Описание проекта
В общем виде разрабатываемая автоматизированная система может быть представлена тремя блоками: блоком подготовки биопрепарата и блоком обработки нефтезагрязненных подземных вод, связанными с блоком управления.
Блок подготовки биопрепарата содержит технические устройства для создания биопрепарата: биореактор для наращивания биомассы автохтонных нефтеокисляющих микроорганизмов и сопутствующие технические устройства, и средства, позволяющие автоматизировать данный процесс. Вопросы автоматизации данного процесса к настоящему времени разработаны достаточно хорошо, производство биореакторов и других технических средств и устройств также налажено, но рыночная стоимость очень высока. В связи с этим необходима разработка собственной конструкции устройства для наращивания биомассы.
Основным устройством блока обработки, которое предстоит разработать, произвести и наладить работу в автоматизированном режиме, является многоканальный скважинный инъектор. Блок обработки из инъекторов, каждый из которых для обработки подземных вод размещается в отдельной скважине. Количество скважин зависит от размеров зоны загрязнения. Многоканальный скважинный инъектор представляет собой единую конструкцию, в которой объединены несколько технических устройств, каждое со своим отдельным каналом: устройство для подачи биопрепарата и отдельных его составляющих, устройство для контролируемой постоянной подачи химических соединений, необходимых для жизнедеятельности аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов, например кислорода, устройство для отбора контрольных проб подземной воды и устройство для контроля за параметрами подземных вод (в большинстве случаев – кислорода, например, датчик АКВА МП-400.010 с универсальным выходом, который позволяет сохранять и предавать данные благодаря универсальному протоколу Modbus).
Блок управления представляет собой специально разработанное программное обеспечение. Визуализация данных будет реализована на картографическом веб-сервисе. База данных будет формироваться под управлением СУБД PostgreSQL, а для публикации данных на картографической основе будет использован ГИС-сервер GeoServer (или аналогичный сервис, доступный на момент реализации проекта). Пользователю сервиса будет доступно в режиме реального времени слежение за изменением параметров подземных вод в ходе биологической очистки, данные о которых поступают с соответствующих датчиков многоканальных скважинных инъекторов, и при необходимости корректирование значения параметров подземных вод, задействуя устройства для подачи биопрепарата и отдельных его составляющих для подачи химических соединений.
Разработанная система может найти применение как на территории Пермского края, так и других регионов, где наблюдается загрязнение подземных вод нефтью и нефтепродуктами.
В целом, разрабатываемая система не имеет аналогов в мире вследствие существующего разрыва между научными достижениями, в том числе в области биотехнологии, и их применением в практических технологиях, хотя отдельные составляющие ее компоненты известны и используются на различных этапах природоохранных мероприятий специализированными предприятиями и организациями.
Конкурентные преимущества разрабатываемой системы:
- ускорение и оптимизация процесса биологической очистки вследствие поддержания химических параметров подземных вод в пределах, благоприятных для жизнедеятельности аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов, и быстрого автоматического реагирования системы на изменение условий окружающей среды;
- снижение расхода биопрепарата и сопутствующих реагентов вследствие более точной их дозировки в соответствии с потребностью нефтеокисляющих микроорганизмов подземных вод;
- снижение трудозатрат на выполнение работ по очистке и высокая степень автоматизации работ;
- общее удешевление работ по биологической очистке нефтезагрязненных подземных вод по вышеуказанным причинам;
- · возможность полной очистки подземных вод на участке загрязнения in situ, т.е. без извлечения загрязненных вод на поверхность и образования побочного загрязнения окружающей среды, что делает такую технологию полностью безопасной с экологической точки зрения.
- · предлагаемый технологический подход отличается высокой автономностью и не требует подключения к электросетям, что позволит проводить очистку подземных вод в отдаленных и труднодоступных районах;
- несмотря на то, что данный проект направлен на очистку подземных вод, предлагаемые инъекторы в ряде случаев могут быть использованы и для обработки нефтезагрязненных поверхностных вод.
