• Energy Research
• 6. Clean water close
• Russian close

В работе проанализировано потребление электроэнергии модулем опреснителя. Рассчитаны средние показатели расхода и мощности опреснителя, требуемая мощность установки на основе нетрадиционной и возобновляемой энергии. Подведены итоги исследования. The paper analyzes the power consumption of the desalination unit. The average indicators of consumption and capacity of the desalination plant were calculated, as well as the required capacity of the installation based on unconventional and renewable energy. The results of the study are summarized.

Тема выпускной квалификационной работы - "Энергоэффективные технологии для устойчивой реконструкции исторических зданий Санкт-Петербурга". Представленная работа посвящена изучению инноваций в области водосбережения, которые могут быть внедрены в исторические здания Санкт-Петербурга с целью повышения воздействия на окружающую среду, а также разработке методологии внедрения эффективного управления водными ресурсами - как элемента устойчивого развития в России. В ходе исследования были поставлены следующие цели: 1. Изучение эффективного управления водными ресурсами, анализ преимуществ и недостатков с целью изучения методологии внедрения систем сбора дождевой воды для исторических зданий и сооружений с выявленным, региональным или федеральным статусом объекта культурного наследия Санкт-Петербургского Комитета по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры (КГИОП) для проектов реконструкции, реновации или капитального ремонта. 2. Совокупность сведений эффективного управления водными ресурсами подтвердила обязательность проведения дальнейших исследований в части разработки математической модели расхода дождевой и талой воды для технического использования для смыва унитазов жилых домов. 3. Разработка методологии внедрения эффективного управления водными ресурсами как элемента устойчивого развития России. С 1990 года концепции энергоэффективного и устойчивого развития стали краеугольным моментом в гражданском строительстве и вызовом экологически чистого будущего. Вода и энергетика в настоящее время играют важнейшую роль в устойчивом экономическом росте мира в целом и России в частности, где эффективность системы водоснабжения является вторым по значимости параметром потребления энергии согласно британскому методу оценки, а водно-энергетическая связь была определена в качестве цели для ускорения устойчивого роста и разработки эффективных и инновационных инженерных решений. Рассматриваемые мероприятия были направлены на организацию и проведение реконструкции общего имущества инженерных систем в многоквартирных жилых домах, расположенных в Санкт-Петербурге, в зданиях с региональным, выявленным или федеральным статусом исторического наследия, находящихся под контролем Комитета по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры (КГИОП) и ЮНЕСКО. В данный момент, даже после реконструкции эти здания по-прежнему относятся к классу энергоэффективности D. Постановление Правительства РФ № 87 О структуре и обязательном содержании проектной документации содержит раздел "Мероприятия по обеспечению соблюдения требований по энергоэффективности и оборудованию зданий, сооружений и сооружений приборами учета электроэнергии". В данном документе упоминается о необходимости установки коллекторов и счетчиков, которые исключительно рассчитывают энергию, пренебрегая главной целью энергетической эффективности и устойчивого развития – модифицировать существующие здания в более энергоэффективные, потенциально даже энергоэффективными класса А. Наименее изученными аспектами энергоэффективных технологий в Российской Федерации остаются водный баланс и возможность внедрения систем сбора дождевой и талой воды. Современные инженерные технологии эффективного использования водных ресурсов внедрены в проектирование исключительно новых зданий из-за отсутствия правительственной директивы по созданию проектной документации при проведении капитального ремонта и реконструкции, которая включала бы сбор и повторное использование дождевой и талой воды. Энергоэффективная технология сбора дождевой и талой воды в настоящее время применяется только во вновь возводимых зданиях и инженерных сооружениях, хотя исследования доказали, что использование дождевой воды безопасно и предлагает огромный шаг вперед с точки зрения анализа экологической и энергетической эффективности и инноваций в области водоснабжения. Санкт-Петербург, где сохранение является исторического наследия является обязательным, и в большинстве случаев охраняемым объектом является сам объем здания культурного наследия, включая капитальные конструкции и кровлю. Однако установка второй дополнительной системы водоснабжения и сбора дождевой воды не имеет влияние на распоряжения о предметах охраны в части переоборудования инженерных коммуникаций. В настоящее время эффективность водных ресурсов в Санкт-Петербурге рассматривается только как инженерное оборудование, регулирующие расход и трубопроводная запорная арматура. Разработка технических рекомендаций по использованию серой и / или дождевой воды для удовлетворения потребностей жилых зданий при капительном ремонте или реконструкции прежде не была предложена. Представленные идеи систем сбора и распределения дождевой и талой воды должны быть учтены при капитальном ремонте или реконструкции жилых зданий объектов культурного наследия, находящихся под охраной КГИОП и ЮНЕСКО. Применяемая методология также потенциально может быть распространена на другие объекты культурного наследия в северных регионах России и зарубежья со среднегодовым количеством осадков более 600 мм для покрытия средних потребностей в смыве унитазов.[1] Задачи устойчивого развития для города заключаются так же в повышении качества окружающей среды и жизни населения, за счет развития возобновляемых источников энергии. Ввиду неуникальных климатических условий и увеличения количества осадков, основным возобновляемым ресурсом Северной столицы является вода. Данная исследовательская работа проводилась с октября 2018 года по май 2020 года. Анализ проводился методом математического моделирования с использованием программного обеспечения Microsoft Excel. Результатом исследования явился достаточный сбор дождевой воды для обеспечения смыва унитазов, сбережения чистой питьевой воды и уменьшение нагрузки на городские ливневые стоки в жилых зданиях, расположенных в Санкт-Петербурге, являющихся историческими зданиями и зданиями с региональным, выявленным или федеральным статусом исторического наследия Комитета Санкт-Петербурга по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры для повышения энергоэффективности и устойчивого развития при проектировании капитального ремонта или реконструкции. Разработанная методология объясняет устойчивый подход к модернизации исторических зданий при капитальном ремонте или реконструкции, оказывает благотворные воздействия на окружающую среду для исполнения международных и региональных обязательств Российской Федерации по устойчивому развитию. Результаты научно-исследовательской работы способствуют достижению Целей Устойчивого Развития, разработанных и ратифицированных Организацией Объединенных Наций и Российской Федерации, таких как цель № 6 - сохранение и очистка водных ресурсов; цель № 11 - устойчивое развитие населенных пунктов и городов; цель № 12 - устойчивое потребление и производство; цель № 13 - проблема изменения климата; цель № 14-устойчивое использование океанов и морей. Модель сбора дождевой и талой воды, вторичного использования на нужды смыва унитазов при переоснащении, реконструкции или капитальном ремонте многоквартирных жилых исторических зданий и сооружений позволит внедрить в гражданское строительство использование возобновляемых водных ресурсов, стимулировать устойчивое развитие Санкт-Петербурга, экономить чистую питьевую воду, создать новый энергетический ресурс - дождевую и талую воду, снизить нагрузку на сети дождевой канализации, развить экономику, повысить качество жизни петербуржцев. The subject of graduate qualification work is “Energy-Efficient Technologies for Sustainable Reconstruction of Historical Buildings in Saint-Petersburg”. The presented work is devoted to studying water efficiency innovations, that can be implemented to historical buildings of Saint-Petersburg, to improve the environmental impact, and design methodology implementation of efficient water management as an element of sustainability in Russia. The research set the following goals: 1. Studying water innovative management, analyze its advantages and disadvantages to investigate the methodology of implementation rainwater collection systems for historical buildings and buildings with local, federal historical heritage status of Saint-Petersburg Committee on State Control, Use and Protection of Monuments of History and Culture for reconstruction, renovation or overhaul projects. 2. The aggregate of this information confirmed the obligatoriness for further research in terms of developing a mathematical model of rainwater and meltwater consumption for technical uses toilet flushing of residential houses. 3. Design the methodology for the implementation of efficient water management as an element of sustainable development in Russia. Since 1990, energy-efficient development concepts have constituted both a turning point in civil engineering and a challenge for an environmentally friendly future. Energy and water currently play an essential role in the sustainable economic growth of the world in general and Russia in particular: the efficiency of the water supply system is the second most important parameter for energy consumption according to the British assessment method, while the water-energy nexus has been identified as a focus for accelerating sustainable growth and developing effective, innovative solutions. The activities considered in this article were aimed at organizing and executing the renovation of the property in residential buildings located in St. Petersburg, specifical buildings with local or federal historical heritage status under the control of the St. Petersburg Committee for the State Inspection and Protection of Historic and Cultural Monuments (KGIOP) and UNESCO. Even after reconstruction, these buildings still fall into energy efficiency class D. Russian Government Resolution No. 87 on the structure and required content of project documentation contains a section entitled ‘Measures to ensure compliance with energy efficiency and equipment requirements for buildings, structures, and constructions with energy metering devices’. Mention is made of the need to install collectors and meters, which only calculate energy, neglecting the main purpose: to make buildings more energy-efficient, potentially even energy efficiency class A. The least-explored aspects of energy-efficient technology in the Russian Federation remain the water balance and the possibility of implementing rain and meltwater collection systems. These modern technologies are used exclusively for new buildings due to a lack of government directive to create project documentation during the planning of major renovations and reconstruction that would include the collection and reuse of rainwater. Energy-efficient technology for rain and meltwater collection is currently applied only to new buildings, even though research has proved that using rainwater is safe and offers a huge step forward in terms of eco-efficiency analysis and water innovation. Where conservation is mandatory, making changes to protected sites is prohibited. In most cases, the protected site is the cultural heritage building itself, including the main walls and roof. However, the installation of a second water supply system and collection of rainwater would not affect the protected building itself. Water efficiency in St. Petersburg is currently considered only for the installation that regulates the flow of the pipeline shutoff valves. The development of technical guidelines for the use of grey- and/or rainwater to meet the needs of residential buildings during reconstruction or renovation is not yet complete. The ideas for water treatment, collection, and distribution systems presented in this article should be taken into consideration during the reconstruction or renovation of residential cultural heritage buildings under the protection of KGIOP and UNESCO. The methodology applied also has the potential to be extended to other cultural heritage sites in northern countries and lands with an average annual rainfall of over 600 mm to cover average toilet-flush needs.[1] The sustainable challenge of Saint-Petersburg follows improving environmental and living quality due to developing renewable power resources. Because of climate conditions and increasing precipitation, the main renewable resource of the Northern Capital is water. The research work was conducted from October 2018 till May 2020. The analysis was executed by the method of mathematical modeling with the use of Microsoft Excel software. The study resulted into the sufficient rainwater collection for installment in residential buildings located in St. Petersburg, that are historical buildings and buildings with the local, federal historical heritage status of Saint-Petersburg Committee on State Control, Use and Protection of Monuments of History and Culture due to improving energy-efficiency and sustainability for the project of reconstruction or renovation. There was developed a methodology, that explains the sustainable approach of upgrading historical buildings due to reconstruction or renovation and overall environmental impact. The outcome of the research work affects the Sustainable Development Goals of the Russian Federation, as No.6 - preserving and fine cleaning water resources; No.11 - sustain human settlements and cities; No.12 - sustainable consumption and production; No.13 - Climate Change challenge; No.14 sustainable use of oceans and seas. The model of rainwater and meltwater collection for secondary use for toilet flush needs due to re-equipment, reconstruction or renovation of the residential historical buildings will introduce renewable water resources usage, encourage sustainable development of Saint-Petersburg, save clean potable water, create a new resource - rainwater and meltwater, relieve pressure on rain sewer networks, develop the economy, and increase the quality of life of citizens.

