momus24

На Пикабу
поставил 13221 плюс и 22 минуса
отредактировал 2 поста
проголосовал за 3 редактирования
Награды:
С Днем рождения, Пикабу!5 лет на Пикабу
125К рейтинг 96 подписчиков 159 комментариев 72 поста 50 в горячем
24

Ликбез по биорециклингу: часть 2

Ликбез по биорециклингу: часть 1


4. Вермикомпостирование. Переработки органики при помощи червей. Очень похожий на традиционное компостирование способ рециклинга, отличающийся тем, что в качествe основного двигателя переработки выступают не бактерии и микроорганизмы, а черви, поедая органику и перерабатывая ее в питательные субстраты для растений. Механика процесса схожа: сформировали бурт, запустили червей, ждем.

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

По истечению регламентированного времени считаем, что черви все съели, пропустили через себя и выдали готовый продукт. Теперь, в зависимости от нашей кровожадности, мы или втыкаем в один край бурта электроды и даем ток, чтобы черви ползли "на выход", где мы их и собираем, или пропускаем субстрат вместе с червями через измельчитель, тем самым повышая его питательную ценность, но испытывая некоторую неловкость перед ними.

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

Несмотря на то, что в настоящее время выведено множество видов червей под определенные климатические условия и виды отходов, в силу специфики процесс переработки в открытых буртах возможен только в весенне-летний период. Зимой ситуация выглядит как-то так

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

На мой субъективный взгляд, в открытом виде такая технология возможна на широтах южнее Москвы. Использование закрытых бункеров и модулей позволяет решить эту проблему, но вопрос об экономической целесообразности сего действа остается открытым.

Плюсы: простая технология, высокое качество конечного продукта, медитативность процесса.

Минусы: низкая интенсивность переработки, ограниченность использования в осенне-зимний период.

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

Вермикомпостирование при помощи красных калифорнийских червей в США

5. Термическая сушка. Чистая физика - нагреваем материал, уменьшаем влажность. За счет термообработки погибает вся патогеника, а готовый продукт - сухой и рассыпчатый. Хотим еще уменьшить влажность - повышаем температуру и срок переработки.

Подобные установки применяются во многих отраслях, в рециклинге - не очень часто в силу высокой энергоемкости процесса.

Плюсы: отлаженная и простая технология, на выходе - сухой продукт.

Минусы: конские затраты на электроэнергию, высокие потери питательных веществ.

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

Установка для термической сушки птичьего помета в Китае

6. Пиролиз. Загружаем отходы в бак, создаем зону разрежения (вакуум) и нагреваем отходы до 600-800°С. В результате такой шоковой терапии все, что может уйти в газообразную форму - уходит в виде пиролизного газа. Оставшаяся часть сгорает и может быть использована в виде угля. Из пиролизного газа после очистки и переработки получается метан и масло, которые могут использоваться в промышленности.

Плюсы: максимальное уменьшение количества отходов, производство широкого спектра продуктов

Минусы: адское энергопотребление, танцы с бубном вокруг комиссий СЭС и Росприроднадзора для лицензирования технологии

Ликбез по биорециклингу: часть 2 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Познавательно, Наука, Длиннопост

Пиролизная установка в Белоруссии

Показать полностью 6
11

Ликбез по биорециклингу: часть 1

Всем привет!

В комментариях к прошлому посту у многих возникли вопросы по механике процесса переработки, критериям исходных материалов и получаемому конечным продуктом.


Ударим автопробегом по бездорожью и разгильдяйству и понесем свет знаний в массы.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Сразу оговорюсь: данный пост посвящен биорециклингу - переработке органических отходов за счет биологических реакций бактерий, грибов и микроорганизмов, в результате которых происходит изменение физико-химических свойств материалов и объектов.


Почему рассматриваем только органику? Потому что это наиболее распространенный вид отходов - согласно статистике, в разных странах на органические отходы приходится от 50 до 70% всех отходов. Сколько это в килограммах? Рассмотрим, наверное, наиболее близкий рядовому обывателю вид отходов - твердые коммунальные отходы (ТКО): в России ежегодно образуется около 65 млн тонн, в мировых масштабах - свыше 2 млрд тонн.

