bbk 000000

УДК 628.356

Дорофеев А. Г., Козлов М. Н., Асеева В. Г., Кевбрина М. В.

Причины развития и методы контроля пенообразования в аэротенках

Аннотация

На сооружениях биологической очистки сточных вод широко распространены явления пенообразования, вызванного развитием нитчатых форм микроорганизмов. Описаны типы пены, микроорганизмы, ответственные за вспухание и вспенивание активного ила. Проанализированы причины, способствующие массовому развитию нитчатых микроорганизмов в аэротенках: высокое содержание в сточной воде жиров или нефтепродуктов, высокий возраст ила и низкая концентрация растворенного кислорода в аэробных зонах аэротенков. Специалистами Инженерно-­технологического центра ОАО «Мосводоканал» разработаны критерии оценки численности нитчатых нокардиоформных актиномицетов при микроскопировании образца. Приведен простой и практичный метод количественного учета нитчатых микроорганизмов активного ила, разработанный и используемый в ОАО «Мосводоканал». Особое внимание уделено используемым в мировой практике способам предотвращения и ликвидации пенообразования в аэротенках: улучшение работы первичных отстойников, регулирование возраста ила, оптимизация концентрации растворенного кислорода, хлорирование, использование селекторов, поверхностных ловушек для пены, пеногасителей, коагулянтов и полимеров. Анализ мировой практики свидетельствует о том, что меры для решения проблемы пенообразования должны подбираться с учетом особенностей используемой технологии и свойств поступающей сточной воды. Наиболее эффективными оказываются комплексные меры, охватывающие как краткосрочные, так и долговременные способы борьбы с пеной. В связи с тотальной распространенностью явления пенообразования на сооружениях биологической очистки муниципальных сточных вод представляется необходимым учитывать технические и технологические средства борьбы с пеной уже на стадии проектирования очистных сооружений.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , пенообразование , нитчатые бактерии , вспухание активного ила , пеногаситель

bbk 000000

УДК 628.356

Харькина О. В.

Проблемы проектирования сооружений биологической очистки с удалением азота и фосфора

Аннотация

Достижение качества очищенных сточных вод на уровне самых жестких нормативных требований, в том числе предельно допустимых концентраций для водоемов рыбохозяйственного назначения, является ответственностью не только проектных организаций, отвечающих за профессионально выполненные проектные решения, но и заказчиков, отвечающих за коррект­но составленное технические задание, профессиональный выбор эффективного технико-коммерческого предложения, грамотную эксплуатацию канализационных очистных сооружений. Опыт эксплуатации очистных сооружений с использованием технологий удаления азота и фосфора позволяет утверждать, что соблюдение в данном случае профессионального подхода к выбору исполнителей и эксплуатации со стороны заказчиков и к проектированию со стороны исполнителей обеспечивает требуемое качество очищенной воды. Рассмотрены проблемы, возникающие на стадии проектирования очистных сооружений и выбора технико-коммерческого предложения. Даны рекомендации для их решения. Статья предназначена как для технологов проектных организаций, так и для заказчиков проектов, которым достаточно трудно корректно выбрать наиболее эффективное проектное решение из большого числа предлагаемых технико-коммерческих предложений.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , канализационные очистные сооружения , азот и фосфор , проектирование и расчет сооружений удаления биогенных элементов

bbk 000000

УДК 628.356.1

Мешенгиссер Ю. М.

Прошлое и будущее отечественного аэраторостроения (к 25-летию первого патента РФ «Трубчатый аэратор»)

Аннотация

Описаны этапы развития отечественного производства и использования систем аэрации в процессах очистки сточных вод – от обыкновенных дырчатых труб до высокопроизводительных аэрационных систем. Указаны недостатки и достоинства аэраторов, их применимость в конкретных условиях. В ближайшем будущем планируется разработка не просто аэраторов, а аэрационных систем, включающих весь комплекс оборудования для насыщения воды кислородом воздуха: регулируемые воздуходувки, подводящие и разводящие трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, комплекс автоматических систем управления подачей воздуха, аэраторы, системы быстросъемного крепежа и другие элементы, позволяющие оптимально подавать воздух в аэротенки и в случае необходимости легко изменять конфигурацию системы в процессе ретехнологизации очистных сооружений.

Ключевые слова

биологическая очистка , активный ил , аэратор , аэрационная система , эрлифтный эффект

bbk 000000

УДК 628.35

Есин М. А., Смирнов Александр Владимирович, Соколов А. Н.

Пусконаладочные работы – ключевой этап  ввода в эксплуатацию очистных сооружений

Аннотация

Рассмотрены вопросы, связанные с пусконаладкой оборудования и сооружений очистки сточных вод. Дан краткий очерк истории проведения пусконаладочных работ на соо­ружениях в СССР, а также в современной России. Показаны проблемные аспекты наладки каждого из узлов оборудования, алгоритм проведения работ и требуемый результат. Достижение стабильных проектных показателей очистки возможно при качественной и квалифицированной пусконаладке. Очень важна правильная визуальная оценка состояния оборудования, проводимая в процессе приемки оборудования к пусконаладке. Незамеченные дефекты и нарушения в технологической линии приведут к скорому выходу из строя узла, что может закончиться аварией. Приведены принципы работы компании «Май Проект» при проведении пусконаладки. Особое внимание уделено наладке биологической очистки на аэротенках: от предпроектных работ до рабочего регламента эксплуатации узла.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , механическая очистка , доочистка , реконструкция сооружений , пусконаладочные работы , шефмонтаж

УДК 697.941:62.784.432:628.353
DOI 10.35776/VST.2024.07.02

Савочкин А. Ю., Ларионов С. Ю., Рябчиков Б. Е., Шилов М. М., Касаточкин А. С.

