КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 17-74-10147

НазваниеРазработка метода утилизации санитарно-бытовых отходов для получения минеральных удобрений применительно к замкнутым экосистемам

Руководитель Трифонов Сергей Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" , Красноярский край

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-302 - Химическая экология

Ключевые слова Санитарно-бытовые отходы, утилизация органических отходов, замкнутые системы жизнеобеспечения, звено высших растений, минеральные удобрения.

Код ГРНТИ87.24.27

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Создание продолжительно функционирующих обитаемых космических станций, удаленных от Земли, таких как лунная или марсианская базы, а также как и специальные станции и базы в земных условиях (полярные или морские нефтяные платформы и др.) требует применения технологии систем жизнеобеспечения (ЗСЖО) с различной степенью замкнутости, благодаря чему возможно снизить стоимость их обслуживания за счет регенерации компонентов среды внутри системы. В таких ЗСЖО необходима экологически чистая и быстрая переработка различных органических отходов, образующихся внутри системы, для вовлечения, содержащихся в них элементов, в круговоротные массообменные процессы. В Институте биофизики СО РАН разработан метод физико-химической утилизации органических отходов в водном растворе перекиси водорода под действием переменного электрического тока, так называемый метод «мокрого» сжигания. В результате такой переработки образуется минерализованный раствор, который может быть использован как компонент минерального питания растений и газ некоторого состава, содержащий в себе в основном кислород и углекислый газ после полного цикла очистки. Пригодность данного метода была доказана в многочисленных экспериментах по выращиванию культурных растений с использованием продуктов реактора после утилизации экзометаболитов человека (плотные и жидкие отходы) и растительных отходов (солома пшеницы и несъедобная часть овощных культур) и широко опубликована в рейтинговых научных журналах как в России, так и за рубежом. Однако помимо растительных и отходов жизнедеятельности человека в ЗСЖО образуются также и санитарно-бытовые отходы, масса которых может достигать значительных значений в ходе эксплуатации станции. Данные отходы можно разделить на следующие категории: пищевые, упаковки пищевых продуктов, санитарно-гигиенические отходы (салфетки, полотенца, бумага, использованные гигиенические и медицинские средства и др.). Согласно исследованиям ежесуточный прирост их массы в расчете на одного человека может достигать до 2 кг/(сут•чел), поэтому возникает вопрос возможности их утилизации с последующим внесением высвободившихся минеральных элементов в питательные растворы для звена высших растений. Таким образом, очевидна актуальность разработки метода утилизации санитарно-бытовых отходов для получения минеральных удобрений применительно к условиям ЗСЖО, как востребованной научной проблемы. В данном проекте предлагается в качестве основы метода утилизации санитарно-бытовых отходов использовать ранее разработанную технологию «мокрого» сжигания и адаптировать ее к поставленным задачам проекта. Для этих целей на первом этапе планируется сформировать модельную смесь бытовых отходов, включающую пищевые отходы, салфетки, полотенца, бумажную пищевую упаковку и возможно другие элементы. Далее эту смесь предполагается минерализовать в реакторе «мокрого» сжигания при различных режимах физико-химической переработки (сила тока, напряжения, возможно, внесение дополнительного окислителя в виде азотной кислоты), а также при необходимости будут подключены дополнительные методы переработки: каталитическое окисление в твердой или жидкой фазе, автоклавирование и т.п. По итогу первого этапа будет выработан наиболее оптимальный метод утилизации отходов по таким параметрам, как глубина минерализации и безопасность образующихся продуктов. На втором этапе проекта будут выполнены эксперименты по апробации приготовленного с использованием полученных минерализованных санитарно-бытовых отходов питательного раствора и проведено сравнение с контрольными вариантами, в которых будут использована стандартная питательная среда. Научная новизна данного проекта заключается в том, что, с одной стороны, будет разработана экологически чистая технология минерализации санитарно-бытовых отходов, а с другой стороны – будет разработана технология вовлечения таких отходов в массообмен ЗСЖО, характеризующийся экологической безопасностью и доступностью полученных продуктов для ассимиляции их звеном высших растений как в жидкой фазе (за счет питательного раствора), так и возможно в газообразной форме (например, СО2). В случае образования поллютантов будут найдены пути для их трансформации в продукты, легко включающиеся в круговоротный процесс.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---