Плюсуем сюда отходы сельского хозяйства, пищевой промышленности, перерабатывающего сектора, et cetera, et cetera и получаем цифры за гранью разумного. Поэтому - органика.


Глобально, все технологии переработки направлены на одно и то же - снизить класс опасности отхода, т.е. степень его негативного воздействия на окружающую среду. В соответствии с Федеральным законом от 24.06.1998 N 89-ФЗ (ред. от 02.07.2021) "Об отходах производства и потребления" выделяют 5 классов опасности. Ранжирование идет по нисходящей: 1-й класс - самый опасный, 5-й - практически неопасный. Не буду сильно вдаваться в подробности, для желающих - краткая статья простыми словами. Ключевая задача рециклинга - максимально понизить класс опасности отхода и сделать возможным его использование в производственном цикле.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

По принципу действия технологии биорециклинга разделяются на следующие группы:


1. Длительное выдерживание. Наиболее древняя технология: сваливаем отходы в кучу и оставляем на длительный срок (в среднем 8-12 месяцев, в зависимости от вида отходов). За это время происходит МАГИЯ...

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

...и отходы обеззараживаются. Хотя, ничего удивительного - если меня год не трогать, тоже перестану быть такой язвой по отношению к окружающим. За это время все, что может сгнить - сгниет, взойти - взойдет, обеззаразиться - обеззаразится (фьють, ха!). На выходе получается продукт, который условно безопасен для окружающей среды.

Плюсы: дешево и просто.

Минусы: долго и большие потери питательных веществ в процессе переработки.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Емкость для длительного выдерживания жидкого навоза в США

2. Аэробная ферментация (компостирование). Окисление органики под воздействием кислорода, содержащегося в воздухе. Микроорганизмы, бактерии и грибы, содержащиеся в сырье и имеющие в достаточном количестве питание, воздух и отсутствие внешнего воздействия, начинают стремительно расти и плодится, выделяя при этом тепло и производя саморазогрев материала (или "наблюдая экзотермическую реакцию", если есть желание блеснуть интеллектом).

Температура компостируемого материала поднимается до 50-70°С, патогенная микрофлора и семена сорных растений погибают (аки в геене огненной). Вуаля - продукт готов к применению.

Различают 3 основные группы микроорганизмов, наиболее активных в определенном температурном режиме:

- психофилы: температура функционирования 0-25°С, температурный оптимум 5-15°С;

- мезофилы: температура функционирования 15-55°С, температурный оптимум 30-45°С;

- термофилы: температура функционирования 40-85°С, температурный оптимум 55-75°С.

Во время компостирования материал последовательно проходит все три стадии разогрева, пик и постепенное остывание.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Динамика изменения температурного режима при компостировании

Плюсы: более сжатые сроки переработки, относительно низкий уровень потерь биогенов, высокое качество конечного продукта

Минусы: необходимость соблюдения технологии и наличие необходимой материально-технической базы (площадей, оборудования и техники).


Существующее множество способов компостирования может быть разбито на 2 основные группы: компостирование в буртах и компостирование в ферментационных установках.

В первом случае отходы вывозятся на поля (площадки, полигоны и т.д.), складываются в бурт и самоперерабатываются. Бурт - это не абы как сваленные отходы, а целое геометрическое сооружение треугольной или трапецевидной формы, имеющее определенное соотношение сторон. Как правило, их формируют при помощи фронтальных погрузчиков.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Компостирование в буртах на животноводческой ферме в Центральной Европе

Компостирование в ферментационных установках - более эффективный и экологически безопасный способ рециклинга, Переработка осуществляется в модуле с регулируемой подачей воздуха. Барабанные ферментаторы из прошлого поста относятся именно к этой технологической группе. Характеризуются более высокими температурами компостирования, меньшей эмиссией биогенов в атмосферу и более сжатыми сроками переработки, чем буртовое компостирование.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Биоферментатор барабанного типа на животноводческой ферме в Ленинградской области РФ

3. Анаэробное сбраживание (оно же анаэробная ферментация, метановое сбраживание, производство биогаза и т.д.). Процесс переработки органики в бескислородной среде, при котором образуется биогаз с высоким содержанием метана.

