Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2023-24-4-751-759
Ключевые слова: process control, life support systems, utilization of organic waste, desalination, plant link, управление технологическим процессом, системы жизнеобеспечения, утилизация органических отходов, обессоливание, растительное звено
Аннотация: Ensuring human life activity for several years in isolated conditions of future Martian and lunar bases is possible with the organization of a circular process of converting organic waste, including human exometabolites (cal, urin), into the products he needs: water, oxygen and food. A promising way to organize such a circular procПоказать полностьюess is to create a three-link closed ecosystem (CES): a person, a link for obtaining fertilizers from organic waste and plants - where plants synthesize the products necessary for a person. The paper considers the original scheme of a complex installation for the purification of liquid products of processing of human exometabolites from pollutants in the process of obtaining nutrient solutions for growing plants in a CES. The processing of human exometabolites was carried out in a device for physicochemical oxidation of hydrogen peroxide in an aqueous medium under the action of alternating electric current - in a “wet” combustion reactor. Peripheral equipment was selected for the organization of the automatic control system of the cleaning plant, problems were identified and approaches were developed in the automation of technological processes and the creation of software for human interaction with the proposed installation. Experiments on the cultivation of lettuce plants have been carried out, confirming the effectiveness of the proposed processes of purification of liquid products of processing of human exometabolites. It is concluded that the created integrated cleaning plant, equipped with the proposed software, can be used for scientific research in relation to the subject of CES, including space purposes. Обеспечение жизнедеятельности человека в течение нескольких лет в изолированных условиях будущих марсианских и лунных баз представляется возможным при организации круговоротного процесса преобразования органических отходов, в том числе экзометаболитов человека (кал, урина), в необходимые ему продукты: воду, кислород и пищу. Перспективным способом организации такого круговоротного процесса является создание трехзвенной замкнутой экосистемы (ЗЭС): человек, звено получения удобрений из органических отходов и растения, где растения синтезируют необходимые человеку продукты. В работе рассмотрена оригинальная схема комплексной установки очистки жидких продуктов переработки экзометаболитов человека от поллютантов в процессе получения питательных растворов для выращивания растений в условиях ЗЭС. Переработку экзометаболитов человека осуществляли в устройстве физико-химического окисления в водной среде перекиси водорода под действием переменного электрического тока - в реакторе «мокрого» сжигания. Подобрано периферийное оборудование для организации системы автоматического управления установкой очистки, выявлены проблемы и разработаны подходы в автоматизации технологических процессов и создании программного обеспечения для взаимодействия человека с предлагаемой установкой. Выполнены эксперименты по выращиванию растений салата, подтверждающие эффективность предлагаемых процессов очистки жидких продуктов переработки экзометаболитов человека. Сделан вывод, что созданная комплексная установка очистки, оснащенная предлагаемым программным обеспечением, может быть использована для научных исследований применительно к тематике ЗЭС, в том числе космического назначения.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал
Выпуск журнала: Т. 24, № 4
Номера страниц: 751-759
ISSN журнала: 27128970
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева