1462

различных видов микроорганизмов. Сообщество микроорганизмов функционирует как саморегулируемая система, которая поддерживает показатель рН, окислительно-восстановительный потенциал среды и обеспечивает стабильность процесса анаэробного сбраживания [5]. Контроль процессов образования фильтра и газа позволит предотвращать загрязнение объектов окружающей среды, управлять процессами стабилизации свалки и производить выбор оптимальных методов очистки фильтрата ТБО. В Пермском национальном исследовательском политехническом университете [2] проводились исследования биохимической очистки «молодого» фильтрата на модельных растворах в лабораторном лизиметре.

Были получены следующие результаты исследования. Химический состав фильтрата: ХПК – 6500 мг О2/дм3, БПК5 – 3800 мг О2/дм3, рН – 4,3, концентрация ионов железа (общего) – 25 мг/дм3, цинка –

(ил), отобранные из водоема, образованного фильтрационными водами полигона ТБО г. Перми [5]. Концентрация ила составляла 55 г/дм3. Для интенсификации процесса метанового брожения рН воды поддерживали на уровне 7,0–7,2, добавляя в фильтрационные воды буферный раствор с содержанием смеси карбоната и гидрокарбоната натрия, для стабилизации металлов – фосфат натрия, концентрация которого в пересчете на фосфор составляла 20 мг/дм3. Эксперимент по анаэробному сбраживанию фильтрационных вод проводили по схеме:

1)смешивали фильтрат с илом при температуре 20 °С;

2)смешивали фильтрат с илом при температуре 32 °С;

3)смесь фильтрата без добавок при температуре 20 °С. Эксперимент проводился в течение 45 сут в анаэробных условиях.

Контролировались выделение газа, а также показатели ХПК и солесодержание фильтрата. Динамика газовыделения показана на рисунке.

Как следует из представленных данных, в контрольном варианте с использованием в качестве источника микрофлоры ила интенсивность процесса газообразования повышалась при температуре 32 °С. Наибольшая скорость газовых эмиссий наблюдалась на 20–25-е сутки, затем процесс стабилизировался [5].

301

Рис. Динамика газообразования при анаэробном сбраживании фильтрационных вод полигона ТБО г. Перми [1]

Результаты проведенных микробиологических исследований биоценоза ила показали присутствие нескольких групп анаэробных бактерий. Среди присутствующих бактерий преобладали денитрифицирующие, сульфатвосстанавливающие, метаногенные, углеводородокисляющие. Под действием данных бактерий проходили процессы денитрификации, сульфатредукции, метаногенеза. В результате протекания процессов выделяется сероводород, метан. Исследования показали, что при анаэробной очистке фильтрационных вод в стабильной фазе (после 25 сут) эффективность очистки по ХПК составляла 43– 45 %, ХПК очищенной воды – 3575–3700 мг О2/дм3. Таким образом, по результатам исследований можно сделать вывод: применение анаэробного сбраживания концентрированных фильтрационных вод, образуемых на стадии ацетогенеза, позволяет снизить на 50 % содержание органических загрязнений, и фильтрат должен подвергаться дальнейшей очистке биохимическими и физико-химическими методами [4, 5].

Список литературы

1.Середа Т.Г. Методические указания по выбору технологии очистки фильтрата и рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата санитарных полигонов твердых бытовых отходов / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1998. – 20 с.

2.Вайсман Я.И. Управление отходами. Сточные воды и биогаз полигонов захоронения твердых бытовых отходов. – Пермь: Изд-во Перм.

гос. техн. ун-та, 2012. – 258 с.

302

3.Поворов А.А., Павлова В.Ф., Шиненкова Н.А. Очистка дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) [Электронный ре-

сурс]. – URL: http: //zaobmt.com/index.php/articles/139-landfil-leachate.html.

4.Физико-химические методы защиты биосферы. Очистка фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов: учеб. пособие / Я.И. Вайсман, И.С. Глушанкова, Л.В. Рудакова, Н.Ф. Абрамов; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2005. – 197 с.

5.Глушанкова И.С. Очистка фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов на различных этапах жизненного цикла: дис. ... д-ра техн. наук. – Пермь, 2004. – 331 c.

Об авторах

Чрелашвили Ирина Сергеевна (Пермь, Россия) – студентка,

Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: kisluhina-ira@ yandex.ru).

Карманова Светлана Валериевна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; е-mail: karmanovs@ yandex.ru).

Голубцова Анастасия Николаевна (Пермь, Россия) – студентка,

Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; е-mail: qula88@ rambler.ru).

303

УДК 711.57:502.131.1

УРБАНИСТИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ УНИВЕРСИТЕТСКОГО КАМПУСА

Я.Н. Чудинова, В.Н. Коротаев

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Рассматривается вопрос о зонировании и планировании университетского кампуса. Произведен системный анализ существующих российских и зарубежных кампусов. Рассматривается концепция зеленого университетского кампуса.

