Сборник материалов международного научно-практическоого семинара «Научные подходы к экологизации системы образования в условиях развития «зеленой экономики»

292 
 
 Рис.-7 Очистное сооружение. 
 
Вода  поступает  в  очистку  с  помощью  трубы  (1)  и  проходит  через  решетку  (размер каждой 
решетки 1см
3
) (2). Там вода очищается от примесей, которые больше 2 см и течет дальше, а 
примеси  падают  в  мусорную  корзину  (3).  Сточная  вода  течет  в  резервуар,  где  находятся 
анаэробные бактерии и эти бактерии очищают воду от органических веществ. Отходы (оса-
док), которые образовались во время очистки (4) передается в метантенк (5), где при помощи 
брожения  отходы  превращаются  в  биогаз.  А  сточная  вода  идет  через  насосную  трубу(6)  в 
систему доочистки, так как анаэробные бактерии очищают воду только на 70%. В резервуаре 
(7)  находится  контейнер  с  аэробными  бактериями  (8),  куда  через  трубку  поступает  воздух, 
так  как  аэробные  бактерии  требуют  кислорода.  В  резервуаре  вода  полностью  очищается  и 
через трубу (9) проливается в контейнер, откуда в дальнейшим вода будет выкачиваться че-
рез насосную трубу (11). Биогаз после брожения поступает маленький резервуар, где он бу-
дет сжиматься, и использоваться для технических нужд (12). 
Во  всех  местах  будет  установлены  счетчики  и  датчики,  с  помощью  которых  можно  будет 
узнать давление воды, газа, емкость воды, заполнение резервуаров и так далее. Сооружение 
будет  сделано  из  вспененный  полипропилена.  Этот  материал  не  гниет,  не  ржавеет  и  также 
является  антисептическим  пищевым  материалом  что  дает  возможность  использовать  его 
долгие  годы.  По  этому  вспененный  полипропилен  широко  используется  в  сельскохозяй-
ственной промышленности.  
 Выполнив работу в формате 2D, стало ясно, что она не полностью отражает весь механизм 
очистительного сооружения, и было решено перенести работу на формат 3D. Во время моде-
лирования  появились  некоторые  изменения  –  емкость  для  хранения  газа  будет  находиться 
немного справа от метантенка, так как это будет удобно для переноса биогаза.  
 
 
 
Рисунок  8.  3D  модель  очистного  сооружения  для  извлечения  биогаза  на  основе  очистки  и 
переработки сточных вод 

293 
3D  модель  бытового  измельчителя  твердых  пищевых  отходов.  Модель  предназначена 
для измельчения всех видов твердых пищевых отходов, за исключением костей  
 
 
 
 
 
 
Рисунок 9. Срез модели центрифуги  
 
2.2 Исследовательская работа 
Определение  объема  биогаза  образующегося  из  различных  стоков  (из  накопителя 
Талдыколь, обагащенных пищевыми отходами, и обогащенных экскрементами КРС)  
Цель исследования: Определить объема биогаза образующегося из различных стоков (из 
накопителя Талдыколь, обагащенных пищевыми отходами, и обогащенных экскрементами 
КРС) при мезофильном режиме.  
Переменные эксперимента:  

 
Независимая переменная: типы стоков (сточные воды обогащенные пищевыми осад-
ками,300мл, стоки обогащённые отходами животноводства, 300 мл), сточные воды г. 
Астаны; 

 
Зависимая переменная: объем образованного биогаза; 

 
Контролируемые переменные: промежуток времени – 24 сутки, температура, 25-35 
0
С 
(Мезофильный  режим),скорость  смешивания  на  магнитной  мешалке,  одинаковый 
объем стоков.  
Материалы: 
1.  колба  
2.  газовый шприц  
3.  газоотводная трубка, 
4.   резиновые заглушки с тремя отверстиями 
5.  штатив 
6.  барометр  
7.  измельченная свекла(вареная и сырая) 
8.  метанообразующие бактерии: 
9.  бактерия E.coli Strain MM294  

294 
10. раствор из экскрементов крупнорогатого скота,300 мл 
 
Описание хода работы 
 1) В склянку прилили 300 мл сточной воды из накопителя Талдыколь,  
2) Добавили Бактерии E.coli Strain MM294. 
3) Склянку закрыли резиновой пробкой с тремя отверстиями для газоотводных труб.  
4) Первую газоотводную трубку соединили с газовым шприцом для измерения объема 
образовавшегося газа.  
5)  Вторую  трубку  соединили  с  манометром  для  измерения  давления  в  системе.  Что 
позволило соблюдать технику безопасности при выполнении эксперимента.  
6) В третью трубку с зажимом установили наконечник горелки, для которого использо-
вали стеклянную трубку, предварительно убедившись в герметичности трубки.  
7)  Склянку  установили  на  электрическую  плиту  с  магнитной  мешалкой,  настроили 
температуру  на  25
0
С,  настроили  скорость  магнитной  мешалки  на  1,5  оборотов  в  секунду, 
предварительно опустив магнит в колбу.  
8) Наблюдение проводили в течении 24 дней.  
9)  Повторили  эксперимент  с  пробами  сточной  воды  из  накопителя  Талдыколь 
обогащенных пищевыми отходами, и обогащенных экскрементами КРС. 
10) По истечению 24 суток открыли зажим третьей трубки и подвели горящую лучинку 
к стекляному наконечнику трубки, чтобы проверить какой газ образовался.  
 
Результаты работы 
 
Промежуток 
времени 
(сутки)  
Объем биогаза образован-
ного из сточных вод, 300 
мл (накопитель Талды-
коль) 
Объем биогаза образованно-
го из пищевых отходов, 300 
мл 
Объем биогаза обра-
зованного из коро-
вьих экскрементов, 
300 мл 
4 
- 
2см
3
 
4 см
3
 
8 
- 
5,8 см
3
 
6,2 см
3
 
12 
- 
7,9 см
3
 
8,7 см
3
 
16 
- 
10,2 см
3
 
11.3 см
3
 
20 
3 см
3
 
10,3 см
3
 
11,5 см
3
 
24 
5 см
3
 
11,3 см
3
 
11,6 см
3