282
Для стран с холодным климатом очень остро стоит вопрос отопления салона. Для эф-
фективного отопления салона машины средних размеров нужно около 2-3 кВт тепловой
мощности, в то время как ёмкость батареи продающегося в России Mitsubishi i-MiEV состав-
ляет около 16 кВт•ч, и включенная печь может существенно отразиться на его запасе хода.
Однако существуют электромобили и с более ёмкими батареями, как в случае с TeslaModel
S, включенной печки которой хватит на двое суток непрерывной работы.
Проблемы снимаются при питании электромобилей от так называемых первичных
источников электроэнергии, вырабатывающих энергию непосредственно из топлива. В
первую очередь, такими источниками являются топливные элементы (ТЭ), потребляющие
кислород и водород. Кислород можно забирать из воздуха, а водород, в принципе, можно
запасать в сжатом или сжиженном виде, а также в так называемых гидридах. Но реальнее его
получать из обычного автомобильного топлива прямо на электромобиле с помощью конвер-
тора. Эффективность топливных элементов несколько снижается, но зато не меняется вся
инфраструктура топливозаправочного хозяйства. КПД топливных элементов при этом все
равно очень высок – около 50%.
Название проекта:
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЧИСТНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОГАЗА
НА ОСНОВЕ ОЧИСТКИ И ПЕРЕРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД
ученик 10А класса Айтпай Махамбет НИШ
ученик 11 B класс Садық Мади Бағланұлы Школа-гимназия № 4
Научный руководитель: к.п.н.,учитель химии НИШ г. Астаны Болатова А.Ж.
Цель исследования: Моделирование очистного сооружения и лабораторной уста-
новки для извлечения биогаза на основе очистки и переработки сточных вод в Астане. Для
достижения целей исследования были поставлены следующие задачи:
– провести анализ литературных источников о технологиях очистки сточных вод и
получения биогаза;
– создать компьютерную модель измельчителя пищевых отходов с использованием
программы SketchUp 3D;
– создать компьютерную модель очистного сооружения сточных для получения
биогаза с использованием программы SketchUp 3D;
– сбор лабораторной установки для извлечения биогаза на основе очистки и перера-
ботки сточных вод и проведение эксперимента;
– обработка результатов работы.
Объект исследования – модель очистного сооружения для извлечения биогаза, модель
метантенка.
Предмет исследования – Моделирование очистного сооружения и метантенка для из-
влечения биогаза на основе очистки и переработки сточных вод.
Гипотеза исследования – если использовать измельчитель пищевых отходов в быту для
насыщения сточных вод пищевыми отходами, то при переработке сточных вод можно
получить большее количество энергии, так как в метантенке во время сбраживания осадков и
активного ила происходит распад химических веществ до простых, где жиры и белки
разлагаются с высоким выделением метана, а углеводы с выделением углекислого газа, в
результате которого образуется смесь этих газов, т.е. биогаз.
Этапы исследования:
– литературный обзор технологий очистки сточных вод и получения биогаза;
– изготовление компьютерной модели очистного сооружения сточных для
получения биогаза;
283
– сбор лабораторной установки для извлечения биогаза на основе очистки и пе-
реработки сточных вод и проведение эксперимента и сбор данных, формулирование
выводов работы;
– поиск путей обогащения бытовых стоков органическими веществами
– проведение эксперимента со стоками обогащенными пищевыми отходами и
обработка результатов работы.
Процесс исследования:
поиск и анализ литературы по данной теме, работа с интернет- источниками;
изготовление 2D модели очистного сооружения для извлечения биогаза из
сточных вод;
анализ и оценка 2 D модели очистного сооружения;
создание 3D модели сооружения с учетом результатов анализа и оценки 2 D
модели;
–
сборка лабораторной установки для извлечения биогаза;
–
проведение эксперимента для извлечения биогаза из сточных вод;
обработка результатов работы.
Методы исследования:
1.
Анализ существующих моделей очистки сточных вод из литературных источников и
интернет ресурсов.
2.
Компьтерное моделирование.
3.
Проведение эксперимента по извлечению биогаза из сточных вод насыщенных
пищевыми остатками и стоками и обогащёнными отходами животноводства.
Новизна исследования и степень самостоятельности:
Впервые предлагается оптимальное решение для снижения количества твердых бытовых
отходов и получение биогаза путем использования измельчителя пищевых остатков и со-
оружения для очистки сточных вод, а также эксперимент по выделению биогаза из различ-
ных стоков.
Моделирование и эксперимент выполнены самостоятельно с исплоьзованием программы
SketchUp 3D. Эксперимент по извлечению биогаза проводился на базе лаборатории химии
НИШ г. Астаны.
Практическая значимость работы:
Результаты работы будут полезны бизнесменам и инженерам для налаживания
производства измельчителей пищевых отходов, обагащения сточных вод органическими
веществами, и впоследствии создания модели очистки сточных вод со всторенными
метантенками для получения альтернативных источников энергии, а также решения
экономических, экологических и социальных проблем для устойчивого развития путем
применения безотходных технологий.
Направление: Охрана окружающей среды
Актуальность. В своем послании народу Казахстана, в стратегии «Казахстан-2050» Н.
А. Назарбаев отметил десять глобальных вызовов XXI века, среди которых: острый дефицит
воды, глобальная энергетическая безопасность, исчерпаемость природных ресурсов, третья
индустриальная революция [1]. Соответственно, нам необходимо определить пути решения
данных проблем. В нашей работе мы предлагаем пути решения посредством использования
измельчителей пищевых отходов для обогащения состава сточных вод органическими остат-
ками, а также предлагаем дизайн модели очистки сточных вод для использования очищенной
воды для технических нужд и для дальнейшей переработки канализационного осадка в воз-
обновимый источник энергии – биогаз.
Производство биогаза из сточных вод позволяет получить возобновимый источник
топлива и позволяет предотвратить выделение метана и углекислого газа в атмосферу, тем
самым вносит вклад в сохранение озонового слоя.
Производство энергии путем анаэробного разложения канализационного осадка уже
более 30 лет используется во всем мире. Однако активное использование различных химиче-
Достарыңызбен бөлісу: |
