная топливная батарея (МТБ), которая превращает 13% энергии сточных вод в электричество, при этом очищая их до 98-процетного норматива. КПД кажется скромным, но эффект этого устройства может стать глобальным.

Из почти четырёх триллионов киловатт-часов, потребляемых США каждый год, 2% — около 80 млрд кВт•ч (и $25 млрд), или объём годового энергопотребления такой страны, как Чехия, — уходят на очистку сточных вод. Столь высокий процент неизбежен при широком распространении децентрализованной очистки, по определению менее энергоэффективной, чем централизованная сеть.

Даже в некоторых крупных городах США, таких как Индианаполис, Иллинойс, централизованной канализационной сети (за пределами небольшого центра) нет и не предвидится, что уж говорить о настоящих пригородах. Следовательно, в каждом дворе стоит аэрирующий насос небольшой, но постоянной мощности.

Ситуация за пределами США много хуже. Сточные воды частных домохозяйств нередко не проходят вообще никакой обработки. В большинстве стран третьего мира и, увы, в России практически нет нового строительства централизованных канализационных систем, а граждане знать не знают, что такое септик (тем более за несколько тысяч долларов!), и сливают всё в овраг или зовут ассенизаторов, которые… да, выплеснут откачанное всё в тот же первый встречный овраг.

«Потому что, товарищ милиционер, новых мощностей не строят, а старые и так перегружены».

Рис. 1. Общая схема микробной топливной батареи, установленной в септике (изображение Википедии).

Новый подход к очистке способен полностью избавить её от энергоподпитки со стороны. Дело в том, что в сточных водах примерно в 9 раз больше энергии, чем требуется для их очистки. Но как её извлечь?

Ю «Это весомый энергоисточник, который мы сейчас просто закапываем в землю», — сокрушается Орианна Бретшгер из Института Дж. Крейга Вентера в Сан-Диего (Калифорния). Г-жа Бретшгер описала разработанную ею 380-литровую микробную топливную батарею на 243-й Конференции Американского химического общества, закончившейся вчера в Сан-Диего.

Схема МТБ известна давно, но КПД в 2%, свойственный большинству имеющихся образцов, не позволял говорить о целесообразности внедрения таких устройств.

Теперь энергия, затрачиваемая на очистку, наконец-то сравнялась с той, которую МТБ позволяет получить от очищаемых вод. Энергетическое равновесие для очистки получено, подчеркнём, впервые.

Теперь главной проблемой септиков с МТБ остаётся низкий залповый сброс, который позволяют такие системы. Обычным бактериям, которые используются в септике с МТБ, нужно время для извлечения энергии из сточных вод. Спустив двухсотлитровую ванну, человек просто вымывает сточные воды из системы до того, как бактерии извлекут из неё энергию.

Чтобы покончить с этим раз и навсегда, требуется использование генетически модифицированных бактерий, уверена г-жа Бретшгер. С ними не только резко сократится время разложения сточных вод в МТБ-системах, что позволит увеличить их устойчивость к залповым сбросам, но и резко возрастёт КПД — до 30–40%, считает специалист.

Но тут просматриваются определённые трудности.

• Во-первых, американское Агентство по охране окружающей среды не имеет сейчас никаких устойчивых взглядов на использование ГМ-бактерий в септиках и последствия их случайного попадания в окружающую среду.
• Во-вторых, каждый слив из канализации дома означает, что таким ГМ-бактериям придётся бороться с атакой пришельцев — обычных бактерий. Очевидно, их надо будет создавать сверхконкурентоспособными, иначе их быстро вытеснят из септика соперники. Но кто может сказать, что случится, если сверхконкурентоспособные супербактерии дорвутся до обычных водоёмов?

Рис. 2. Даже такой большой город, как Индианаполис, ограничивает централизованную канализацию небоскрёбами в центре. (Фото Heavy Petting Zoo).