The study analysed data on species composition and quantitative characteristics of zoobenthos based on the data of environmental inventory and passportization of Kazan. Data on zoobenthos organisms of 36 urbanized lakes were used. The predominant group by species composition in the zoobenthos community is insects, making up 53% of the total species composition, chironomids were the most frequent. The most frequently occurring and red-listed species of zoobenthos organisms were found. Zoobenthos numbers varied from 10 to 2800 eq/m2 in different water bodies; biomass values varied from 0.04 to 61.15 g/m3. According to the Shannon and Simpson species diversity indices, most of the lakes belong to the category of polluted with stable communities. The lake ecosystems located in the Novo-Savinovsky and Kirovsky districts of Kazan and belonging to the first supra-floodplain terrace of the Kazanka River and the Volga River are among the most significant in terms of species diversity of biological resources. The biological resources of lakes in Kazan, which are subjected to strong anthropogenic load, need to be protected, and the lakes need to be improved and rationally used. В ходе исследования анализировались данные по видовому составу и количественным характеристикам зообентоса на основе данных экологической инвентаризации и паспортизации г. Казани. Использованы данные об организмах зообентоса 36 урбанизированных озер. Преобладающей группой по видовому составу в зообентосном сообществе являются насекомые, составляющие 53% от общей видового состава, наиболее часто встречались хирономиды. Выявлены наиболее часто встречающиеся и краснокнижные виды организмов зообентоса. Значения численности зообентоса изменялось от 10 до 2800 экз./м2 на разных водных объектах; значение биомассы изменялось от 0,04 до 61,15 г/м3. Согласно индексам видового разноообразия Шеннона и Симпсона, большая часть озер относится к категории загрязненных с устойчивым сообществом. К наиболее значимым по видовому разнообразию биологических ресурсов относятся озёрные экосистемы, расположенные территориально в Ново-Савиновском и Кировском районах г. Казани, относящиеся к первой надпойменной террасе реки Казанки и Волги. Биоресурсы озёр г. Казани, подвергаемые сильной антропогенной нагрузке, нуждаются в охране, а озера – в благоустройстве и рациональном использовании. Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 10 (136) 2023

The aim of the work is to increase biogas output and generation of electricity in biogas plants due to the joint fermentation of cattle manure with winemaking waste. To achieve this goal, the following tasks have been solved: the biogas yield from cattle manure with winemaking waste was determined during periodic loading of the digester; based on the obtained experimental data, a mathematical model was calibrated to estimate the biogas yield during fermentation of cattle manure with the addition of winemaking waste. Because of the studies, it had been found that when manure was fermented with part of the water replaced in the substrate 2% of the winemaking waste, the fermentation dynamics in the substrate are similar to the fermentation of pure cattle manure. Biogas obtained by fermentation of manure with the addition of 2%, 6.5% and 13% of wastewater from wine production instead of water in the first day of fermentation either did not burn at all or burned poorly. The addition of winemaking waste to a substrate based on manure in an amount of 13% allows increasing the maximum biogas yield by a third to 1,372 l/(hrkg dry organic matter). The significance of the research results lies in the fact that the use of winemaking waste as a substrate will allow a third increase in biogas output and power generation, and a reduction in the payback period of a 4,4 MW biogas plant using the green tariff to 6,5 years.

The article assesses the water resources in the Northern economic region (SIR). The distribution of average annual river flow by area is shown. The characterization of the hydrographic network and the volume of the surface waters of each region of the SIR are given. Hydropower resources of large, medium and small rivers of the considered regions and republics are determined. The assessment of energy use of river resources and prospects of hydropower development for each region are given separately. Дана оценка водных ресурсов на территории Северного экономического района (СЭР). Показано распределение среднегодового стока рек по площади. Дана характеристика гидрографической сети и объемов поверхностных вод каждого региона, входящего в СЭР. Определены гидроэнергоресурсы крупных, средних и малых рек рассматриваемых областей и республик. Дана оценка энергетического использования речных ресурсов и перспектив развития гидроэнергетики по каждому региону отдельно. №5(8) (2020)

One of the most effective and reliable ways to increase the efficiency of CHP is the organization of heating raw water in the condensers of cogeneration turbines with the simultaneous supply of circulating water through the main bundles. The temperature of raw water supplied to the chemical water treatment at most CHP plants should not exceed 30-40 °C. Fulfillment of this condition is not always possible, and it becomes necessary to analyze and adjust the operating modes of turbines, which provide the most effective heating of water in the built-in bundles. Such an analysis can be carried out quite simply on the basis of operational data and a mathematical model of the condenser developed at the Department of Heat Engineering and Hydraulics of VyatSU. In this paper, an analysis algorithm is considered based on the actual data obtained during the tests of the condenser of the PT-80-130 turbine unit in the mode of its operation according to the electrical schedule, conclusions are drawn from the analysis results. Один из наиболее надёжных способов повышения эффективности ТЭЦ -- организация подогрева сырой (подпиточной) воды в конденсаторах теплофикационных турбоустановок при одновременной подаче циркуляционной воды через основные пучки. Температура сырой воды, подаваемой в цех химводоочистки, на большинстве ТЭЦ не должна превышать 30 - 40\\оС. Выполнение данного условия не всегда возможно, и возникает необходимость анализа и корректировки режимов эксплуатации турбоустановок, обеспечивающих наиболее эффективный подогрев воды во встроенных пучках. Проведение такого анализа достаточно просто можно выполнить на основе эксплуатационных данных и математической модели конденсатора, разработанной на кафедре теплотехники и гидравлики ВятГУ. В данной работе рассмотрен алгоритм проведения анализа на основе фактических данных, полученных при испытаниях конденсатора турбоустановки ПТ-80-130 в режиме её работы по электрическому графику, сделаны выводы по результатам анализа. Электрические станции, Выпуск 7 (1080) 2021, Pages 9-14

Сушка кормовых средств способствует удалению влаги и предотвращает в растительных клетках биохимические процессы, способствующие разрушению белков, жиров и углеводов. Соблюдение температурного режима в допустимых пределах при сушке кормов позволяет сохранить в них питательные вещества, в том числе витамины. Сушка зерна или других кормовых средств – достаточно энергозатратный способ их заготовки. Использование геотермальной воды как источника тепла для сушки представляется достаточно эффективным в плане энергосбережения и снижения физических затрат. Высокая температура геотермальной воды (87-90°С), при прохождении по трубам, уложенным в полу при помощи бетонной стяжки, способствует прогреву и сушке растительной продукции. Высокий уровень температурного режима и нормативы качества термальной воды позволяют использовать ее при реализации способа сушки зерна и различных видов рассыпных комбикормов. Кроме того, применение термальной воды в качестве тепловой энергии напольного водяного теплого пола является одним из самых энерго-и ресурсосберегающих способов при сушке зерна и различных видов сочных кормов. Предлагаемый кондуктивный способ сушки зерна представлен по принципу соприкосновения сырья с нагретой поверхностью, при котором обычно наблюдаются большие расходы топлива, но в нашем случае тепловым агентом служит термальная вода, при котором энергетические затраты сводятся к минимуму. Использование предложенного способа предполагает применение различного вида ворошителей, что в свою очередь сопряжено с дополнительными энергетическими затратами. Наряду с этим, выявлена низкая производительность сушилки, связанная с невысокой температурой и неравномерного ее распределения по бетонному полу. В исследованиях статьи предлагаются результаты и эффективность применения способа сушки и приготовления разных кормовых средств с использованием тепловой энергии геотермальной воды напольного водяного отопления. Drying of feed products helps to remove moisture and prevents biochemical processes in plant cells that contribute to the destruction of proteins, fats and carbohydrates. Compliance with the temperature regime within acceptable limits when drying feed allows you to preserve nutrients in them, including vitamins. Drying grain or other feed products is a fairly energy–intensive way of harvesting them. The use of geothermal water as a heat source for drying seems to be quite effective in terms of energy saving and reducing physical costs. The high temperature of geothermal water (87-90°C), when passing through pipes laid in the floor with a concrete screed, contributes to the heating and drying of plant products. The high level of the temperature regime and the quality standards of thermal water allow it to be used in the implementation of the method of drying grain and various types of loose compound feeds. The proposed conductive method of drying grain is presented according to the principle of contact of raw materials with a heated surface, in which large fuel costs are usually observed, but in our case thermal water serves as a thermal agent, in which energy costs are minimized. The use of the proposed method involves the use of various types of agitators, which in turn involves additional energy costs. Along with this, the low productivity of the dryer was revealed, due to the low temperature and its uneven distribution on the concrete floor. In the research of the article, the results and effectiveness of the application of the method of drying and preparation of various feed products using the thermal energy of geothermal water of underfloor water heating are proposed. Горное сельское хозяйство, Выпуск 5 2022

