UDC 628.2:681.5.017
DOI 10.35776/VST.2025.10.05

Shtepa Vladimir, Stepanov Sergei, Avdeenkov Pavel, Dubina Aleksandr

Substantiation of monitoring a wastewater disposal system and technological risk estimation

Summary

Based on the system analysis a technological complex for the municipal wastewater transportation and treatment was examined in terms of using facility-based monitoring at the water and wastewater utilities. The given complex is specified as a distributed system. Low observability of wastewater transport processes was identified, characterizing the wastewater disposal system as a poorly-governed facility. Following physical modeling average values ​​for a range of municipal wastewater quality indicators were simulated under various discharge conditions for residential customers, a dairy, and a cotton mill. The operation of municipal wastewater treatment facilities was simulated using POTENTSIAL software. It was shown that, over a fairly wide range of variations in the flow rate and composition of industrial wastewater in terms of organic matter, ammonium, and phosphate concentration, no critical impact on the treatment level was revealed, while a sharp change in pH of the raw wastewater could disturb the biological treatment process. Based on a predictive approach, a valid scheme and control sequence for the wastewater disposal system as a single technological complex was proposed, that reduces significantly the risk of man-caused emergency situations.

Key words

biological treatment , monitoring , water disposal , municipal wastewater , physical and mathematical simulation , technological risks

For citation: Shtepa V. N., Stepanov S. V., Avdeenkov P. P., Dubina A. V. Substantiation of monitoring a wastewater disposal system and technological risk estimation. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2025, no. 10, pp. 38–47. DOI: 10.35776/VST.2025.10.05. (In Russian).

The further text is accessible on a paid subscription.
For authorisation enter the login/password.
Or subscribe

REFERENCES

1. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. ­Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 10-2019. – М.: Бюро НДТ, 2019. 416 с.
   Ochistka stochnykh vod s ispol’zovaniem tsentralizovannykh sistem vodootvedeniia poselenii, gorodskikh okrugov. Informatsionno-tekhnicheskii spravochnik po nailuchshim dostupnym tekhnologiiam ITS 10-2019 [Wastewater treatment with the use of public wastewater disposal systems of communities, urban districts. Information and technical reference book of the best available technologies ITS-2019. Moscow, Biuro NDT Publ., 2019, 416 p.].
2. Смирнов В. Б., Шевченко Н. П. Влияние поступающих со стоками тяжелых металлов на очистные сооружения и процесс биологической очистки в аэротенках // Вода Magazine. 2018. № 6 (130). С. 32–35.
   Smirnov V. B., Shevchenko N. P. [Effect of heavy metals in incoming wastewater on the treatment facilities and biological treatment process in aeration tanks]. Voda Magazine, 2018, no. 6 (130), pp. 32–35. (In Russian).
3. Охтилев М. Ю., Штепа В. Н., Баженов В. И. Интеллектуальная информационно-аналитическая платформа управления организациями ВКХ // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2025. № 2. С. 20–29.
   Okhtilev M. Iu., Shtepa V. N., Bazhenov V. I. [Intelligent information-analytical platform for water and wastewater utilities management]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2025, no. 2, pp. 20–29. (In Russian).
4. Алексеев М. И., Сколубович Ю. Л., Похил Ю. Н. Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения – М.: Издательство АСВ, 2024. 268 с.
   Alekseev M. I., Skolubovich Iu. L., Pokhil Iu. N. Ekspluatatsiia sistem vodosnabzheniia i vodootvedeniia [Operating water supply and wastewater disposal systems. Moscow, ASV Publ., 2024, 268 p.].
5. Степанов С. В. Технологический расчет аэротенков и мембранных биореакторов: учебное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2020. 224 с.
   Stepanov S. V. Tekhnologicheskii raschet aerotenkov i membrannykh bioreaktorov: uchebnoe posobie [Process calculation of aeration tanks and membrane bioreactors: a study guide. Moscow, ASV Publ., 2020, 224 p.].
6. Швецов В. Н., Морозова К. М., Степанов С. В. Расчет сооружений биологической очистки городских и производственных сточных вод в аэротенках с удалением биогенных элементов // Водоснабжение и санитарная техника. 2018. № 9. С. 26–38.
   Shvetsov V. N., Morozova K. M., Stepanov S. V. [Designing facilities for municipal and industrial wastewater biological treatment in aeration tanks with nutrients removal]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2018, no. 9, pp. 26–38. (In Russian).
7. Степанов С. В., Харькина О. В., Авдеенков П. П., Лазунин М. В., Пономаренко О. С. Математическое моделирование процессов очистки сточных вод в аэротенках // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 9. С. 22–31. DOI: 10.35776/VST.2024.09.04.
   Stepanov S. V., Khar’kina O. V., Avdeenkov P. P., Lazunin M. V., Ponomarenko O. S. [Mathematical simulation of wastewater treatment processes in aeration tanks]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2024, no. 9, pp. 22–31. DOI: 10.35776/VST.2024.09.04. (In Russian).
8. Степанов С. В., Егорова Ю. А., Харькина О. В., Авдеенков П. П., Нестеренко О. И., Лазунин М. В., Стрелкова Т. А., Злобин И. Д. Результаты математического моделирования процессов очистки сточных вод в аэротенках на ГОКС г. ­Самары в период реконструкции и пусконаладочных работ // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 11. С. 24–31. DOI: 10.35776/VST.2024.11.03.
   Stepanov S. V., Egorova Iu. A., Khar’kina O. V., Avdeenkov P. P., Nesterenko O. I., Lazunin M. V., Strelkova T. A., Zlobin I. D. [Results of the mathematical simulation of wastewater treatment processes in aeration tanks at the Samara Municipal Wastewater Treatment Facilities during the upgrade and commissioning]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2024, no. 11, pp. 24–31. DOI: 10.35776/VST.2024.11.03. (In Russian).
9. Харькина О. В., Степанов С. В., Авдеенков П. П., Лазунин М. В., Егорова Ю. А., Нестеренко О. И., Стрелкова Т. А. Помощник технолога: примеры использования ПО «ПОТЕНЦИАЛ» // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2024. № 6. С. 29–38.
   Khar’kina O. V., Stepanov S. V., Avdeenkov P. P., Lazunin M. V., Egorova Iu. A., Nesterenko O. I., Strelkova T. A. [Process engineer assistant: examples of using POTENTSIAL software]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2024, no. 6, pp. 29–38. (In Russian).
10. Штепа В. Н., Золотых Н. Ю., Киреев С. Ю. Обоснование и схемы использования ранжирующих измерительных систем экологического мониторинга и интеллектуального анализа режимов водоотведения // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F: Строительство. Прикладные науки. 2023. № 1. С. 94–103.
    Shtepa V. N., Zolotykh N. Iu., Kireev S. Iu. [Substantiation and pattern of using ranking measuring systems for environmental monitoring and intelligent analysis of water disposal modes]. Vestnik Polotskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Series F: Civil Engineering. Applied Sciences, 2023, no 1, pp. 94–103. (In Russian).