Фотобиологические очистные сооружения

Как утверждают многие исследователи, использование ФОТОБИОРЕАКТОРОВ в архитектурных оболочках зданий является одной из наиболее перспективных технологий для создания биосферосовместимых городов, поскольку именно микроводоросли, обладающие наивысшей продуктивностью среди растений, применяются для производства энергии из биотоплива третьего поколения. Сравнение сельскохозяйственных культур, показывает, что удельная энергетическая ценность водорослей с 50-процентным содержанием липидов в 15,5 раза выше, чем у самой энергонасыщенной наземной масличной культуры — китайского сального дерева. Однако главным их достоинством является отсутствие необходимости в использовании сельскохозяйственных земель и питьевой воды при культивировании. Предложенное инженерное решение может быть интегрировано в уже существующие очистные сооружения, либо непосредственно в городскую застройку, уже сейчас повысив энергоэффективность жилых зданий минимум на 50%

Наиболее распространенные продукты-аналоги: Германия - BIQ House (Hamburg International Building Exhibition 2013) Италия - Urban Algae Conope (Milan Design Week 2014) Испания - All-Gas (Aqualia) США - OMEGA (NASA) Россия - Фотобиологические топливные элементы (Сколково).

Основным преимуществом данной работы является её комплексный характер, объединяющий все этапы создания очистных сооружений, и формирующий базу для использования в практике градостроительства современных информационных технологий совместно с передовыми достижениями в области биотехнологий. Организация исследования как междисциплинарного позволила получить действительно новые и оригинальные результаты, основные из которых приведены в публикациях авторов.

Расчёт для фотобиологических очистных сооружений свидетельствует о возможности получения биотоплива в ПЯТИКРАТНОМ объёме превосходящем энергопотребление традиционных биологических очистных сооружений.

Фотобиореакторы интегрированные в архитектурную оболочку здания позволяют: производить биотопливо третьего поколения, очищать сточные воды, утилизировать двуокись углерода, регенерировать кислород, использовать солнечную радиацию в системах отопления и адаптивного освещения.

Уникальность проекта заключается в следующем:

  1. - обеспечена высокая степень рециркуляции потоков вещества и энергии в системе;
  2. - система доочистки организована на основе гидропоники и эксплуатируемой зелёной кровли;
  3. - применяются мембранные ограждающие конструкции из фторопластовой мембраны с пропускной способностью света 95% и регулируемой теплопроводностью для круглогодовой эксплуатации сооружений;
  4. - существует возможность масштабирования установки и создания очистных сооружения малого объема, расположенных как в границах жилых комплексов, так и непосредственно внутри зданий, что имеет огромные преимущества с точки зрения сохранения природных ландшафтов и экономии за счет отказа от протяжённых канализационных сетей.

Данная работа нацелена помимо решения прикладных задач, таких как повышение энергоэффективности и надёжности работы биологических очистных сооружений, также на формирование активной среды для поиска новых идей посредством вовлечения молодёжи в научную деятельность при помощи современных технологий дополнительной реальности и сетевых ресурсов (www.neo-ecology.net).

На данный момент разработаны основные технологические решения фотобиологических очистных сооружений. Мы изготовили промышленный прототип фотобиореактора из прозрачной мембраны. Сформулирована математическая модель и задача управления динамикой биохимических и гидродинамических процессов. Предложен механизм кластеризации подвижных клеточных автоматов, предназначенный для оптимальной интеграции природоохранных сооружений в урбанизированную среду. Разработан параметрический алгоритм для автоматизированного генерирования основных строительных решений. Подана заявка на интеллектуальную собственность.

Риски связаны с высокой стоимостью материалов прототипа (тефлоновая плёнка ETFE), однако на рынке существуют более дешёвые материалы-заменители для серийного изготовления. Изготовление фотобиореакторов из прозрачных мембранных материалов существенно удешевит конечный продукт, упростят изготовление и эксплуатацию.

Рейтинг проекта +1

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария