Группа микробных процессов конверсии органических отходов

Миронов Владимир Витальевич
Руководитель группы
доктор технических наук, профессор
ИНMИ, комн. 303
Телефон +7 (499) 135-12-29 доб. 713
E-Mail 7390530@gmail.com

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ

Ключевые слова
микробная биодеградация отходов, компостирование, аэробно-анаэробная конверсия, биоаугментация микробных консорциумов, биофильтрация летучих веществ, микроорганизмы-антагонисты фитопатогенов

Направления исследований

  • разработка научных основ технологических процессов твердофазной микробной деградации органических отходов и биофильтрации газовых выбросов
  • изучение состава, функций и разнообразия прокариотических и грибных микробных сообществ органических отходов различного происхождения при их переработке
  • изучение процессов биофильтрации летучих органических соединений, образующихся при переработке отходов
  • изучение и характеристика активных микроорганизмов-деструкторов органических отходов
  • исследование активности микроорганизмов компоста против фитопатогенов и получение компостов, обладающих свойством защиты растений
  • исследование аэробно-анаэробных микробных процессов твердофазной биодеградации отходов
  • моделирование твердофазной биодеградации органических отходов с биофильтрацией газов

Основные методы исследований
Методы химического анализа (газожидкостная хроматография, спектрофотометрия); методы культивирования аэробных и анаэробных микроорганизмов; световая, фазово-контрастная, флуоресцентная и электронная микроскопия; молекулярно-генетические методы идентификации микроорганизмов и микробных сообществ; методы биоинформатики; методы физического и математического моделирования; вегетационные испытания.

Краткая история группы
Проектная команда группы микробных процессов конверсии органических отходов сформировалась в 2019 году на базе лаборатории микробиологии антропогенных мест обитания в рамках реализации нового для лаборатории направления исследований – аэробной твердофазной деградации отходов. Проектная команда была преобразована в группу микробных процессов конверсии органических отходов в 2021 году.

 

Достижения

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Фундаментальные исследования:
Установлено влияние неоптимальных значений влажности и отношения C/N смеси пищевых и агроотходов на развитие микробного сообщества при компостировании и качественные показатели готового компоста. Впервые показана наибольшая активность нитрификации в высокотемпературную стадию процесса.

Прослежена динамика изменения химических форм азота под воздействием микроорганизмов цикла азота и выявлены закономерности сукцессии сообщества микроорганизмов при компостировании обезвоженных анаэробного сброженных осадков сточных вод.

Впервые подробно охарактеризована сукцессия микробного сообщества при компостировании механически сортированной органической фракции твердых коммунальных отходов (мс-ОФТКО). Получена лабораторная коллекция микроорганизмов, активно вовлеченных в аэробную твердофазную деградацию мс-ОФТКО.

Показано сохранение активности метаногенных архей смеси осадка сточных вод и растительных отходов после длительного высокотемпературного компостирования.

 

Гранты группы:

  • Соисполнители проведения прикладных научных исследований (выполнения проекта) по лоту шифр 2017-14-576-0053 по теме: «Создание комплексной ресурсосберегающей экобиотехнологии для получения биогаза с высоким содержанием метана и биоудобрений с повышенной агрономической ценностью путем переработки возобновляемого сырья — органических отходов, в анаэробных биореакторах нового поколения с применением интенсифицирующего микробный метаногенез электрофизического воздействия, использованием процессов нитрификации-анаммокс для очистки жидкой фракции от азота и компостирования твердых отходов в условиях пониженной аэрации». Уникальный идентификатор работ (проекта) RFMEFI60417X0190. Соглашение №14.604.21.0190 с Минобрнауки России. Срок выполнения: 2017-2019 гг.
  • Исполнители проекта 18-29-25035 мк «Разработка научных основ управляемого интенсивного компостирования органической фракции твердых бытовых отходов в твердофазном биореакторе с биофильтрацией отходящих газов» гранта Российского фонда фундаментальных исследований. Срок выполнения: 2018-2022 гг.
  • Руководитель и исполнители гранта программы УМНИК Фонда содействия инновациям на разработку микробного акселератора для скоростной переработки кухонных и растительных отходов в биокомпост. Срок выполнения: 2022-2023 гг.
  • Руководитель и исполнители проекта «Новая стратегия получения биокомпоста с заданными свойствами на основе исследований кинетики роста микроорганизмов, материально-энергетического баланса и прогнозирования биотехнологии с использованием динамической имитационной модели» гранта 075-15-2020-907, предоставленного в рамках государственной поддержки создания и развития Научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего». Срок выполнения: 2020-2024 гг.

Сотрудники

СОСТАВ ГРУППЫ

ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Миронов
Владимир Витальевич
д.т.н., профессорруководитель группы, в.н.с.ИНМИ, комн. 303(499) 135-12-297137390530@gmail.com
2Вантеева
Анна Вячеславовна
-м.н.с.ИНМИ, комн. 303(499) 135-12-29713very-well1966@mail.ru
3Жуков
Виталий Георгиевич
к.х.н.с.н.с.ИНБИ, корп. 4, комн. 3(495) 952-02-43112, 168zhukov@inbi.ras.ru
4Савкина
Анастасия Андреевна
-м.н.с.ИНМИ, комн. 303(499) 135-12-29713anastasija.savkina@yandex.ru

 

Оборудование

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ


Название оборудования/ коллекции Место нахождения
1 Коллекция микроорганизмов-деструкторов органических отходов (представители родов Bacillus, Geobacillus, Pseudomonas, Trichoderma, Penicillium). ИНМИ, комн. 303
2 Экспериментальная лабораторная установка для проведения аэробно-анаэробной твердофазной биодеградации отходов в строго контролируемых условиях с биофильтрацией сопутствующих газовых выбросов. ИНМИ, комн. 16А
3 Испытательный стенд для определения скорости биоразложения отсева грохочения твердых коммунальных отходов (ТКО) при их сортировке с использованием реального динамического индекса респирации. ИНМИ, комн. 16А

 

РИД

РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (патенты, полезные модели, базы данных, ноу-хау и пр.)
Регистрационный номер Тип Название Авторы Заявитель/ патентообладатель Дата приоритета Дата публикации
1 186661 Патент на полезную модель РФ Установка компостирования с оптимизированной аэрацией Миронов В.В.,
Литти Ю.В.,
Ножевникова А.Н.
ФИЦ Биотехнологии РАН 28.04.2018 28.01.2019
2 193511 Патент на полезную модель РФ Корпус установки компостирования с возможностью контроля и поддержания режимов работы Миронов В.В.,
Ножевникова А.Н.,
Русскова Ю.И.,
Миронов А.В.,
Седых А.А.,
Хасянова Е.О.
ФИЦ Биотехнологии РАН 24.07.2019 31.10.2019
3 2021129447 Заявка на получение патента на изобретение РФ Физическая имитационная модель для исследования компостирования Миронов В.В.,
Вантеева А.В.
ФИЦ Биотехнологии РАН 08.10.2021
4 2022102501 Заявка на полезную модель РФ Установка аэробно-анаэробной твердофазной ферментации отходов Миронов В.В., Вантеева А.В. ФИЦ Биотехнологии РАН 02.02.2022

 

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Ivanov, Y.A. Mironov V.V. Test results In-vessel composting system at the cattle farm located in the central part of Russia. Agricultural Mechanization in Asia, Africa, and Latin America. 2018. Vol.49 No 3. P. 86-90 https://portal.issn.org/resource/ISSN/0084-5841
  2. Nozhevnikova, A.N., Mironov V.V., Bochkova E.A., Litti Yu.V., Russkova Yu.I. Composition of a Microbial Community at Different Stages of Composting and the Prospects for Compost Production from Municipal Organic Waste (Review). Appl Biochem Microbiol 55, 199–208 (2019). https://doi.org/10.1134/S0003683819030104
  3. Demkina, E.V., Doroshenko U.V., Babich T.L., Mironov V.V., Borisov A.V., Demkina T.S., El-Registan G.I. Buried Soils as a New Source for Isolation of Biotechnologically Significant Bacterial Strains. Microbiology 88, 631–641 (2019). https://doi.org/10.1134/S0026261719050059
  4. Mironov V.V., Bochkova E.A., Gannesen A.V., Vanteeva A.V., Russkova Yu.I., Nozhevnikova A.N. Dynamics of Biological Processes during Composting of Anaerobically Digested Wastewater Sludge. Microbiology 89, 470–482 (2020). https://doi.org/10.1134/S0026261720040086
  5. Mironov V, Vanteeva A, Merkel A. Microbiological Activity during Co-Composting of Food and Agricultural Waste for Soil Amendment. Agronomy. 2021; 11 (5): 928. https://doi.org/10.3390/agronomy11050928
  6. Mironov, V., Vanteeva A., Sokolova D., Merkel A., Nikolaev Y. Microbiota Dynamics of Mechanically Separated Organic Fraction of Municipal Solid Waste during Composting. Microorganisms 2021, 9, 1877. https://doi.org/10.3390/microorganisms9091877
  7. Mironov, V.V., Potokina V.V., Botchkova E.A., Vanteeva A.V., Zagustina N.A., Parshina S.N. Activity of Methanogenic Archaea during Composting of Organic Waste. Applied Biochemistry and Microbiology, 2021, Vol. 57, No. 6, pp. 750–759. DOI: 10.1134/S0003683821060107

