Разработка технологии минерализации рыбных отходов в реакторе "мокрого" сжигания для замкнутых экосистем космического назначения
Автор: Трифонов С.В., Морозов Е.А., Мурыгин А.В., Тихомиров А.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 4 т.18, 2017 года.
Бесплатный доступ
Технологии утилизации органических отходов внутри замкнутых экосистем (ЗЭС) космического назначения позволяют вовлекать вещество отходов в массообменный процесс ЗЭС, что обеспечивает поддержание жиз- недеятельности экипажа. Среди таких технологий перспективной представляется комплексная технология, включающая утилизацию и вовлечение во внутрисистемный массообмен рыбных отходов. Это связано с тем, что рыба рассматривается как один из перспективных источников животного белка для экипажа ЗЭС. В связи с этим представлены результаты исследований по разработке технологии минерализации органических отхо- дов, включая рыбные отходы. Требования, предъявляемые к такой технологии, включают, в частности, эколо- гичность образующихся продуктов, приемлемую скорость переработки (среднее время переработки суточной нормы отходов не превышает суток), достаточную легкость и компактность, простоту включения продук- тов в трофическую цепь биологических звеньев ЗЭС и возможность совместно перерабатывать различные типы органических отходов, характерных для ЗЭС (плотные и жидкие отходы жизнедеятельности человека, несъедобная растительная биомасса и продукты жизнедеятельности и несъедобная биомасса других биологи- ческих звеньев ЗЭС). Разработанный в Институте биофизики СО РАН метод «мокрого» сжигания в перекиси водорода удовлетворяет вышеперечисленным требованиям и был взят за основу технологического процесса утилизации рыбных отходов. В ходе исследования была экспериментально доказана эффективность совмест- ного окисления рыбных отходов с экзометаболитами человека, что в совокупности с процессом пережигания осадка в реакторе «мокрого» сжигания позволяет минерализовать рыбные отходы в достаточной мере, что- бы использовать продукты переработки в качестве источника минерального питания растительного звена ЗЭС. Общее время технологических процессов составляет примерно 14 ч. Удается вывести в доступную для растений форму более 90 % минеральных макроэлементов. Полученная динамика процесса позволяет в даль- нейшем наладить автоматическое управление реактором на основании показаний текущего времени с воз- можностью аварийного отключения по показаниям давления, температуры и силы тока. Представленная работа открывает перспективы для разработки блока физико-химической комплексной переработки различ- ных видов органических отходов для ЗЭС космического назначения.
Замкнутые системы жизнеобеспечения, массообмен, технологические процессы, переработка отходов, удобрения
Короткий адрес: https://sciup.org/148177783
IDR: 148177783
Список литературы Разработка технологии минерализации рыбных отходов в реакторе "мокрого" сжигания для замкнутых экосистем космического назначения
- Перспективы использования «мокрого» сжигания органических отходов в пероксиде водорода для замкнутых систем жизнеобеспечения/С. В. Трифо-нов //Химия в интересах устойчивого развития. 2014. № 2 (22). С. 203-208.
- Trifonov S. V., Kudenko Yu. A., Tikhomirov A. A. Bioassay of products of organic waste mineralization: An approach for closed ecosystems//Ecological Engineering. 2016. Vol. 91. P. 139-142.
- Пат. 2111939 Российская Федерация, МКИ6 C 05 F 3/00. Способ утилизации отходов жизнедеятельности человека и несъедобной биомассы растений, приводящий к получению из них удобрений/Куденко Ю. А., Павленко Р. А. № 96114242/13; заявл. 10.07.96; опубл. 27.05.98, Бюл. № 15. 4 с.
- Зaмкнутaя cиcтемa: челoвек -выcшие рacтения/пoд ред. Г. М. Лиcoвcкoгo. Нoвocибирcк: Нaукa, 1979. 160 c.
- Gitelson J. I., Lisovsky G. M., MacElroy R. Man-made Closed Ecological Systems. Taylor & Francis Inc., 2003. 400 p.
- Trifonov S. V., Kudenko Y. A., Tikhomirov A. A. Prospects for using a full-scale installation for wet combustion of organic wastes in closed life support systems//Life Sciences in Space Research. 2015. Vol. 7. P. 15-21 DOI: 10.1016/j.lssr.2015.08.003
- Пат. 141130 Российская Федерация. C 05 F 3/00. Устройство утилизации отходов жизнедеятельности человека и несъедобной биомассы растений, приводящее к получению из них удобрений/Трифонов С. В., Куденко Ю. А., Тихомиров А. А., Дегерменджи А. Г. № 2013154367/13; заявл. 06.12.13; опубл. 27.05.15, Бюл. № 15. 4 с.
- Кабальский В. Н. Выращивание рыб в малых водоемах фермерских хозяйств//Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2013. № 14 (19). C. 69-73.
- Development of human exometabolites deep mineralization method for closed ecosystems/A. A. Tikhomirov //Doklady Biochemistry and Biophysics. 2016. Vol. 470. P. 316-318 DOI: 10.1134/S1607672916010051
- Физико-химическая переработка экзометаболитов человека для замкнутых систем жизнеобеспечения/Е. Ф. Сутормина //Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. С. 413-420.
- Assessment of Composition and Toxicity for Plants of Gases Produced during Physicochemical Processing of Human Exometabolites as Applied to Biotech-nical Life Support Systems/A. A. Tikhomirov //Doklady Biochemistry and Biophysics. 2011. Vol. 441. P. 252-254 DOI: 10.1134/S1607672911060032
- Электросинтез перекиси водорода из кислорода в газодиффузионных электродах в растворах минерализованных экзометаболитов/Г. А. Колягин //Электрохимия. 2013. № 10 (49). С. 1120-1124 DOI: 10.7868/S0424857013100095
- Characteristics of the soil-like substrates produced with a novel technique combining aerobic fermentation and earthworm treatment/W. Kang //Advances in Space research. 2012. Vol. 50. P. 1495-1500. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2012.06.038.
- Velichko V. V., Tikhomirov A. A., Ushakova S. A. Estimating CO2 gas exchange in mixed age vegetable plant communities grown on soil-like substrates for life support systems//Life Sciences in Space Research, 2017. Article in press. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.11.001.
- Light intensity and production parameters of phytocenoses cultivated on soil-like substrate under controlled environment conditions/А. А. Tikhomirov //Advances in Space Research. 2003. № 31 (7). P. 1775-1780. DOI: https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)80020-0.
- Use of human wastes oxidized to different degrees in cultivation of higher plants on the soil-like substrate intended for closed ecosystems/А. А. Tikhomirov //Advances In Space Research. 2010. Vol. 46. P. 744-750. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2010.02.024.
