​Экологи-инноваторы

12 ноября 2017 в 15:05

Горный университет разработал беспилотный летательный аппарат, оснащенный измерительной аппаратурой для анализа состава атмосферного воздуха

Санкт-Петербург – признанный российский и международный научный центр. Среди разрабатываемых различными университетами, институтами, отдельными предприятиями инноваций, безусловно, есть технологии и экологической проблематики.

Существенным потенциалом в области охраны окружающей среды обладает Санкт-Петербургский горный университет. В рамках его структуры в 2004 году была создана кафедра геоэкологии, которая сейчас является одной из ведущих экологических кафедр страны как по кадровому составу, так и по лабораторноприборному оснащению. Спецификой работы Горного университета в области охраны окружающей среды является тесный контакт с компаниями добывающей и перерабатывающей промышленности. Поэтому основные разработки предназначены для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду непосредственно от производственных объектов минерально-сырьевого комплекса.

«Горный университет работает в этой области как с очень крупными предприятиями, например, ПАО «ФосАгро», так и с небольшими компаниями и частными лицами. Например, мы тесно сотрудничаем с АО «Русская медная компания» по экологическому сопровождению строительства Томинского ГОКа. Почему обращаются? Штрафы за загрязнение окружающей среды растут, экологические нормативы ужесточаются, чтобы открыть новое предприятие, необходимо доказать, что оно является безопасным с точки зрения окружающей среды в том числе и населению, на простом, доступном языке, и бизнесмены прекрасно это понимают», – рассказывает заместитель заведующего кафедрой геоэкологии Горного университета Александр Исаков. Информация по большинству проектов является закрытой, но эксперт отмечает, что одним из популярных обращений является определение опасности складируемых отходов, в том числе при долгосрочном хранении.

За последние несколько лет кафедрой геоэкологии Горного университета разработаны: система автоматического пылеподавления при конвейерной транспортировке и в пунктах пересыпа промышленных и гражданских объектов, новое технологическое решение по созданию изолирующих экранов, формируемых из полимерных отходов и наполнителей, инновационная конструкция машины по нанесению изоляционного покрытия. А также способ наращивания хвостохранилищ для повышения эксплуатационной надежности и экологичности возводимых гидротехнических сооружений, новые дешевые и эффективные сорбенты на основе природных материалов для очистки сточных вод предприятий.

Инерционный грохот ГИС 61-М типа «Орбитор» создан НПК «Механобр-техника» для классификации твердых бытовых отходов
Инерционный грохот ГИС 61-М типа «Орбитор» создан НПК «Механобр-техника» для классификации твердых бытовых отходов

Для будущих поколений

Леонид Вайсберг, академик РАН, научный руководитель НПК «Механобр-техника»Леонид Вайсберг, академик РАН, научный руководитель НПК «Механобр-техника»: – Если говорить об экологии Санкт-Петербурга, мне кажется, что наиболее негативное влияние на экологическую ситуацию в городе оказывает транспорт. Конечно, никто не ожидал, что за последние несколько лет на наши неприспособленные внутригородские дороги хлынет такая лавина транспорта, в том числе устаревшего и не соответствующего современным экологическим требованиям. Здесь вопрос будет решаться тремя путями: строительство новых скоростных трасс и развязок для безостановочного движения с выведениями значительной части транспорта за пределы внутригородской улично-дорожной сети, в том числе со строительством перехватывающих парковок. Второе направление – выведение из эксплуатации экологически небезопасных транспортных средств. И, наконец, современное направление – это, конечно, переход на новые виды экологически безопасных топлив – за этим будущее.

НПК «Механобр-техника» является не только научной организацией. Мы чрезвычайно заинтересованы в конкретном использовании наших разработок – только это обеспечивает наш успех и нашу доходность. В частности, наиболее интересные внедренные разработки – это технология переработки отходов добычи полезных ископаемых, содержащих скальные породы, с получением высококачественного строительного щебня, строительно-конструкционные изделия, теплоизоляционные материалы, переработка золотоотвалов ТЭЦ с получением универсальных вяжущих для строительной индустрии, переработка лома электронных и электрических изделий с получением цветных и благородных металлов, разработка оборудования для эффективной машинной сепарации твердых коммунальных отходов (ТКО), ориентированного на смешанно собираемые отходы (в отсутствие раздельного сбора). В качестве продукта получается вторичное сырье, топливные фракции, биоразлагаемые фракции, фракции для дальнейшей переработки.

Эффект прежде всего экономический – высвобождаются от загрязнения десятки гектаров территорий, занятых сегодня отходами. Сферам применения новых технологий нет предела. Во всем современном материальном производстве они могут дать заметный экологический эффект, а это само по себе уже дорогого стоит – это наша среда обитания, крайне важно сохранить природные экосистемы на долгие годы для будущих поколений.