Очень популярная 5-10-15 лет назад в странах Европы технология, в последние году ушедшая в тень. Почему? Дорого. Нет, не так. ДОРОГО!!! И не рентабельно. Хотя, при нынешних ценах на газ...

Локомотивом биогазового движения была (и пока еще является) Германия: к концу 2017 года в стране было более 9 тыс. биогазовых установок, на которых перерабатывались около 32,5 млн т отходов. Не вдаваясь в детали, немецкие предприятия функционировали следующим образом (@Tomur4onok, поправьте, если ошибаюсь): производим биогаз, перерабатываем в электроэнергию, продаем в сеть. Закупаем электроэнергию со скидкой, поскольку мы все такие экологичные и зеленые. С каждым годом этот дисконт становился все ниже и ниже, к 2020 став несущественным. Как сейчас обстоят дела, не знаю, так как переключился на другой объект исследований. Надеюсь, коллеги в комментах дополнят.


Механика процесса: отходы загружаются в закрытый бак (метан-танк), периодически перемешиваются.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Без кислорода и солнечного света запускаются процессы брожения под воздействием трёх видов бактерий: гидролизных, кислотообразующих и метанообразующих. Каждая последующая бактерия питается продуктами жизнедеятельности предыдущей, поэтому процесс анаэробной ферментации весьма небыстр.

Получаемый на выходе биогаз, являющийся смесью газов, в которых большую долю занимает метан, перемещается в хранилище (газгольдер), затем проходит систему очистки от примесей (например, сероводорода) и подается на когенерационных блок, где сжигается и преобразуется в тепло и электроэнергию. Перебродившая масса (эффлюент) может использоваться как удобрение, но с учетом ряда особенностей: оно довольно бедное, т.к. большинство питательных веществ вышло в биогаз, и очень влажное, следовательно, проблемы с логистикой - воду возить невыгодно.

Плюсы: самая экологически безопасная технология обращения с отходами.

Минусы: дорого и сложно, не снимается проблема утилизации перебродившей массы.

Ликбез по биорециклингу: часть 1 Научпоп, Переработка мусора, Отходы, Утилизация, Длиннопост, Познавательно

Биогазовая установка в Польше

Ликбез по биорециклингу: часть 2

Показать полностью 9
7565

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт

Всем привет.

Хочу рассказать о моем главном, на текущий момент, жизненном достижении — реализации разработки от идеи до функционирующего оборудования.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация
Я занимаюсь вопросами эффективного обращения с отходами, ресурсосбережения и рационального природопользования. Я начинал свою работу в агроинженерном НИИ в Санкт-Петербурге, где участвовал в 12 российских и международных проектах по агроинженерной и экологической тематике.
Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Меня всегда удивляла разница подходов: отечественное законодательство рассматривает навоз как отходы 3-4 классов опасности, за размещение которых предприятие должно платить взносы за негативное воздействие; законодательство ЕС рассматривает его как ценный ресурс, который, в зависимости от технологии переработки, может быть не только удобрением, но и сырьем для производства биогаза, животноводческой подстилки, кормовых добавок и т.д.

Нет возможности использования — нет стимула к развитию. Поэтому множество перспективных отечественных разработок остается на стадии патентов. Это привело к забавному парадоксу: имея потребность в оборудовании для переработки отходов, кучу наработок и производственные площадки, способные его изготовить, мы не делаем его сами, а закупаем втридорога заграницей.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Зачем вообще необходимо какое-то оборудование для переработки отходов? Чем не устраивает традиционное компостирование в полях, применяемое сотни лет? Для ЛЛ: сроками переработки и количеством потерь питательных веществ при утилизации. Ферментация в установках закрытого типа позволяет регулировать интенсивность температурного режима, сокращая сроки переработки с 3-6 месяцев до 2-3 суток. В силу закрытости процесса и отсутствия прямого контакта с окружающей средой, питательные вещества (в первую очередь, азот и фосфор) не улетучиваются в атмосферу и не проникать в почву и грунтовые воды.

