Живые машины

Природа всё придумала до нас. Об этом не стоит забывать, когда нужно решить какую-либо сложную задачу. Один бойкий американец канадского происхождения вспомнил об этом, когда проектировал своё первое водоочистное сооружение. Позже эта задумка получила символическое название "Живые машины".

Теперь доктор Джон Тодд (John Todd) обладает множеством патентов и званием "Heroes for the Planet", присуждённым ему журналом Time, является автором более чем двухсот статей на различные темы, касающиеся биологии и экологии.

В своё время Джон в буквальном смысле вернулся к корням. Теперь всех экологических проектов и разработок этого гениального человека здесь и не перечислишь. Но на одной всё же остановимся.

Как мы уже сказали, называется этот проект Living Machines. По сути, разработанная Тоддом система, является не чем иным, как искусственно созданной (собранной) экосистемой, главная задача которой – очищать загрязнённую воду.

Обычные заводы по очистке сточных вод выглядят вот так (фото с сайтов machineryandequipment.com, ambler.pa.us, niroinc.com и roseville.ca.us).

Что же внутри? По специальным маршрутам вода проходит серию бассейнов, населённых водными и болотными растениями, бактериями, водорослями, простейшими живыми организмами, планктоном, улитками, моллюсками, рыбой и прочими животными.

На каждом этапе жители маленького мира забирают те или иные загрязняющие вещества, насыщают живительную влагу кислородом, обеззараживают и избавляют её от патогенных микроорганизмов.

Так, сначала вода проходит через отстойный бак, в который не поступает воздух. В нём осаждаются все тяжёлые примеси. Также здесь обитают анаэробные бактерии, которые производят кислоты и метан. Этот этап не нужен, если поступающая вода не слишком мутная.

В Северном зоопарке очистные сооружения и вовсе спрятались за местной флорой так, что сразу и не разглядишь (фото с сайта inhabitat.com).

Следующий этап: сточные воды проходят сквозь биофильтр и гуминовые материалы, утрачивая неприятные запахи.

Далее частично очищенная вода проходит закрытый и открытый баки, каждый из которых снабжает воду кислородом и биологическим материалом (мёртвые водоросли) для следующих экосистем. В них часть вредных веществ переводится в формы, которые могут переварить растения, проживающие в следующих баках.

Планктон питается микроорганизмами и поглощает взвешенные частицы размером до 25 микрометров (молодые особи и до 1 микрометра). Отметим, что фильтры, созданные человеком, пока ещё не способны совершить что-либо подобное. Затем планктон становится пищей для рыб и моллюсков.

Улитки очищают воду и стенки сосудов от слизи. Как следствие, растениям и организмам поступает больше света (улучшается фотосинтез). Моллюски фильтруют около 40 литров воды в день и при этом поглощают около 99,5% коллоидных веществ. Последним, кстати, вода подчас достаётся даже более чистая, чем та, что окружает их в естественной среде обитания. Таким образом, на данном этапе можно даже говорить о взаимовыгодном сотрудничестве человека и моллюсков.

Один сенатор в шутку назвал создателей "Живых Машин" скрягами: ходят по болотам, собирают растения, ил и грязь, чтобы потом ими чистить воду (иллюстрация Penn State).

Главное преимущество Living Machines перед классическими заводами в том, что они по-своему просты и полностью дружественны природе. Никаких тебе сложных и дорогостоящих химических соединений, многоступенчатых систем фильтров и сложных в производстве технических сооружений.

Соответственно, проще становится и уход за системой. Именно по этой причине Living Machine могут очищать воду, необходимую как для нужд обычного садового участка, так и целого зоопарка (от 9,5 до 757 тысяч литров в день). Кстати, последний был заказан Северным зоопарком (Noorder Dierenpark) голландского города Эммена.

Кроме того, если обычные очистные сооружения в результате своей работы всё равно дают некоторое количество токсичного осадка, то Living Machines почти все загрязнители переводят в биомассу.

Джон Тодд, по его собственному признанию, в начале своей карьеры был "учёным, наблюдавшим Конец Света". Ему очень хотелось разузнать секреты лесов и озёр (фото CNN).

Среди аргументов сторонников природных методов очистки есть и ещё один немаловажный пункт: затраты на строительство и работу комплекса инженерных сооружений значительно больше.

Living Machines почти полностью состоят из природных составляющих, в то время как для создания классических очистных заводов природные ресурсы необходимо перерабатывать. Кроме того, доказано, что на получение того же количества чистой воды затраты на энергию в Living Machines на 10-25% ниже.

Первая миниатюрная экосистема появилась в далёком 1969 году (тогда её название, конечно же, было другим), и с тех пор Living Machines постоянно развивались и улучшались.

К 1999 году компания Living Technologies установила на территории США шестнадцать водоочистных природных систем, и ещё восемь за их пределами. Некоторые используют Living Machines для муниципальных нужд, некоторые для предприятий (есть среди них даже производители шоколада).

Сейчас только в Америке планируется построить ещё шесть подобных систем.

Типичная схема работы Living Machine: 1 – вход загрязнённой воды в систему, 2 – основной резервуар, 3 – фильтр, 4 – теплица с растениями, 5 – система дезинфекции (если нужна), 6 – пульт управления, 7 – бак для очищенной воды, 8 – повторное использование чистой воды (фото Living Machines).

С каждым годом создатели стремятся улучшить характеристики выпускаемой продукции. В частности, учёные стараются максимально увеличить площадь поверхности контакта биоты с водой. Кроме того, разрабатываются всё новые и новые ячейки для лучшей очистки воды.

"Всё гениальное – просто". Да, именно так. Но сложно недооценить, как много работы проделали разработчики Living Machines и сколько всего нового они открывают людям каждый день, предлагая самые разные природные (экологически чистые) решения под конкретные задачи.

А так выглядит часть водоочистных сооружений компании Tyson Foods в Берлине (фото и иллюстрация с сайта toddecological.com).

Недавно ещё одному концепту компании присудили награду Buckminster Fuller Award за очистку водных запасов Аппалачей.

Сейчас под названием Living Machines по всему миру (список основных проектов смотрите здесь) выпускаются системы с самым разным предназначением. А некоторые варианты и вовсе имеют другие названия, хотя работают по тому же принципу.

Но что бы мы делали, не будь гениального Джона Тодда?