По Санкт-Петербургу в настоящее время Горный университет представляет две разработки. Первая – беспилотный летательный аппарат, оснащенный измерительной аппаратурой для анализа состава атмосферного воздуха. «Он позволяет проводить замеры практически в любой точке воздушного пространства города. Это очень интересный проект. В городах могут возникать застойные зоны, ветровые тени, температурные инверсии, что может привести к сверхнормативному загрязнению. Из-за застройки мы пока не можем адекватно моделировать рассеивание загрязняющих веществ на городских территориях – необходимо получить большой массив данных измерений состава атмосферного воздуха. Наш аппарат имеет увеличенный радиус действия по радиоканалу (25 км), возможность передачи информации от аппаратуры целевой нагрузки в режиме реального времени, увеличенную массу полезной нагрузки (8,3 кг), применимость в широком диапазоне параметров окружающей среды», – объясняет Александр Исаков.

Вторая разработка – способ обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водоема. Он позволяет минимизировать интервал времени от обнаружения разлива нефти до его сбора, повысить точность определения координат разливов, снизить трудозатраты. Полученные разработки находятся на стадии апробации и внедрения.

Перерабатывать по максимуму

Научно-производственная корпорация «Механобр-техника» – преемник Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института механической обработки «Механобр», созданного в 1920 году и вначале специализировавшегося на простейших машинах для обогащения руд, углей и сланцев. Сегодня «Механобр-техника» создает принципиально новое дробильно-сортировочное и обогатительное оборудование, поставляя продукцию в десятки стран мира. Также совместно с крупнейшими петербургскими университетами на базе компании создан научно-образовательный центр, в котором ведется подготовка инженерных и научных кадров в области горного дела и инженерной экологии.

«Являясь лидером инновационного обновления нескольких отраслей, в частности горно-металлургической индустрии, индустрии промышленности стройматериалов, НПК «Механобр-техника» изначально формирует для себя задачу так, чтобы все технические новшества были безупречны с экологической точки зрения. Здесь имеется в виду не только минимизация загрязнения окружающей среды – ландшафта, воды, воздуха, но и снижение образования любых производственных отходов. Но те отходы, которые все-таки образуются, – перерабатывать и полезно использовать», – рассказывает научный руководитель НПК «Механобр-техника» Леонид Вайсберг. В международной практике такой подход получил название «3R», то есть «reduce – recycle – reuse» – «сократить потребление – использовать повторно – перерабатывать». Иногда употребляют термин «наилучшие доступные технологии», то есть энергоэффективные, экономически целесообразные, экологически безопасные.

«В конечной стоимости внедрения новых технологий для предприятия исследования и разработки – лишь первоначальный этап экологического инвестирования. Как правило, это укладывается в 10-20 млн рублей, но дальнейшая реконструкция на действующих предприятиях сводится к мероприятиям более затратным, это примерно в десять раз дороже. Но не будем забывать, что эффект от этого, как правило, тоже не только социальный. Вполне ожидаем реальный экономический эффект», – оценивает Леонид Вайсберг.

Одна из разработок НПК «Механобр-техника» – инерционный грохот ГИС 61-М типа «Орбитор» для классификации твердых бытовых отходов (ТБО). Он предназначен для сепарации неселективно собранных твердых бытовых отходов с выделением «деловой» фракции для дальнейшей ручной сортировки, что позволяет существенно повысить производительность и качество сортировки ТБО, и влажной биоразлагаемой фракции. Для разделения ТБО на компостируемую и сжигаемую фракции, для выделения из отходов сортировки или балласта высококалорийного топлива (горючих фракций).

На солнцемобиле в будущее

Студенческая команда Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разрабатывает уникальное транспортное средство – электромобиль на солнечных панелях Polytech Solar для участия в чемпионате American Solar Challenge в 2018 году в США. Работа над солнцемобилем, получившим имя SOL, началась в мае 2016 года на базе Молодежного конструкторско-технологического бюро. Автомобиль имеет форму корпуса «катамаран», кузов выполнен из композитных материалов российского производства. Электрическую энергию транспортное средство получает от установленных на крыше 4 кв. м солнечных панелей, КПД – 24%. Также он может работать как стандартный электромобиль, заряжаясь от розетки. Автомобиль способен проехать 500 км без подзарядки, используя только солнечную энергию. Вес машины не превышает 200 кг, максимальная скорость – 150 км/ч. Сегодня над созданием автомобиля работают 20 студентов, магистрантов и аспирантов Политеха.

Студенческая команда Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разрабатывает электромобиль на солнечных панелях Polytech Solar
Студенческая команда Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разрабатывает электромобиль на солнечных панелях Polytech Solar

При проектировании участники команды опирались на прошлый успешный опыт – ранее они в составе другого студенческого проекта Polytech NCM построили первый в Санкт-Петербурге и Северо-Западном федеральном округе гоночный болид класса «Формула» для участия в международных соревнованиях Formula Student. В 2016 году они вошли в тройку лучших команд России.

В 2016 году проект Polytech Solar получил поддержку Агентства стратегических инициатив и Министерства промышленности и торговли РФ.

Как отмечают в университете, солнцемобиль является, с одной стороны, образовательным проектом, в рамках которого студенты учатся работать с современными материалами и своими руками создавать инновационный продукт. С другой – Polytech Solar уже перестал быть только студенческим проектом – им интересуются крупные промышленные компании, он приобретает важность всероссийского масштаба. Те технологии, которые используются при его создании, лягут в основу будущих городских солнцемобилей.

Марина Богомягкова, Марина Скляренко, Алексей Шевченко