1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Внутри корпуса буя установлены насосы для подь, » ема воды, приводимые в действие 15-сильным дизелем рас, а.а 0аааучаа Ферма Укакокса [вв! Элементы фермы имели примерные размеры: диаметр корпуса буя — 2,7, длина — 13 и, диа- метр рамы для субстрата — 30,3 м, толщина спиц — 0,3 м, диаметр полиэтиленового трубопровода — 0,6 м при толщине стенок 75 мм. Рама фермы была рассчитана на 100 взрослых растений и имела полезную площадь примерно 0,1 га. Ферма была установлена в сентябре 1978 г.
с помощью про- странственной якорной системы с четырьми буями на глубине около 600 м в 4,5 миль мористее Лагуна Бич, несколько севернее Лос-Анджелеса. Установка шла в три приема (якориая система, буй, трубопровод). Первая попытка подключить трубопровод ока- залась неудачной: при транспортировке была повреждена система датчиков усилий изгиба, необходимых для того, чтобы выполнить цикл исследований, связанных с опусканием трубопровода на глу- бину и контролем его поведения в процессе эксплуатации фермы. Трубопровод пришлось буксировать назад в гавань, где он монти- ровался перед этим из 18-метровых отрезков полиэтиленовых труб сваркой.
Подобная работа по установке вертикального глу- боководного трубопровода выполнялась впервые и впоследствии полученный опыт был использован при установке аналогичного трубопровода первой ОТЭС на Гавайях. В декабре того же года водолазы посадили на ферме 102 взрослых растения, но через 2 мес сильный шторм разрушил защитный экран, поставленный вокруг фермы для уменьшения 199 скорости естественного течения от 0,3 до 0,05 м/с, предотвращения быстрого вымывания питательных солей и предохранения растений от разрушения об элементы конструкций.
В результате все растения погибли. Через 3 мес из спор взрослых растений были выращены молодые побеги, их прикрепили к субстрату фермы, они хорошо прижились и выросли. На ферме проводились исследования по изучению скорости роста водорослей в зависимости от количества подаваемых питательных солей и внешних условий. Все исследования по биологии келпа, также как и на стационарной ферме проводились под руководством профессора Калифорнийского института технологии В.
Норфа. Прн этом были не только определены необходимые количества и состав потребных келпу биогенных элементов (водоросль оказалась чувствительной к содержанию азота, магния, железа), но и разработана технология трансплантации растений, контроля их роста и состояния в условиях открытого моря.
Комплекс псслсдовагмш, выполненных при создании фермыбуя и ес опытной эксплуатации в течение двух лет, позволил накопить огромный фактический материал, на базе которого разработаны рекомендации для создания полупромышленной фермы- платформы площадью 400 га. Такая платформа, снабженная движителем и энергетической установкон, приводимой в действие волнами, сможет перемещаться в океане, создавая тем самым оптимальныс условия для развития водорослей.
На платформе могут быть размещены установки для переработки биомассы и все необходимое для длительного проживания и работы персонала. Конкуренция с ОТЭС исключена, так как район базирования ферм-платформ будет лежать в значительно более высоких широтах с более низкими температурами воды иа поверхности. Вероятно, на такой ферме придется предусмотреть механизацию посадки первичного материала и условия для его подготовки.
Сложных экранов для защиты от течений не понадобится, так как при большой биомассе растения будут сами регулировать интенсивность обмена воды внутри зарослей. В основе переработки биомассы водорослей лежит процесс разложения целлюлозподобных веществ микроорганизмами. Для целлюлозы он описывается уравнением (С,Н„О;) ц + п1-1,О зпСН, + 3 СО,.
(8.3) Теоретически это позволяет из 1 т целлюлозы получить 4!6 м' метана. Соответственно из 1 т сырого келпа, содержащей примерно б0 кг конвертируемых веществ, можно получить около 25 м' метана, который после очистки можно непосредственно использовать в качестве горючего илн переработать в этанол. Методика, разработанная в Институте газовой технологии (г. Чикаго), позволяет приблизиться к теоретическому пределу примерно на 75 %.
По этой технологии измельченная масса сырого келпа с добавлением воды подвергается анаэробной обработке в реакторе при температуре 25' С с добавлением примерно 8 кг келпа на 1 мз 201 объема в сутки. Процесс почти полной переработки длится 15 сут. Разработанный процесс оказался на 25 7о эффективнее подобного же для переработки смеси трав. Исследователи считают, что можно приблизиться к теоретическому пределу и при этом даже сократить время полной переработки келпа до 8 сут [65]. Есть сведения, что путем более сложной обработки можно повысить коэффициент использования первичного сырья и получать из ! т сырого кслпа количество метана, эквивалентное 18 кг светлых нефтепродуктов.
