Біотехнологічне отримання енергії та енергоносіїв з відходів різноманітного походження
| dc.contributor.advisor | Кузьмінський, Є. В. | uk |
| dc.contributor.advisor | Kuzminskiу, Yevgenіу V. | en |
| dc.contributor.advisor | Кузьминский, Е. В. | ru |
| dc.contributor.degreedepartment | екобіотехнології та біоенергетики | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | біотехнології і біотехніки | uk |
| dc.contributor.researchgrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2017-01-30T10:56:59Z | |
| dc.date.available | 2017-01-30T10:56:59Z | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.description.abstracten | It is developed the anaerobic-aerobic technology of treatment of highly concentrated wastewater associated with biotechnological production of electricity and hydrogen. The technology is different from the existing ones with the implemented system of bioreactors. It is developed the hydrobiocenosis of microorganisms that are organized in bioconveyor and immobilized on synthetic carrier with highly developed surface area in bioreactors. In addition, the anaerobic treatment stage is proposed to be integrated with bioelectrochemical system that allows generating of electricity and hydrogen with the help of microorganisms and their enzyme systems. Thereby the competitive combined system of electricity and energy sources simultaneous with domestic and industrial wastewater treatment is developed. The advantage of the technology over existing are in improvement of the removal efficiency for wastewater with high concentration of organic contaminants, reduction of energy consumption, reducing the the volume and costs of construction, the possibility of energy biosynthesis (electricity, hydrogen and biogas). Through the use of synthetic carriers with advanced surface on which the microorganisms are immobilized anoxic and aerobic bioreactors achieved high oxidizing power and as the result reducing of their size 5-10 times compared to classical aeration tanks. Compactness of bioreactors can reduce the area facilities and reduce the cost of their construction. Mediatorless exoelectrogenesis is the basis for electricity production and synthesis of hydrogen. Thus, the anaerobic microorganisms-exoelectrogens can transfer electrons directly to the electrode (anode) resulting in a potential difference between the electrodes and allowing the production of electrical energy from the potential difference is the biological electrochemical processes under anaerobic and aerobic conditions. Also it is demonstrated the possibility of using wastewater of milk plant to produce biohydrogen. Hydrogen production using whey as a model material occurred on the way acetate production and has the yield about 1.2 mol H2/g COD. Immobilization of microorganisms increases the yield of hydrogen. The experimental apparatus for anaerobic-aerobic wastewater treatment was developed and tested in real proceedings. Laboratory microbial fuel cells for energy carriers generation and for selection of inoculums of association of microorganisms with high exoelectrogenic activity were also developed and tested. | en |
| dc.description.abstractru | Разработана анаэробно-аэробная технология очистки высококонцентрированных сточных вод с сопутствующим биотехнологическим производством электрической энергии и водорода. Технология отличается от существующих тем, что реализуется в системе биореакторов с созданием в них гидробиоценозов микроорганизмов, организованных в биоконвеер и иммобилизованных на синтетических носителях с развитой площадью поверхности. Кроме того, на анаэробном этапе очистки встроено биоэлектрохимическую систему, которая позволяет реализовать получение электрической энергии и энергоносителей с помощью микроорганизмов и их ферментных систем. Это позволяет создать конкурентоспособную комбинированную систему получения энергии и энергоносителей из отходов для станций очистки бытовых и промышленных сточных вод. Преимуществом разработанной технологии над существующими является повышенная эффективность удаления высоких концентраций органических загрязнений, снижения расхода электроэнергии, уменьшение объема и себестоимости сооружений, возможность синтеза энергоносителей (водорода и биогаза). Благодаря использованию синтетических носителей с развитой поверхностью, на которых иммобилизованы микроорганизмы, в аноксидных и аэробных биореакторах достигается высокая окислительная мощность, что позволяет уменьшить их размеры в 5-10 раз по сравнению с классическими аэротенками. Компактность биореакторов позволяет уменьшить площадь сооружений