Ученые Томского политехнического университета разработали технологию и создали опытную биоэнергетическую установку по переработке органических отходов в биогаз и биоудобрения. Система электроактивации позволяет ускорить процесс метаногенеза до пяти раз, повысить производительность процесса и объемы выхода биогаза. 

Принцип действия опытной биогазовой станции основан на анаэробном процессе метанового брожения — превращения биомассы в энергию. Работать она может практически на любых органических отходах, за исключением тех, что содержат лигноцеллюлозу. В Европе такие технологии используются давно и достаточно широко, однако в России работают всего несколько установок: в Белгороде, Калуге, Татарстане.

«Отходы животноводства и птицеводства часто складируют рядом с фермами и предприятиями, это может вызвать появление неприятного запаха и биологическое заражение почвы.

Наша технология позволяет не только бороться с этими проблемами, но и получать дополнительные ресурсы.
Во-первых, биогаз, который с помощью биогенераторов можно преобразовывать в тепло и электричество, во-вторых, два вида удобрений: твердое — перегной и жидкое — рекультивант, восстанавливающий плодородность почв и соответствующий требованиям ГОСТа», — говорит директор Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ Алексей Яковлев.

 

Экспериментальная установка состоит из реактора подготовки емкостью 450 литров, куда помещается отфильтрованное сырье, разбавленное водой, гидравлической системы, гомогенизирующей отходы и подогревающей их до +37,5 °С, основного реактора метанового брожения, оснащенного автоматизированной системой перемешивания, и накопителя. Работа установки максимально автоматизирована. Основное ноу-хау томских ученых — это система электроактивации.

«На данную технологию получен патент. Воздействие электрического тока на органику помогает стабилизировать и ускорить процесс, метаногены начинают работать активнее, поглощают больше органики, увеличивается выход биогаза. В классических установках такой системы нет,
— поясняет один из разработчиков, инженер-технолог по биогазовым установкам Инженерной школы новых производственных технологий Алексей Коледов. — Метановое брожение в мезофильном режиме занимает от 20 до 60 суток, это зависит от типа сырья, его влажности и других факторов. Нам уже удалось ускорить процесс в пять раз. Самое длительное брожение занимает десять дней, а самое короткое — четыре».

Сейчас биоустановка ТПУ работает в формате эксперимента. Ученые загружают в реактор 100 литров подготовленного субстрата в сутки. Сырьем служат отходы жизнедеятельности крупного рогатого скота. Сейчас мощность работы установки составляет порядка 2,5 кубометра биогаза в сутки. Причем политехники планируют еще сильнее ускорить процесс метаногенеза.

«Мы работаем над подбором оптимальных режимов, ежедневно снимаем все параметры. Если в течение 7-10 дней все показатели будут в норме, то мы будем увеличивать нагрузку. В финале мы планируем уменьшить продолжительность процесса до двух суток», — отмечает Алексей Коледов.

По словам разработчиков, биогаз, получаемый в новой установке, имеет повышенное содержание метана (60-70 %) и по своим качествам очень близок к природному газу. Кроме того, ученые могут не просто собрать установку с нуля, но и усовершенствовать практически любую действующую биогазовую станцию, которая уже эксплуатируется или только создается. Сейчас научный коллектив находится в поисках инвесторов для дальнейшего развития проекта.


 

«По сути, фермерские хозяйства могут получать ресурсоэффективный продукт, окупающий их капиталовложения. Такая установка может стать альтернативным источником энергии в сложных климатических условиях Сибири. Уже сейчас в Томской области разрабатываются нормативные акты, регулирующие так называемый зеленый тариф (предназначается для привлечения инвестиций в технологии использования возобновляемых источников энергии – ред.). Мы планируем участвовать в этих проектах и в Томской области, и в других регионах», — сообщил Алексей Яковлев.

Сейчас разработчики ТПУ работают с партнерами, чтобы доказать эффективность технологии. Эксперименты, в частности, проводятся в сотрудничестве с первой в Томской области роботизированной малой фермой в селе Ягодном Асиновского района. Сейчас в хозяйстве 800 коров, что дает достаточно большой объем отходов. Прорабатывается вопрос постройки установки рядом с фермой и поиска инвестора, который мог бы вложить средства в строительство.

 

Источники

Установка, разработанная в ТПУ, ускоряет получение биогаза из отходов
Город финансов (gorodfinansov.ru), 08/05/2020
Установка, разработанная в ТПУ, ускоряет получение биогаза из отходов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 07/05/2020
Установка, разработанная в ТПУ, ускоряет получение биогаза из отходов
События дня (inforu.news), 07/05/2020
В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов
Discounte Center (sokol-online.ru), 29/04/2020
В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов
Pcnews.ru, 29/04/2020
В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов
Seldon.News (news.myseldon.com), 29/04/2020
Установка, разработанная в ТПУ, ускоряет получение биогаза из отходов
Популярная механика (popmech.ru), 29/04/2020
В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 29/04/2020
Томские ученые создали аппарат для выработки энергии из органических отходов
Seldon.News (news.myseldon.com), 29/04/2020
Томские ученые создали аппарат для выработки энергии из органических отходов
Томск.ру (tomsk.ru), 29/04/2020
Томские ученые создали аппарат для выработки энергии из органических отходов
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 29/04/2020
Томские ученые создали аппарат для выработки энергии из органических отходов
Russia24.pro, 29/04/2020
Установка, разработанная в ТПУ, ускоряет получение биогаза из отходов
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 29/04/2020

Похожие новости

  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    2023
  • 14/03/2019

    Созданный в ТГУ «робот» помогает выбрать профессию через соцсеть

    ​Это приложение разработали доцент факультета психологии ТГУ Валерия Мацута, сотрудник Института человека цифровой эпохи ТГУ Артем Фещенко и представители компании Digital Human. В начале марта «Робот-профориентатор» дал рекомендации старшеклассникам во время главного профориентационного мероприятия весны – «Московского дня профориентации и карьеры».
    1110
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    2273
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    2813
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    2067
  • 18/01/2019

    Томская апирантка создала IT-программу для картирования загрязненных водоемов

    ​Молодая исследовательница Биологического института ТГУ Владислава Перминова при поддержке программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям работает над созданием информационной системы для картирования нефтезагрязненных континентальных водоемов.
    1411
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    1483
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    2238
  • 29/07/2019

    Технология томских ученых по очистке дна водоемов от нефти прошла госэкспертизу

    Технология "Аэрощуп", созданная учеными  Биологического института Томского госуниверситета (БИ ТГУ) для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, первой в России получила "знак качества" от экспертов Росприроднадзора, сообщила РИА Томск представительница пресс-службы вуза.
    768
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    1921