Выше речь шла об использовании и энергетике океанских водорослей. Но водорослями богаты и реки, и водохранилища, и опресненные заливы. В Аргентине после строительства на р. Парана двух плотин с водохранилищами площадью 1,3 млн. га появится возможность промышленно перерабатывать в метан водный гиацинт (Е(сйогп!а сгазз!роз). Возможности нового производства оцениваются в 1 — 1,4 млрд. м')год.
Причем пригодные в качсстве удобрений отходы производства будут содержать от 55 до 220 тыс. т азота, а это в 2 — 8 раз выше современных потребностей Аргентины в азотных удобрениях. Водный гиацинт интерссен еше тем, что он может выращиваться на городских стоках и использоваться для их очистки. По оценкс Национальной лаборатории космической технологии США (залив Сант-Луис, Миссисипи) с 1 га сточного пруда может производиться от 1 до 2 т сухой массы водного гиацинта, что позволит получать в сутки от 250 до 500 м' метана и около !,3 т ценных удобрений [45]. Любопытно отметить, что ботаники всегда считали водный гиацинт страшным сорняком водоемов и даже прозвали его «зелсной чумой».
Комплексная переработка водорослей нс ограничивастся только получением биогаза. Она позволяет получать целый ряд ценных продуктов (рис. 8.9). $ 3.5. Проект «Бмосояяр» Выше упоминалось о возможностях искусственного выращивания микроводорослсй, но приемлемого технического решения, способного обеспечить требуемые масштабы их производства, до последнего времени не было. Лишь несколько лот назад возникла идея соответствующего комплекса, которая сейчас приобрела черты проекта. Речь идет о цикле работ, выполненных сотрудниками Московского университета под руководством В. В. Алексеева и М. Я.
Лямина [2] и имевших целью перенести вырашиватп1е культуры хлореллы нз лабораторных условий в открытое море. Так родился отечественный проект «Биосоляр», в котором обоснован на возможность непрерывного разведения мпкроводорослей нов специальных контейнерах, плавающих на поверхности открытого водоема (рис. 8.10). Комплекс включает систему связанных гибкими трубопроводами плавучих контейнеров н размещенное на берегу или на мор- 212 ской платформе оборудование для переработки водорослей и регенерации продуктов их разложения. Контейнеры, играющие роль культиваторов и светосборшиков, представляют собой плоские ячеистые поплавки из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха н солнечного света.
Контейнеры гибкими силовыми элементами образуют на поверхности водоема податливую структуру, отслеживающую волновые колебания. Трубопроводамп контейнеры связаны с отстойником и регенератором. В отстойник постоянно откачивается часть продукции биосиитеза, Рис. 8ЛО, Проект «Биосолнр» [2]. ! — контейнеры — саетосборннкиГ р — отстойник; д — ираннлиитс метана; 4 — мстантеик; б — неитйль; 6 — насосы; 7 — регенератор а из регенератора в контейнеры поступают питательные вещества — остаток от анаэробной переработки в метантепке. Получаемый в метантснкс биогаз содержит метан и углекислый газ в пропорции примерно 2: 1. Путем дополнительного обогащения этой смеси можно добиться повышения содержания в ией метана до 90 б)р. За счет использования продуктов переработки водорослей для удобрения растущих водорослей система оказывается практически замкнутой по всем биогенным элементам, кроме углерода, кислорода и водорода. Их обмен со средой происходит как через открытую повсрхность контейнеров, так и за счет дополнительной подпитки водой из водоема.
Закачка свежей воды обеспечивает, кроме того, возможность регулирования плавучести контейнеров за счет изменения уровня жидкости в них от нескольких до дссятков сантиметров. Это дает возможность «подстраивать» контсйнеры под определенные ветровые и волновые условия, Волновые движения поверхности играют для «Бпосоляра» двойственную роль. С одной стороны, структура из контейнеров может быть разрушена волнением, с другой — без волнения нет достаточно интенсивного псремешнвания среды в контейнерах. 203 Поэтому авторы проекта предусматривают создание в открытом море волнозащнтных сооружений, подыскивают оптимальные размеры контейнеров, изучают их поведение в волновом бассейне. Важи)по роль играет и ветер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