С учетом всего выше сказанного, принято решение двигаться в этом направлении. Набив руку на нескольких патентах, разработанных и поданных совместно со старшими товарищами, понимаю, что можно приступать к самостоятельной работе.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Принципиальные требования, которые я ставил перед собой, были несложными:

1. Оборудование должно быть изготовлено, а не остаться идеей на бумаге;

2. Оно должно работать «плюс-минус» так же, как задумано.

И уже на этом этапе возникли сложности — были введены новые правила закупок оборудования и материалов за бюджетные средства, а вдобавок — при сокращении финансирования институту поставлена задача кратно увеличить среднюю з/п научным сотрудникам, поэтому все закупки режутся, а полученные средства — перераспределяются в ФОТ. Таким образом, примерно за год до знаменитого выступления Дмитрия Анатольевича я оказался в ситуации

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Пришлось выкручиваться. Огромную помощь в этом мне оказал мой научный руководитель, при помощи хоз.договоров отыскавший средства на покупку мотор-редуктора и трубы для барабана. Итак, дело за малым — приобрести все остальное. Тут я с головой ушел в подготовку заявок в различные научные фонды и программы, дающих деньги на перспективные разработки. Ближайшая — программа УМНИК Фонда содействия инновациям. Итак, направление понятно, цели известны — готовим заявку. Полуфинал, финал, победа. Ура, у меня есть деньги. Целых 200 тысяч.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Сейчас я на них как изготовлю все, что надо, думал я. Короче, этих средств хватило только на металл и электрику. Сборка оборудования проводилась силами сотрудников института. И вот он, ШЕДЕВР!

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

В сухом остатке: оборудование изготовлено и может выполнять свою функцию. Однако, обнаружились и минусы: высокая металлоемкость, притирание металла при вращении барабана подклинивает торцы, а люки, выполненные на боковой поверхности барабана, предусматривают загрузку только в одном положении.

Ладно, будем решать проблемы по мере поступления. Направляем в Фонд промежуточный отчет, получаем второй транш (еще 200 тысяч), покупаем тензодатчики и допиливаем установку — у нас же как-никак исследовательское оборудование.

Патентуем оборудование, попутно решая вопросы с правообладанием: по условиям конкурса, патентообладателем не может быть институт. Договариваемся с администрацией НИИ, что патент оформляется на меня, а установка — ставится на баланс института. Ура, я теперь не только автор изобретения, но и полноценный патентообладатель.

Проводим серию опытов с различными видами отходов и убеждаемся, что оборудование работает. Попутно защищаем кандидатскую диссертацию по этой теме. Возвращаемся к железу. Взвешиваем недостатки, придумываем решение. Надо делать проще и надежнее. Путь известен — идем в Фонд содействия инновациям.
Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Поскольку у нас за плечами успешно реализованный УМНИК, подаемся на СТАРТ: финансирование больше, ответственность — выше. Заочная экспертиза, очное выступление, победа. Заключаем договор с Фондом и сталкиваемся с первой проблемой — на данном этапе Фонд взаимодействует только с юр. лицами. Попадаем под волну отказов в регистрации, пишем письмо в Фонд о продлении сроков заключения договора. Готовим письмо в ФНС за подписью директора НИИ, что фирма открывается с целью выполнения научного проекта под курированием института. С третьей попытки создаем ООО, заключаем договор с Фондом.

Далее, по отработанной схеме — транш, комплектующие, изготовление. Берем институт на субподряд на изготовление особо сложных элементов.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация
Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Патентуем оборудование, готовим заявку на СТАРТ-2. Проводим серию опытов по переработке пищевых отходов.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Исходный материал: пищевые отходы

Конечный продукт

Изучаем плюсы и минусы предыдущих моделей, компилируем достоинства и убираем недостатки. Готовим новый патент. В это время первый ферментатор отправляется на Дальний Восток — перерабатывать птичий помет.

Параллельно с этим работаем над инфраструктурным проектом EcoAgRAS: совершенствование системы обращения с навозом на животноводческом комплексе Ленинградской области. Изначально в проекте предусматривается использование австрийской установки BRU,

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

но рост цен, произошедший между утверждением сметы проекта и началом работ, не позволяет вписать его в бюджет. Идем к руководителю проекта и предлагаем рассмотреть возможность внедрения нашего оборудования. Естественно, промышленное исполнение подразумевает участие завода, обладающего необходимыми производственными мощностями. Находим в СПб такое производство, обсуждаем возможность изготовления оборудования согласно новому патенту.

Вуаля — у нас есть производство. Институт заключает договор с заводом для изготовления ферментатора. Вроде бы все идет неплохо...

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Март 2020. На основную сцену выходит Его Величество COVID: локдауны, нарушение логистики, рост цен на комплектующие.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация
Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Руководители производства смотрят на индекс цен на металл

Несмотря на это все, успешно реализуем проект. Автоматизированный биоферментатор полезным объемом 36 куб. м встает на площадку животноводческой фермы. Запуск линии производится администрацией региона. Большие чины жмут друг другу руки,  поздравляют и хвалят. Я в 100 км от места событий утираю слезу гордости.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Параллельно изготавливаем еще несколько биоферментаторов поменьше (объемом 3 куб. м.), которые разъезжаются по России.

Импортозамещение без мам, пап и кредитов: личный опыт Оборудование, Ниокр, Личный опыт, Импортозамещение, Идея, Полезное, Видео, Вертикальное видео, Без звука, Длиннопост, Отходы, Модернизация

Что имеем в сухом остатке? Запущена линейка оборудования для переработки отходов, при этом его конечная стоимость для потребителя в 1,5 -2 раза дешевле зарубежных аналогов, а функционал — как минимум, не ниже. Ферментаторы перерабатывают широкий спектр органических отходов: от птичьего помета и навоза КРС до пищевых отходов, а полученный продукт может использоваться как удобрение, животноводческая подстилки или кормовые добавки. Потери питательных веществ составляют: азота 4-8%, фосфора — 0-1,5%. В силу особенностей технологического процесса, энергоемкость переработки составляет до 6 кВт·ч/т.

Совершенствуем дальше =)

Показать полностью 17 2
6036

На волне постов про AlexRadio и Эльвиру Сахипзадовну

На волне постов про AlexRadio и Эльвиру Сахипзадовну Юмор, Скриншот, Комментарии на Пикабу, Экономика, Эльвира Набиуллина, Мат

#comment_240132224

1351

Вот уж жесть пошла

Вот уж жесть пошла Юмор, Скриншот, Комментарии на Пикабу, Спецоперация, Политика

#comment_238108058

Показать полностью 1
4392

Когда батя - тролль

Когда батя - тролль Скриншот, Комментарии на Пикабу, Юмор, Троллинг

#comment_236792283

Показать полностью 1
2604

Первая мародерская

Первая мародерская Россия и Украина, Юмор, Скриншот, Комментарии на Пикабу, Мат, Политика

#comment_233981215

Показать полностью 1
2951

Россия - страна возможностей

Россия - страна возможностей Скриншот, Комментарии на Пикабу, Юмор, Владимир Мединский, Россия и Украина, Мат, Политика

#comment_232005645

Показать полностью 1
11

Альфарий бдит

Альфарий бдит Warhammer, Alpharius, Юмор, Гидра, Скриншот, Комментарии на Пикабу

#comment_229715256

1196

Олимпионик

Олимпионик Скриншот, Комментарии на Пикабу, Юмор, Спорт

#comment_226458326

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!