Микроб вам в помощь!

Тамара КУЛАКОВА
21.08.2020 10:56
Калужские экологи предлагают прогрессивный способ очистки сточных вод.

    В КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана создана компактная установка, в которой плавают специально подобранные микробы-электрогены. Если их покормить, скажем, отходами молочного производства, то электроэнергии, вырабатываемой микроорганизмами, хватит, чтобы зажечь светодиод.

   Бациллы бывают полезными

    Ученые уже давно знали, что некоторые микробы способны превращать химическую энергию органических веществ в электрическую. Но приручить их не так-то легко – при довольно значительных расходах эффективность установки получается небольшой.

    На кафедре экологии и промышленной безопасности Бауманского около двух десятилетий ученые вели исследования в этом направлении – создавали разные типы конструкций из различных материалов, подбирали наиболее подходящие микроорганизмы, варьировали температуру и другие режимы испытаний.
Конечная цель – очистить стоки предприятий, загрязняющих окружающую среду органикой, и одновременно получить биоэлектричество.

    К предприятиям, дающим органические стоки, относятся все производители, которые нас кормят, - мясокомбинаты, животноводческие комплексы, пивоваренные заводы, рыбообрабатывающие компании, заводы молочной отрасли. Отходы производства ряда таких предприятий брались в качестве питательной среды для экспериментов. Многие исследования калужане вели совместно с учеными Московского института медико-биологических проблем.

    Теперь установка биологической утилизации действует в лаборатории, и пора переходить к более масштабной работе, к примеру, на перерабатывающем предприятии, где объемы стоков исчисляются не литрами, а сотнями кубометров.

   Перспективный МТЭЛ

    В мировой практике утилизация органических стоков распространена во многих странах. В Китае, например, очень популярны метантенки – особые резервуары, где жидкие отходы небольших ферм и других хозяйств сбраживаются без доступа воздуха, выделяя метан. Потом этот биогаз можно продать, можно сжечь для обогрева как обычное топливо или, поставив генератор, превратить в электричество.

   В установке, созданной калужскими экологами, происходят похожие процессы, но электроэнергия получается сразу, без промежуточных этапов, причем намного быстрее. Такие аппараты в науке получили название микробных топливных элементов (МТЭЛ). Во многих лабораториях мира идут попытки разработать оборудование с достаточной эффективностью, в том числе в нашей стране работы ведутся на биофаке МГУ и в Институте медико-биологических проблем. Но ни в России, ни в других странах до широкого промышленного применения пока не дошло, то есть калужская установка может оказаться в числе первых.

    Разработка уже запатентована, и получен патент № 175765 на полезную модель «Биоэлектрохимическое устройство».

   Команда убеждена, что внедрение их технологии для очистки сточных вод имеет огромные перспективы не только для областного центра. МТЭЛы пригодны для получения электричества в процессе утилизации органических отходов пищевой промышленности, сельского хозяйства, муниципальных сточных вод. Они применимы в любых труднодоступных районах, где требуются источники энергии, включая космические станции.

    Конкурс инноваций «СтартАпФабрика-2020» инициирован городской управой Калуги, организатором выступил Калужский студенческий бизнес-инкубатор при участии КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Партнерами стали КЭМЗ, «Тайфун», КАДВИ, НПО «Геоэнергетика», «Автоэлектроника».

    Цели проекта: 
  • поиск инновационных технологий и продуктов, способных повысить эффективность экономики города, а также обеспечить быструю интеграцию разработок в реальные бизнес-процессы, в том числе путем их внедрения на калужских промышленных предприятиях.
    Среди заявок, поданных на конкурс:
  • разработка системы автоматического управления газотурбинным двигателем;
  • предложения по разработке новых высокочастотных и сверхвысокочастотных устройств для применения в радиоэлектронной аппаратуре;
  • ремонтно-восстановительные технологии (наплавка, наварка и т.п.) изношенных металлических деталей и другие проекты. 

   Конкурсинноваторов

    Установка обладает множеством достоинств: действует бесшумно, так как нет движущихся частей, обеспечивает экологическую чистоту и безопасность, надёжна и проста в эксплуатации. МТЭЛ в отличие от обычных аккумуляторов способен работать практически неограниченное время, пока поступает топливо - органические стоки различных видов. К тому же модульная конструкция позволяет относительно легко наращивать мощность уже готовых энергетических установок. Имеется возможность параллельной генерации тепла.

    По оценкам авторов, при объеме стоков 100 кубометров в сутки расходы на установку составят примерно 3 млн рублей и окупятся за 3 года.

    Заявку на разработку «Энергосберегающей технологии очистки сточных вод с применением микробных топливных элементов» бауманцы подали на конкурс «СтартАпФабрика-2020», объявленный горуправой Калуги.

    Отметим, что эту технологию можно использовать для биомониторинга состояния воды по показателям биоэлектрической активности.

Поделиться публикацией
Яндекс.Метрика