The relevance of the topic is determined by the existing problems in the creation of new environmentally friendly technological processes to ensure the rational use of available renewable resources. Due to the rapid depletion of non-renewable resources, and subsequent pollution of the environment, people faced the question of reorganizing their activities and reducing the harmful effects by using waste resources to create a new type of fuel. The subject of the study is the subsequent utilization of wastewater in the production of liquid biofuel. Various methods of organizing wastewater disposal were examined and their main common disadvantages were characterized. It was established that when applying traditional mechanical and biological treatment methods, there is a necessity in additional treatment of wastewater from biogenic elements and in improvement of methods of treatment and utilization of their sludge. As a result of the research, it was concluded that the application of traditional mechanical and biological treatment methods necessitates additional treatment of wastewater from nutrients and improvement of treatment and disposal of sludge. As one of the most promising methods of additional treatment, it was proposed to use wastewater as a medium for cultivation of energy microalgae in closed-type photobioreactors with subsequent production of liquid biofuel of the third generation. Актуальность темы определяется наличием проблем в создании новых экологически безопасных технологических процессов для обеспечения рационального использования имеющихся возобновляемых ресурсов. Из-за быстрого истощения невозобновляемых ресурсов, в последующем загрязнении окружающей среды, перед человеком встал вопрос о реорганизации своей деятельности и уменьшения пагубных последствий путем применения отработанных ресурсов для создания нового вида топлива. Предметом исследования является последующее использование сточных вод в производстве жидкого биотоплива. Были рассмотрены различные методы организации водоотведения, охарактеризованы их основные общие недостатки. Выяснилось, что при применении традиционных механических и биологических методов очистки возникает необходимость в доочистке сточных вод от биогенных элементов и в усовершенствовании способов обработки и утилизации их осадков. В итоге исследования был сделан вывод, что при применении традиционных механических и биологических методов очистки возникает необходимость в доочистке сточных вод от биогенных элементов и в усовершенствовании способов обработки и утилизации их осадков. Как один из самых перспективных методов доочистки предложено использование сточных вод как среды для культивирования энергетических микроводорослей в фотобиореакторах закрытого типа с последующим производством жидкого биотоплива третьего поколения. Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 10 (136) 2023

In this study, the potential of implementing wastewater source heat pump systems for heating and domestic hot water supply has been evaluated for two cases: domestic (private house) and sewage utilization(residential block). Theoreticallyavailable energy resource of wastewaters was calculated. According to the results of a modern heat exchanger's review, suitable for each case options were suggested. Concerning heating consumption modes, simulation of the heat pump operation was performed with CoolPack program, on the results of which the possibility of replacing traditional heating sources was assessed. An evaluation of the proposed solutions was performed in terms of economic and energy efficiency issues. В представленной работе произведена оценка технического потенциала рекуперации сточных вод посредством теплового насоса для организации теплоснабжения частных и многоквартирных домов. Рассчитан теоретически доступный энергетический ресурс сточных вод. По результатам обзора существующих технических решений в сфере теплообменного оборудования, предложены соответствующие случаю варианты. С учетом режимов теплопотребления выполнено моделирование работы теплонасосного оборудования (с помощью программы CoolPack), по результатам которого произведена оценка возможности замены традиционных источников теплоснабжения. Выполнена оценка предлагаемых решений с позиций экономической и энергетической эффективности.

 The mission of the research included the following objectives: the development of new circuit decisions for the alternate refrigerating systems based on the use of an open absorptive circuit and on the use of solar energy for absorbent solution regeneration; an assessment of the energy and environmental characteristics of the developed systems; obtaining of the experimental data for an assessment of the principal capabilities of the proposed new solar air-conditioning systems. New principles for design of heat and mass transfer equipment in the version with a movable packing of heat exchange elements (fluidized bed packing "gas - liquid - solid body") placed in the packed bed were developed, which allows self-cleaning of the working surfaces and walls of the heat and mass transfer equipment HMT. This new solution, when working with outdoor air and solutions of absorbents, seems to be a fundamentally important condition for maintaining the working capacity of solar absorption systems. The new schemes of absorber with internal steam cooling allowing the improvement of the new scheme of the alternate refrigerating system were developed. Comparative analysis based on the methodology of the "Life Cycle Assessment" (LCA) showed that new, developed solar systems provide the considerable decrease in energy consumption, their use leads to the decrease of exhaustion of natural resources, influences less global climate change.