WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

«Организация: ФГУ «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» Создан на основании ...»

Разработка биотехнологического процесса

окисления аммония микроорганизмами в

бескислородных условиях для очистки

сточных вод

Руководитель исследования:

Пименов Николай Викторович, докт. биол. наук, зам.

директора

Организация:

ФГУ «Федеральный исследовательский центр

«Фундаментальные основы биотехнологии» Российской

академии наук»

Создан на основании приказа ФАНО России №1420 от 31 декабря 2014 года о реорганизации ФГБУН Институт биохимии им.

А.Н. Баха РАН в форме присоединения к нему ФГБУН Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН и ФГБУН Центр «Биоинженерия» РАН.

Науки о жизни Цели и задачи исследования Целью проекта является разработка основ высокоэффективной технологии микробиологической очистки сточных вод на основе процесса аноксидного окисления аммония активным илом анаммокс для Люберецких очистных сооружений г. Москвы, а также очистных сооружений РФ.

Задачи исследования:

1. Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, проведение патентных исследований и обоснование выбора процесса анаммокс для эффективного удаления азота из фильтратов сброженного осадка.

2. Разработка технической документации, проектирование, сборка и запуск однореакторной лабораторной и пилотной установок Анаммокс, проведение их исследовательских испытаний с использованием широкого спектра физико-химических, микробиологических, физиолого-биохимических и молекулярно-биологических методов.



3. Определение состава микробного консорциума ила анаммокс микроскопическими и молекулярными методами на разных этапах эксплуатации лабораторной и пилотной установок.

4. Наработка в пилотной установке экспериментального образца активного ила Анаммокс для инокуляции промышленного биореактора.

5. Технико-экономическое обоснование применения технологии Анаммокс на Люберецких очистных сооружениях.

6. Подготовка ТЗ на проведение опытно-технологических работ (ОТР) по теме «Разработка технологии аноксидного окисления Анаммокс на Люберецких очистных сооружениях» и рекомендаций по эксплуатации промышленного реактора Анаммокс на Люберецких очистных сооружениях.

Номер соглашения 2 Актуальность исследования Анаммокс процесс является высокоэффективным (удаляется 90% азота) и экономичным, поскольку на единицу удаленного азота тратится на 60% меньше кислорода, образуется меньше избыточной биомассы, а для роста микроорганизмов не требуется органическое вещество.

Сложность разработки анаммокс технологий обусловлена тем, что процесс осуществляется не отдельными штаммами, а консорциумами микроорганизмов. Состав такого консорциума зависит от химического состава конкретных сточных вод, поэтому технологический процесс должен быть адаптирован для конкретного потребителя.

Несмотря на очевидную привлекательность анаммокс-технологии, ее широкое внедрение началось лишь в последние годы. Первая установка была запущена на сооружениях Dokhaven в Нидерландах.

На сегодняшний день процесс Анаммокс в промышленных масштабах применяется на сооружениях по очистке муниципальных и промышленных сточных вод во многих странах мира - CША, Китае, Нидерландах, и др. В России процесс Анаммокс для очистки сточных вод на крупных очистных сооружениях никогда не использовался, и отечественных разработанных технологий такого типа не известно.

Номер соглашения Описание исследования

Схема проведенных экспериментальных исследований включала:

1. Поиск на очистных сооружениях АО Мосводоканал активного ила, где возможно протекание процесса анаммокс или в котором присутствуют бактерии Анаммокс в количествах, достаточных для использования в качестве инокулята.

2. На базе стандартного биореактора (ферментера на 1 л), представляющего собой упрощенную модель разрабатываемой лабораторной установки анаммокс, было проведено наращивание биомассы консорциума микроорганизмов, включающего анаммокс бактерии, способного осуществлять процесс аноксидного окисления аммония

3. Динамику развития анаммокс-бактерий в консорциуме микроорганизмов активного ила анаммокс определяли по изменению скорости окисления аммония, микроскопическими (световая и электронная микроскопия), а также с использованием пиросеквенирования нуклеотидных последовательностей фрагментов генов 16S рибосомой РНК.

Номер соглашения 4 Описание исследования

4.Разработка технической документация на однореакторную лабораторную установку, проектирование, сборка и запуск однореакторной лабораторной установки Анаммокс, состоящей из основного реактора объёмом 100 л и отстойника объемом 15 л, перекачивающего и перемешивающего оборудования, системы аэрации и подогрева реактора, а также системы контроля кислорода, температуры и рН. Однореакторная лабораторная установка анаммокс представляла собой технологический прототип однореакторной пилотной установки анаммокс и обеспечивала наработку образцов экспериментального ила для запуска пилотной установки.

Номер соглашения Описание исследования

5. По результатам исследовательских испытаний однореакторной лабораторной установки анаммокс в условиях разной нагрузки по аммонийному азоту, расчета эффективности удаления азота экспериментальным образцом активного ила анаммокс на основании определения концентрации суммарного минерального азота (аммония, нитратов, нитритов) в сточной и очищенной воде с помощью физико-химических методов, была разработана техническая документация, спроектирована и запущена на Люберецких очистных сооружениях г. Москвы однореакторная пилотная установка.

Пилотная установка состоит из емкостного оборудования (основного реактора объемом 20 м3, первичного и вторичного отстойников объемом по 4 м3, реактора-дожигателя), процеживающей дуговой решетки для удаления крупнодисперсных примесей с бакомприемником, реактора-измельчителя, перекачивающего и перемешивающего оборудования, системы аэрации (воздуходувка, трубопроводы, аэраторы), системы терморегуляции реактора (теплообменник, системы нагревания и охлаждения), системы автоматизации и управления установкой, контроля параметров (кислорода, температуры, рН и других показателей), а также архивирования данных (контрольноизмерительных приборов (КИП) и автоматизированной системы управления (АСУ)).

Номер соглашения Описание исследования

6. Проведены длительные (более 7-ми месяцев) исследовательские испытания пилотной установки анаммокс в режиме непрерывной подачи сточных вод, постоянного (ежедневного) контроля содержания минерального азота, кислорода, рН, температуры. Отработаны схемы действия при различных сбоях работы установки (снижение/повышение уровня содержания кислорода, температуры, рН), сопровождающегося ухудшением очистки сточных вод, установлены сроки восстановления нормального режима процесса анаммокс.

7. Оптимизация алгоритма управления установкой, накопление биомассы активного ила Анаммокс для запуска промышленного биореактора, а также проведение необходимых исследований для проектирования промышленного реактора на Люберецких очистных сооружениях г. Москвы.

Номер соглашения Результаты исследования

–  –  –

Номер соглашения 10 Практическая значимость исследования Непосредственным результатом работы будет внедрение технологии Анаммокс на Люберецких очистных сооружениях АО "Мосводоканал", а в случае успешного запуска промышленного биореактора Анаммокс также на других объектах АО "Мосводоканал".

Разработанная технология легко может быть внедрена и эффективно использована на большинстве крупных коммунальных очистных сооружениях (где используется метановое сбраживание осадка сточных вод и гравитационное уплотнение избыточного ила) и очистных сооружениях промстоков с высоким содержанием аммония (свинокомплексы, птицефабрики, заводы по производству минеральных удобрений, металлургические заводы и др.).

Экономика внедрения технологии Анаммокс на ЛОС Экономия МВК - 65 млн. рублей в год.

Затраты на внедрение технологии на Люберецких очистных сооружениях – 450 млн рублей.

Срок окупаемости – 6-7 лет

•Новая технология ввиду её простоты и дешевизны будет конкурентноспособной с другими подобными технологиями в мире. На этой основе возможно международное сотрудничество по внедрению нашей технологии или усовершенствовании имеющихся технологий в других странах.





Номер соглашения 1

Расчеты:

В основе высокой экономичности технологии Анаммокс лежат: 1) меньшее потребление кислорода для окисления аммония (т.е., в конечном счете, и электроэнергии на подачу воздуха в биореакторы), 2) меньшее образование активного ила (что снижает образование осадков сточных вод, вывозимых на полигоны ТБО), 3) снижение экологических выплат. В итоге стоимость удаления 1 кг азота снижается.

Суммарная ежегодная экономия на электроэнергии, вывозе осадка и штрафах составит 65 млн. рублей.

Капитальные затраты – 450 млн. руб.

Срок окупаемости – 450/65=7 лет.

–  –  –

Номер соглашения Перспективы использования результатов исследования в РФ до 2020 года

- Сегодня в области коммунальных ОС можно внедрять технологию Анаммокс на 5 ОС крупных городов, где есть метановое сбраживание. Для очистки 10 тыс. м3/сут, 5000 кг азота, затраты на строительство 5 ОС составят 150 млн рублей.

Выгода будет 30 млн. руб. в год. Срок окупаемости – 5 лет.

- В ближайшие годы рынок коммунальных ОС должен вырасти в 10 раз (города-миллионники, будет метановое сбраживание, вырастут эко-штрафы) и выгода составит 300 млн. руб. в год.

Срок окупаемости – 5 лет.

-В ближайшие годы в области очистки стоков хим.

промышленности от аммония на 10 предприятиях по производству хим. удобрений выгода составит от 3 млрд.

руб./год. При стоимости биореакторов Анаммокс 5 млрд. руб. срок окупаемости – 2-3 года;

-в области очистки промстоков от с/х предприятий потребность в Анаммокс-технологиях составит 500 тыс кг азота. Выгода составит 3 млрд рублей.

–  –  –

Пименов Николай Викторович, зам. директора ФИЦ Биотехнологии РАН, тел. +7 (499) 1353175, e-mail: npimenov@fbras.ru, npimenov@mail.ru Исследование выполнено в рамках программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы»

Результаты исследования представлены на стенде номер стенда

–  –  –



Похожие работы:

«АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИН ББК 53.53 УДК 616 А 59 Черешнев В. А., Родионов С. Ю., Черкасов В. А., Малютина Н. Н., Орлов О. А. Альфа-фетопротеин. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. – 376 с. В монографии отражены современные данные о стр...»

«Тренировочная работа по подготовке к ОГЭ по БИОЛОГИИ 18 декабря 2014 года 9 класс Вариант БИ90103 Район Город (населённый пункт) Школа Класс Фамилия Имя Отчество © СтатГрад 2014–2015 уч. г. Публикация в Интернете или п...»

«Черногаев Виталий Геннадьевич ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕХНОГЕННЫХ НАРУШЕНИЙ НА ДИНАМИКУ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА МЕЩЕРСКОЙ НИЗМЕННОСТИ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель...»

«Махубрахманова В.Р., Набережночелнинский государственный педагогический университет, г. Набережные Челны, (Россия), radik-mah65@mail.ru ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ И НРАВСТВЕННОСТЬ Аннотация. Раскрывается сущность понятий "экологическое образование", "нравственность". Рассмотрены особенност...»

«СОДЕРЖАНИЕ Новикова Л. А., Чистякова А. А., Чепкасова Т. М. ДЮКОВА ГАЛИНА РОМАНОВНА ЭКОНОМИКА, СОЦИОЛОГИЯ, ПРАВО Воронюк Е. П.О РОЛИ ЧАСТНОГО НОТАРИАТА ВО ВНЕСУДЕБНОЙ ЗАЩИТЕ КОНСТИТУЦИОННЫХ ПРАВ ГРАЖДАН Даневская А. М.О РЕАЛИЗАЦИИ ПРАВА ГРАЖДАН НА ОБЪЕДИНЕ...»

«03.03.01 – физиология, мед. Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 21 декабря 2010 г. № 275 Цели и задачи программы-минимума Программа кандидатского экзамена, при условии освоения сформулированных в ней требований, должна позволить соискателю освоить, а экзаменаторам объ...»

«Вржещ Евгений Петрович Влияние аминокислотных замен на спектральные свойства флуоресцентных белков на примере mRFP1 03.01.02 – биофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук МОСКВА 2012 Работа выполнена на кафедр...»

«Дубровин Родион, гр. 510 Процесс перехода к устойчивому развитию является глобальным, и отдельно взятая страна не может перейти на этот путь, пока другие страны будут оставаться в рамках старой модели развития. Вот почему важно использовать стихийно начавшийся п...»

«КРУГЛЯКОВ Павел Михайлович ДИНАМИКА ФЛОРИСТИЧЕСКОГО СОСТАВА БЕРЕЗНЯКОВ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ ОБИ ПОД ВЛИЯНИЕМ РУБКИ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ 03.00.05 – ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степен...»

«Семинар Река Луга: экологическое состояние и пути его улучшения 21 ноября 2013 года, город Луга Современное аква биологическое состояние среднего течения реки Луга и нижнего и среднего течения рек Саба и Ящера и рекомендации по улучшению аква биологического состояния этих рек в ближайшее время и в п...»








 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.