Ключевые слова: университетский кампус, зонирование, планирование, урбанистика, устойчивое развитие, зеленый кампус.

На сегодняшний день университетский кампус является центром развития городской среды, а также неотъемлемой частью современного университета. В России современные кампусы существуют в Сколково и Дальневосточном федеральном университете на острове Русский,

атакже планируется возведение еще в 7 регионах России.

Внастоящее время университетский кампус представляет собой пространство на единой обособленной территории, принадлежащей одной организации, с преимущественно пешеходной доступностью всех объектов комплекса. В успешных университетах среда и территория кампуса – это одновременно и городское публичное пространство, где студенты и преподаватели, так же, как и жители города, могут участвовать в социальных взаимодействиях, а комфортная и устойчивая пространственная среда кампуса – это залог его дальнейшего устойчивого развития [1].

Основной признак университетского кампуса – это наличие современной концепции устойчивого развития, также обязательно наличие программы развития, так как современный университетский кампус – это не здания, а учебные программы, под которые пространство трансформируется и меняется. Появляются или обновляются пространственные зоны, которые интегрируют в архитектуру и пространственную структуру ландшафта. Эти идеи проявляются в планировке и функциональном зонировании, а также в архитектурном облике зданий и со-

304

оружений [1, 2]. Зонирование и планирование территории университетского кампуса на сегодняшний день в России производится в соответ-

ствии со СНиП 2.07.01–89 [3].

Как правило, современный университет включает в себя несколько сред, а именно: образовательную; научную; воспитательную; иннова- ционно-техническую; общественно-социальную. Также современный университетский кампус предполагает наличие резервных территорий для дальнейшего развития научных и инновационных стратегий университета. Высокие качества и требования к пространственной структуре учебного, жилого и общественного профилей кампуса, а также внутренним общественным пространствам делают университетский кампус социально открытым для жителей города [1].

Для города и современного университета важно правильное развитие кампуса. Одна из стратегий университета – это «зеленый» университет, устойчивое развитие. Современная концепция кампуса как многофункционального градостроительного объекта в природной среде предполагает интеграцию в природное окружение и существование единым целым. Территория кампуса практически всегда включает парковые территории, леса, водные пространства, и одной из наиболее перспективных концепций, которых придерживаются многие развивающиеся известные университеты, является концепция «зеленого кампуса». Она использует экоздания, утилизацию отходов, здания с «нулевым выбросом тепла» и максимально озелененные территории, которые служат одновременно рекреационным целям и являются резервами для дальнейшего развития [1, 4].

Современные студенческие кампусы в мире стремятся соответствовать национальным системам оценки зданий по категории применения «зеленых технологий». Существует такие стандарты, как LEED, BREAM, DGNB, СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011, которые определяют принципы, категории, оценочные критерии, индикаторы устойчивости среды обитания, содержат систему базовых показателей, которые при необходимости корректируются коэффициентами или дополняются параметрами, отражающими региональные или местные климатические, энергетические, экономические, социальные и объектные особенности

[5, 6].

Проведен системный анализ существующих проектов российских и зарубежных кампусов. Можно сделать вывод, что зарубежные кампусы имеют единую обособленную территорию, большое количество научных центров и лабораторий, также широко представлена духовная,

305

культурная (галереи, театры, музеи) и спортивная жизнь. Российские университетские кампусы обладают следующими недостатками: имеют размещение функциональных зон на различных участках; преобладает внутригородское размещение университета; культурная и спортивнооздоровительная зоны представлены недостаточно широко; отсутствует система безопасности проживания в кампусе и социальной дифференциации проживающих студентов; используются здания одного типа.

На примере университетского кампуса Пермского национального исследовательского политехнического университета можно выделить основные зоны: учебную, социально-общественную, инновационнотехническую, зону отдыха, спортивно-оздоровительную, культурную.

Проанализировав основные «зеленые стандарты», применяемые

всовременных интеллектуальных зданиях с целью сохранения ресурсов, можно отметить, что наиболее перспективными для применения

вуниверситетском кампусе ПНИПУ являются экономия энергии, использование возобновляемых энергоресурсов, водоснабжение, охрана окружающей среды, утилизация и вторичное использование отходов, озеленение окружающей среды, экология строительных материалов, комфортность внутренней среды обитания, удобство расположения зданий, интеллектуальное управление зданием, мониторинг процесса

проектирования и эксплуатации, экономические критерии экологии и энергоэффективности.

Один из факторов успешной реализации проекта «Зеленый университет» является создание современного кампуса устойчиво развивающегося университета.

Список литературы

1.Пучков М.В. Университетский кампус. Принципы создания пространства современных университетских комплексов // Вестник ТГАСУ. – 2011. – № 3. – С. 79–88.

2.Stephen A.K. Building type basics for College and University Facilities // David J. Neuman. KAIA. Series Founder and Editor. – 2003.

3.СНиП 2.07.01–89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений (утв. постановлением Госстроя СССР

от 16 мая 1989 г. № 78).