и снизить затраты на их строительство. Безмедиаторный экзоэлектрогенез является основой биоэлектрохимического получения энергии и синтеза водорода. Так, в анаэробных условиях микроорганизмы-экзоэлектрогены способны передавать электроны непосредственно на электрод (анод), что приводит к созданию разности потенциалов между электродами и позволяет реализовать продуцирование электрической энергии за счет разности потенциалов биологических и электрохимических процессов при анаэробных и аэробных условиях. Также, доказана возможность использования сточных вод молокозаводов для получения водорода биологических путем. Продуцирование водорода при использовании сыворотки как модельного сырья происходило по ацетатному пути и с выходом 1,2 моль H2/г ХПК. Иммобилизация микроорганизмов при использовании сточных вод в качестве субстрата повышает выход водорода. Разработана и испытана в условиях реального производства производственно-экспериментальная установка для анаэробно-аэробной очистки сточных вод, созданы лабораторные установки микробных топливных элементов для получения энергоносителей и выделения инокулята ассоциации микроорганизмов с экзоэлектрогенной активностью. | ru |
| dc.description.abstractuk | Розроблено анаеробно-аеробну технологію очищення висококонцентрованих стічних вод із супутнім біотехнологічним продукуванням електричної енергії та водню. Технологія відрізняється від існуючих тим, що реалізується в системі біореакторів з створенням в них гідробіоценозів мікроорганізмів, організованих в біоконвеєр та іммобілізованих на синтетичних носіях з розвиненою площею поверхні. Крім того, на анаеробному етапі очищення вбудовано біоелектрохімічну систему, яка дозволяє реалізувати отримання електричної енергії та енергоносіїв за допомогою мікроорганізмів та їхніх ферментних систем. Це дозволяє створити конкурентоспроможну комбіновану систему отримання енергії та енергоносіїв з відходів для станцій очищення побутових та промислових стічних вод. Перевагою розробленої технології над існуючими є підвищена ефективність видалення високих концентрацій органічних забруднень, зниження витрат електроенергії, зменшення об’єму та собівартості споруд, можливість синтезу енергоносіїв (водню та біогазу). Завдяки використанню синтетичних носіїв з розвиненою поверхнею, на яких іммобілізовані мікроорганізми, в аноксидних і аеробних біореакторах досягається висока окисна потужність, що дозволяє зменшити їх розміри в 5-10 разів, порівняно з класичними аеротенками. Компактність біореакторів дає змогу зменшити площу споруд і знизити витрати на їх будівництво. Безмедіаторний екзоелектрогенез є основою біоелектрохімічного отримання енергії та синтезу водню в біоелектрохімічній системі. Так, за анаеробних умов мікроорганізми-екзоелектрогени здатні передавати електрони безпосередньо на електрод (анод), що призводить до створення різниці потенціалів між електродами в біоелектрохімічній системі і дозволяє реалізувати продукування електричної енергії за рахунок різниці потенціалів за анаеробних та аеробних умов. Також, доведено можливість використання стічних вод молокозаводів для одержання водню біологічних шляхом. Продукування водню за використання сироватки як модельної сировини відбувалось за ацетатним шляхом й складає 1,2 моль H2/г ХСК. Іммобілізація мікроорганізмів за використання стічних вод як субстрату підвищує вихід водню. Розроблено та випробувано в умовах реального виробництва виробничо-експериментальну установку для анаеробно-аеробного очищення стічних вод, створено лабораторні установки мікробних паливних елементів для отримання енергоносіїв та виділення інокуляту асоціації мікроорганізмів з екзоелектрогенною активністю. | uk |
| dc.format.page | 12 c. | uk |
| dc.identifier | 2444-п | uk |
| dc.identifier.govdoc | 0111U000672 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/18665 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | НТУУ «КПІ» | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject | очистка | uk |
| dc.subject | стічні води | uk |
| dc.subject | біоконвеєр | uk |
| dc.subject | біореактор | uk |
| dc.title | Біотехнологічне отримання енергії та енергоносіїв з відходів різноманітного походження | uk |
| dc.title.alternative | Biotechnological production of energy and energy carriers from wastes of different origin | en |
| dc.title.alternative | Биотехнологическое получение энергии и энергоносителей из отходов различного происхождения | ru |
| dc.type | Technical Report | uk |
| thesis.degree.level | - | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 7.65 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: