УППР-10/15. Опытная установка по производству препаратов для рекультивации (индивидуальных по видам загрязнений и комплексных)

     УППР – 10/15 создана в ходе выполнения опытно-конструкторской работы «Разработка универсальных технологий, обеспечивающих рекультивацию (санацию) земель, зараженных экотоксикантами различной природы, включая промышленные отходы, галогенсодержащие ароматические соединения и отравляющие вещества», шифр «Почва», в рамках Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2014 годы)».

     УППР – 10/15 является мобильной установкой, в состав которой входит один передвижной модуль, основная и резервная мобильные дизельные электростанции.
     Передвижной модуль конструктивно представляет собой размещенный на базе полуприцепа-контейнеравоза 45 футовый контейнер, доработанный в чистое помещение (Класс 7 ИСО; эксплуатируемое состояние), в котором размещены функциональные блоки и оборудование. УППР – 10/15 может перемещаться в места дислокации по автомобильным дорогам общего назначения, железным дорогам, воздушным транспортом и по путям морского сообщения в соответствии с установленными правилами перевозки грузов.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УППР — 10/15

     Разработанная УППР-10/15 предназначена для производства препаратов (водных суспензий и микрокапсулированных водных суспензий) для рекультивации почв, загрязненных одним загрязнителем или несколькими загрязнителями одновременно. Применение УППР-10/15 позволяет производить препараты для рекультивации непосредственно в местах проведения рекультивационных работ и решать задачи по ремедиации почв, загрязненных экотоксикантами различной природы:

• почвы, загрязненные агрохимикатами (каратэ; прометрином; метафосом, хомецином, тиурамом и др.);
• почвы, загрязненных аварийно химически опасными веществами (АХОВ), галогеносдержащими соединениями и отходами химических производств (фенолом; ксилолом; толуолом; формальдегидом; нафталином; хлорфенолами; хлоранилинами и др.);
• почвы, загрязненные отходами фармакологических производств;
• почвы, загрязненные отходами нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств;
• почвы, загрязненные бытовыми отходами.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УППР — 10/15

     Оборудование установки имеет следующие конструктивные решения, обеспечивающие наиболее эффективное культивирование деструкторов для ремедиации почв, загрязненных экотоксикантами различной природы:
     Организация в передвижном модуле на базе 45 футового контейнера, размещенного на полуприцепе-контейнеровозе, 2-х рабочих зон, в которых размещены функциональные блоки и оборудование, а именно:

Чистого помещения (Класс 7 ИСО; эксплуатируемое состояние), предназначенного для проведения следующих технологических процессов:

• приготовление (подготовке) питательной среды;
• получение посевного материала (инокулята);
• основная ферментация;
• разделение культуральной жидкости на клеточную массу и фильтрат (фильтрация):
• отмывка клеточной массы от культуральной среды;
• приготовление готовых форм препарата;

Вспомогательного помещения, предназначенного для проведения следующих технологических процессов:

• подача пара от парогенератора для стерилизации основного оборудования, и стационарных магистралей;
• создание и поддержание циркуляции захоложенной воды;
• подача стерильного воздуха для основного технологического процесса ферментации (в ферментер и инокулятор);
• проведение стерилизации съемных магистралей, рабочих растворов в колбах или специальных лабораторных стеклянных сосудах типа «сифон»;
• накопление, очистка, дистилляция и раздача к технологическому оборудованию технической и дистиллированной воды.

     Для разделения чистой зоны и вспомогательной рабочей зоны организован воздушный шлюз (тамбур). Для беспрепятственного открывания дверей и исключения непредусмотренного встречного потока воздуха из-за турбулентности, перепад давления между чистой зоной и вспомогательной рабочей зоной составляет от 5 до 20 Па.
     Каждая единица основного и вспомогательного оборудования, в зависимости от назначения, входит в состав соответствующих функционально взаимосвязанных модульных блоков, а именно:

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

     Кроме того, для обеспечения технологического процесса культивирования биодеструкторов УППР-10/15 оснащена:

1. блоком водоподготовки (предназначен для подготовки воды для технологического процесса);
2. компрессорным блоком производительностью 230 л/мин с блоком автоматического управления (предназначен для обеспечения установки сжатым воздухом);
3. пароприемником (12 портов), предназначенным для приема пара со стерилизуемых портов оборудования для исключения выброса пара в воздух рабочей зоны помещения;
4. парогасителем (предназначен для охлаждения отработанного пара с целью его конденсации для сбора или слива);
5. ламинарным боксом ЛБ1-К (ламинарный бокс 2А класса), предназначенным для проведения стерильных работ по подготовке растворов, дозированию, взвешиванию, контролю отобранных проб;
6. лабораторным блоком, предназначенным для проведения работ по подготовке растворов, дозирования, взвешивания, контроля отобранных проб, оснащенный:

• глюкометром «Акку-Чек Актив»;
• рН-метром рН-410 (стандарт-титры, электрод комбинированный ЭСЛК-01.7, блок питания, термодатчик);
• весами лабораторными электронными СЕ623-С;
• турбидиметром HACH 2100Q (IS);
• устройством ПЭ-2010 для сушки лабораторной посуды;
• термошейкером ES-20 с платформой UP-12;
• микроскопом Микромед-1 вар. 2-20 (до 1000х; объективы-ахроматы 4х, 10х, 40х, 100МИ; окуляр 10х);
• лабораторной мебелью и одноразовой лабораторной посудой.

     Система вентиляции и кондиционирования УППР-10/15 обеспечивает в стерильной зоне (чистое помещение) следующие условия: влажность воздуха не более 60 %, температура воздуха от плюс 20 до плюс 24 ^оС, максимально допустимыми концентрации частиц, соответствующие классу помещения 7 ИСО: 5,0 мкм (2930 частиц/м³); 1,0 мкм (83200 частиц/м³).
     В УППР-10/15 организованы два входа: со стороны вспомогательной рабочей зоны и со стороны чистой зоны. Обустройство входной двери в помещение контейнера со стороны чистой зоны обеспечивает предотвращение переноса загрязнений из окружающей природной среды в чистую зону.

ПРЕИМУЩЕСТВА УППР-10/15 ПО СРАВНЕНИЮ С АНАЛОГАМИ

     На сегодняшний день УППР-10/15 является единственным в мире техническим средством, предназначенным для аэробного глубинного культивирования микробиологических препаратов для рекультивации земель, загрязненных одним загрязнителем, а также микробиологических препаратов, предназначенных для проведения рекультивации земель, загрязненных одновременно двумя и более загрязнителями (препараты для рекультивации комплексные по видам загрязнений представляют собой комбинацию препаратов, индивидуальных по видам загрязнений), в соответствии со схемой, приведенной ниже.

УППР-10/15 обладает рядом преимуществ, таких как:

• установка позволяет производить комплексные препараты для рекультивации, состоящие из двух или более микроорганизмов;
• установка позволяет получать препараты двух видов, суспензированные и микрокапсулированные;
• установка позволяет производить биопрепараты для рекультивации с широким диапазоном варьирования концентрации клеток деструкторов;
• установка обеспечивает высокую степень отмывки препаратов от компонентов культуральной жидкости;
• применяется непосредственно около мест проведения работ по ремедиации почв, загрязненных экотоксикантами различной природы.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УППР-10/15

Наименование параметров и характеристик		Значение параметров и характеристик
Производительность не менее, т/год	по деструкторам	15
	по микрокапсулированным деструкторам	10
Концентрация клеток не менее, кл/мл	в препаратах в виде водных суспензий деструкторов	106
	в препаратах в виде водных суспензий микрокапсулированных деструкторов	106
Диапазон варьирования концентрации клеток в препарате, кл/мл	для препаратов в виде водных суспензий деструкторов	106 – 109
	для препаратов в виде водных суспензий микрокапсулированных деструкторов	106 – 109
Установленная мощность не более, кВт		120
Характеристика сети питания, В; Гц		380/220; 50
Количество перемещаемых модулей		1
Габаритные размеры модуля не более, м	длина, м	14
	ширина, м	2,5
	высота, м	3
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации	температура воздуха, °С	от плюс 10 до плюс 40
	влажность не более, %	90
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при хранении для сохранения работоспособности	температура воздуха, °С	от минус 10 до плюс 40
	влажность, %	до 80
Масса модуля (без учета массы полуприцепа-контейнеровоза) не более, кг		10000

 

ВОЗДЕЙСТВИЕ УППР-10/15 НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

     Несмотря на то, что производственные штаммы, используемые для производства препаратов для рекультивации, являются природными микроорганизмами и не патогенны для человека и животных, а препараты на их основе не токсичны, технология изготовления препаратов включает комплекс мер, обеспечивающих наряду с высоким уровнем культуры производства полную безопасность производства для окружающей среды.
     Организация производства обеспечивает его асептичность и исключает попадание продуктов биосинтеза и компонентов питательных сред в окружающую среду за счет использования закрытых методов засева ферментера, выращивания культуры в герметичных аппаратах, систем очистки воздуха. Все работы на УППР-10/15 производятся в помещении, имеющем приточно-вытяжную вентиляцию с очисткой выбрасываемого в атмосферу воздуха, что позволяет исключить попадание клеток микроорганизмов в окружающую среду и, таким образом, исключить биологические факторы воздействия на окружающую среду.
Конструктивные особенности оборудования и организация технологического процесса исключают попадание загрязняющих веществ в почву и растительные покровы.
     Уровень электромагнитного излучения устройств, используемых при эксплуатации установки, в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» принципиально низкий.
     Основным источником шума при работе установки является работа дизель генератора. На границе санитарно-защитной зоны, которая составляет 100 м, эквивалентный уровень звука не превысит 21 дБА, максимальный уровень звука – 37,6 дБА, что соответствует требованиям СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
     Поэтому возможными источниками негативного воздействия на окружающую среду при работе УППР-10/15 являются химические факторы воздействия (выбросы загрязняющих веществ в атмосферу).

     При работе УППР-10/15 можно выделить следующие источники загрязнения атмосферы:

• труба вытяжной вентиляции;
• дымовая труба двигателя внутреннего сгорания основной мобильной дизельной электростанции.

     В атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества 10-ти наименований в незначительных количествах.

Характеристика источников загрязнения атмосферы

Наименование источника выделения загрязняющих веществ	Наименование загрязняющего вещества	Количество ЗВ, выбрасываемых в атмосферу
		Максимальное, г/с	Суммарное, т/год
Труба вытяжной вентиляции	Гидроксид натрия	1,31·10-5	2,59·10-4
	Соляная кислота	1,32·10-4	3,36·10-3
Дымовая труба основной мобильной дизельной электростанции	Азота диоксид (Азот (IV) оксид)	0,21133	5,478
	Керосин	0,08055	2,088
	Углерод черный (сажа)	0,01388	0,360
	Сера диоксид (Ангидрид сернистый)	0,0333	0,863
	Формальдегид	0,0333	0,863
	Бенз/а/пирен	3,30·10-7	8,55·10-6
	Азота оксид (Азот (II) оксид)	0,0266	0,689
	Углерод оксид	0,1722	4,463

     Воздействия на животный мир в ходе эксплуатации УППР-10/15 не ожидается, так как единственным источником воздействия на окружающую среду являются незначительные промышленные выбросы.
     В результате годовой работы УППР-10/15 образуется 2,2 тонны отходов, основную часть которых составляют отходы культуральной жидкости 5 класса опасности.
     Таким образом, степень воздействия УППР-10/15 на окружающую среду оценивается как допустимая.