4.Golden Memories of Sun Yat-Sen University. Linganart Publishing House, 2005.

306

5.СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011. «Зеленое строительство». Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания.

6.Табунщиков Ю.А., Гранев В.В., Наумов А.Л. Рейтинговая система оценки качества здания в России // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофи-

зика. – 2010. – № 6. – С. 16–21.

Об авторах

Чудинова Яна Николаевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомоль-

ский пр., 29; e-mail: chudoyana97@gmail.com).

Коротаев Владимир Николаевич (Пермь, Россия) – доктор тех-

нических наук, профессор кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: korotaev@ pstu.ru).

307

УДК 676.0

СНИЖЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КАРТОННО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

Е.С. Ширинкина, С.В. Монченко, В.А. Житнюк

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Представлены результаты исследований по снижению образования промоев волокна и крахмала в технологическом процессе картонно-бу- мажного производства, работающего на макулатурном сырье. Доказана эффективность применения удерживающих систем на основе органических полимеров для удержания волокна и крахмала в макулатурной массе, выполнена оценка эколого-экономической эффективности предложенных мероприятий.

Ключевые слова: удерживающая система, макулатурное волокно, нативный крахмал, сточные воды.

При производстве картонно-бумажной продукции из макулатуры в процессе подготовки массы и промывки оборудования используется большое количество воды. В результате технологического процесса образуются сточные воды с высоким содержанием волокна и крахмала, накапливающиеся в емкостях оборотного водоснабжения.

После отстаивания стоков осветеленная часть используется в оборотном водоснабжении, а высококонцентрированный сток отводится на очистку, что обусловливает чрезмерную нагрузку на очистные сооружения предприятия из-за высокого содержания волокна и крахмала в сточных водах и длительности процессов их биологического разложения [1]. В связи с этим актуальной является разработка мероприятий по снижению поступления волокна и крахмала со сточными водами на очистные сооружения предприятия путем максимального использования ресурсного потенциала макулатурного сырья.

Снижение потерь волокна и крахмала со сточными водами может быть достигнуто путем повышения их удержания в бумажной массе за счет применения удерживающих систем в производственном процессе [2].

308

На базе КБЦ № 2 группы предприятий ПЦБК были организованы два этапа исследований по внедрению удерживающих систем с целью повышения удержания волокна и крахмала в макулатурной массе. На первом этапе исследований оценивалась эффективность применения удерживающих систем различных компаний-поставщиков в 28 соотношениях [3]. Полученные результаты сопоставлялись с аналогичными результатами, полученными при исследовании холостых проб. Результаты исследований представлены на рисунке.

Рис. Сравнение результатов исследований удерживающих систем

На основании результатов лабораторных испытаний, а также с учетом технологических и экономических показателей (необходимость дополнительного аппаратурного оснащения и предварительной подготовки химикатов, расхода и стоимости химикатов и др.) было принято решение об использовании удерживающей системы на основе полиакриламида компании-поставщика № 2 на этапе опытно-промышленной выработки.

В ходе исследований определялись показатели, характеризующие степень удержания волокна и крахмала в макулатурной массе и снижение их содержания в сточных водах (концентрация взвешенных веществ и крахмала, оптическая плотность), а также время обезвоживания макулатурной массы и прочностные свойства готовой продукции (таблица) [4].

Как видно из представленных в таблице данных, применение удерживающей системы в ходе опытно-промышленной выработки обеспечило снижение содержания волокна до 86,7 % и крахмала – до 84,3 %.

309

Результаты исследований макулатурной массы и подсеточной воды при внедрении удерживающей системы в производственном процессе

Верхняя сетка

Повышение удержания волокна и, как следствие, снижение концентрации взвешенных веществ в сточных водах при введении удерживающей системы обусловлено образованием дополнительных связей между волокнами и молекулами органического полимера удерживающей системы. Кроме того, удерживающая система оказывает влияние на свойства нативного крахмала, содержащегося в макулатурной массе, за счет чего происходит образование дополнительных связей между молекулами крахмала и макулатурным волокном, при этом повышается доля крахмала оседающего на волокне и снижается его содержание

вобразующихся сточных водах [5].

Врезультате исследований было установлено, что наряду со снижением нагрузки на очистные сооружения и водные объекты, за счет минимизации поступления волокна и крахмала со сточными водами,

было достигнуто повышение эффективности использования сырья и материалов в технологическом цикле. В ходе производства картоннобумажной продукции на КБЦ № 2 после внедрения удерживающей системы удалось достичь снижения потребления макулатурного сырья в среднем на 14 %, а окисленного кукурузного крахмала на проклейку бумажной массы – на 20 %.

Таким образом, внедрение удерживающих систем на основе органических полимеров в технологический цикл картонно-бумажного производства позволит снизить нагрузку на водные объекты за счет сокращения образования промоев волокна и крахмала, а также повысить эффективность использования ресурсов в производственном процессе.

310