 

Диссертации

ЗАЩИЩЕННЫЕ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертант Диссертация Тема работы Научный руководитель/ консультант
Год защиты
1 Миронов В.В. докторская Технологии и технические средства интенсификации производства органических удобрений на фермах крупного рогатого скота Завражнов А.И. 2010

 

Услуги

КОНТРАКТНЫЕ УСЛУГИ (которые лаборатория готова оказать на хоздоговорной основе)
  1. Анализ общих и санитарных микробиологических и агрохимических показателей органических отходов и биокомпостов
  2. Создание консорциумов активных микроорганизмов-деградантов органических отходов.
  3. Оценка биологической стабильности отсева ТКО (отсева грохочения твердых коммунальных отходов при их сортировке) при его компостировании. Испытания позволяют косвенно оценить потенциальный риск микробиологического самонагревания, образования запаха, привлечения переносчиков инфекционных болезней и т.д. Методика испытаний соответствует действующему Европейскому стандарту SIST EN 15590:2011
  4. Разработка Технических условий на биокомпосты и техногенные грунты, полученные методом промышленного компостирования органического сырья/отходов
  5. Разработка Технологических регламентов на утилизацию органических отходов и производство готовой продукции из отходов
  6. Экспертиза новых технологий утилизации и обезвреживания биологически разлагаемых органических отходов
  7. Экспертиза существующих технологий и производств в сфере утилизации и обезвреживания биологически разлагаемых органических отходов
  8. Разработка рекомендаций по оптимизации процесса твердофазной биодеградации отходов.

Разработки

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ
Статус Наименование разработки
Дата Где Краткое описание
1 Внедрено Совершенствование технологии производства органического удобрения из подстилочного помета методом буртового компостирования с применением мобильного ворошителя буртов 2016-2017 ООО «ЛИСКо Бройлер»
(ГК Черкизово) Воронежской области
Разработан технологический регламент. Ежегодный объем переработки подстилочного помета по усовершенствованной технологии составил 110 000 т.
2 Внедрено Оптимизация технологического процесса промышленного компостирования органических отходов в установке «Климатическая камера» 2019-2021 ООО «Грунт Эко»
(ГК ВИВА ТРАНС) Московской области
Установлены оптимальные и рациональные технологические режимы.

Разработаны оригинальные рецептуры компостных смесей из овощных и фруктовых отходов, избыточного активного ила пищевых производств и древесных отходов. Проведены исследования биологических, физико-химических и агрохимических свойств готового продукта конверсии органических отходов – биокомпоста. Ежегодный объем переработки отходов составил более 120 000 т

3 Внедрено Оптимизация технологических режимов компостирования (биосушки) отсева грохочения твердых коммунальных отходов (ТКО) при их сортировке 2021 ООО «Грунт Эко»
(ГК ВИВА ТРАНС) Московской области
Установлены оптимальные технологические параметры компостирования, позволяющие получить стабильный продукт в максимально короткий срок
4 Внедрено Разработка технологии ускоренного компостирования смеси овощных отходов, навоза КРС и подстилочного помета в биокомпост методом буртового компостирования с применением мобильного ворошителя. 2020-2021 АО «Агрофирма Бунятино»
(ГК Дмитровские овощи) Московской области
Разработан технологический регламент. Ежегодный объем переработки отходов по разработанной технологии более 40 000 т
5 Планируется к внедрению Микробный акселератор для скоростной переработки кухонных и растительных отходов в биокомпост 2023 Малое инновационное предприятие ФИЦ Биотехнологии РАН Биопрепарат с уникальным микробиологическим составом на органическом носителе для скоростной переработки отходов

 

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Миронов В.В. Почетное звание Профессор РАН 2016