Vokietijos mokslininkai kuria naują technologiją, kuri leistų nuolat susaistyti anglies dioksidą (CO₂) savivaldybių kietųjų atliekų deginimo (MSWI) pelenų masėje ir paversti šią medžiagą naudotina žaliava. Tokiu būdu pelenai galėtų tapti smėlio, žvyro ar net tam tikrų betono komponentų pakaitalu.
MSWI pelenus sudaro iki 95 proc. dugno pelenų ir lakieji pelenai, susidarantys deginant komunalines atliekas. Dėl didelės sunkiųjų metalų, toksiškų dioksinų, furanų bei tirpių druskų koncentracijos ši medžiaga laikoma pavojingomis atliekomis.
Siekdami sumažinti šių atliekų daromą žalą, taikomųjų mokslų aukštosios mokyklos „TH Köln“ ir „RWTH Aachen“ universiteto tyrėjai ėmė nagrinėti, ar pavojingus pelenus galima paversti klimatui palankia žaliava.
Projektui vadovauja „Bergischer“ atliekų tvarkymo asociacija (BAV). Pagrindinis dėmesys skiriamas natūraliam procesui – karbonatizacijai, kai MSWI pelenų mineralai chemiškai reaguoja su CO₂ ir įterpia jį į savo struktūrą.
Ekologiškas sprendimas
Vokietijoje kasmet susidaro apie šešis milijonus tonų dugno pelenų, susidarančių deginant komunalines atliekas. Ši šalutinė žaliava jau dabar apdorojama specializuotuose įrenginiuose: iš jos atgaunamos panaudojamos medžiagos ir šalinami teršalai.
Vėliau pelenai, taikant tikslinį sijojimą ir rūšiavimą, paverčiami išvalytomis galutinėmis frakcijomis. „Juose esantys mineraliniai komponentai geba sugerti ir ilgainiui kaupti CO₂ – šis procesas vadinamas karbonatizacija“, – aiškina „TH Köln“ statybos inžinerijos profesorius Björnas Siebertas.
Pasak mokslininko, projekto tikslas – sukurti praktiškai pritaikomą karbonatizacijos procesą ir įvertinti, ar taip gauta medžiaga galėtų būti naudojama kelių tiesimui arba betono gamybai.
Kad idėja būtų išbandyta ne vien laboratorijoje, BAV Leppe atliekų tvarkymo centre, netoli Lindlaro, statomas naujas techninis bandomasis įrenginys. Jame planuojama išbandyti kelis skirtingus karbonatizacijos metodus, naudojant pramonės partnerio tiekiamus pelenus.
„TH Köln“ mechanikos inžinerijos profesorius Axelis Wellendorfas teigia, kad numatoma taikyti bent du skirtingus metodus, kurių kiekvienas turi savų privalumų ir trūkumų.
„Šlapioji karbonatizacija vandenyje leidžia įterpti daugiau CO₂, tačiau vėliau reikia papildomos energijos medžiagai išdžiovinti“, – pabrėžia A. Wellendorfas. „Tuo tarpu drėgnoji karbonatizacija, kai naudojamas ribotas drėgmės kiekis, suformuoja gana tankų karbonatinį sluoksnį pelenų paviršiuje. Tuomet sukaupiama mažiau CO₂, nes jis prasiskverbia tik į paviršių, o ne į vidų.“
Statyba ir betono gamyba
Pirmajame etape komanda išbandys skirtingus karbonatizacijos procesus, o vėliau planuoja sukurti lanksčią bandomąją gamyklą, kuri leistų pasirinktus metodus pritaikyti realiomis sąlygomis. Vėlesnis žingsnis – nustatyti, kaip efektyviausiai panaudoti gautą medžiagą.
„Mūsų tikslas – pakeisti žaliavas, kurios įprastai išgaunamos sunaudojant daug energijos“, – akcentuoja B. Siebertas. „Nerištoje formoje karbonizuoti pelenai galėtų pakeisti žvyrą ar smėlį kelių tiesimo ir žemės darbų projektuose.“
Tuo pat metu nagrinėjama, ar pelenai galėtų būti naudojami kaip betono rišiklis. Toks pritaikymas reikalauja itin griežtos kokybės kontrolės, todėl projekte numatyti selektyvaus smulkinimo ir papildomo medžiagos apdorojimo bandymai, siekiant užtikrinti pastovų dalelių dydį ir sudėtį.
„Jei mums pavyks pagaminti karbonizuotus pelenus, atitinkančius galiojančius standartus ir aplinkosaugos reikalavimus, tai būtų svarbus žingsnis žiedinės ekonomikos ir klimato apsaugos link“, – pažymi A. Wellendorfas.