Разработка комплексной технологии очистки промышленных стоков и воздуха от ароматических углеводородов

Аннотация

Рассмотрены проблемы очистки промышленных сточных вод нефтехимического завода на биологических очистных сооружениях. Приведены результаты исследований и пилотных испытаний на реальном объекте комплексной технологии очистки от ароматических углеводородов промышленных сточных вод и использованного для очистки сточных вод воздуха. Для очистки сточных вод предложен метод мелкопузырчатой аэрации, степень удаления загрязнений с использованием которого достигает 85–95%. Подробно описан процесс удаления образующегося в ходе очистки стоков загрязненного воздуха на биофильтре. Показано, что важнейшим условием эффективной биологической очистки воздуха является стабилизация химического состава промышленных стоков, предложены меры для осуществления этого процесса. Установлено, что при соблюдении данного условия степень очистки воздуха на биофильтре может достигать как минимум 90% при его удельной производительности до
100 м³/(м²·ч).

Ключевые слова

биологическая очистка , аэрация , биофильтр , аэротенк , промышленные стоки , ароматические углеводороды , загрязнение воздуха

УДК 628.52:628.353:62-784.432
DOI 10.35776/VST.2024.07.03

Рябчиков Б. Е., Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Савочкин А. Ю., Шилов М. М.

Разработка модульного биофильтра для очистки газовых выбросов

Аннотация

Рассмотрены вопросы конструирования модульного биофильтра для очистки воздуха, загрязненного ароматическими углеводородами. Технология очистки воздуха методом биофильтрации была отработана ранее на пилотной установке. В результате анализа различных конструкций биофильтров и учитывая большую требуемую производительность по воздуху промышленной установки (70 000 м³/ч), для разработки был принят вариант с отдельными модульными биофильтрами в полной заводской готовности в виде утепленных контейнеров с размерами, позволяющими осуществлять их доставку на площадку монтажа обычным транс­портом. Требуемая производительность установки набирается параллельным соединением необходимого количества единичных аппаратов. Для выявления возможных недостатков конструкции был изготовлен и испытан полномасштабный биофильтр. Выявленные негативные факторы устранены в проекте промышленного модульного биофильтра.

Ключевые слова

биологическая очистка , биофильтр , промышленные стоки , ароматические углеводороды , загрязнение воздуха , контейнерное исполнение

bbk 000000

УДК 628.35:66.081.63

Степанов С. В.

Расчет площади мембран в мембранных биореакторах

Аннотация

На основании анализа зарубежных публикаций рассмотрены мембранные биореакторы и применяемые в них мембраны. В напорных установках с вынесенным мембранным блоком значения удельного потока через мембрану (при 20°C) составляют 80–200 л/(ч∙м²) при трансмембранном давлении 20–500 кПа, а в установках с погружными мембранами – 8–30 л/(ч∙м²) при вакууме 10–60 кПа. Специфическое энергопотребление в биореакторах с напорными мембранами находится в пределах 1,5–4 кВт∙ч/м³, с погружными мембранами – 0,5–0,7 кВт∙ч/м³. Результаты анализа рынка оборудования показали, что в 97–99% биомембранных установок используются погружные мембранные элементы и модули. Сравнение погружных мембран свидетельствует, что модули из половолоконных мембран имеют большую удельную поверхность (300–600 м²/м³) по сравнению с плоскими (50–150 м²/м³). Половолоконные мембраны характеризуются более низкой стоимостью, меньшей склонностью к загрязнению и устойчивостью к обратным промывкам. Плоские мембраны обладают большей механической прочностью, их проще заменить. Сообщается о работе мембранных биореакторов периодического действия, использовании осмотического мембранного биореактора и процессов нанофильт­рации в биомембранной технологии. Приведена методика расчета площади половолоконных погружных мембран, учитывающая различный допустимый удельный поток в зависимости от длительности расчетных расходов, потерь времени на проведение обратных промывок и «релаксаций», объема возвратного потока от обратных промывок мембран. При определении количества параллельно работающих технологических линий следует учитывать возможное отключение одного мембранного резервуара на химическую промывку или ремонт.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , трансмембранное давление , энергопотребление , мембранный биореактор , удельный поток

bbk 000000

УДК 628.35

ШВЕЦОВ В. Н., Морозова К. М., Степанов С. В.

Расчет сооружений биологической очистки городских и производственных сточных вод в аэротенках с удалением биогенных элементов

Аннотация

Сооружения биологической очистки являются основными для очистки хозяйственно-бытовых, городских и производственных сточных вод большинства отраслей промышленности (химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, текстильная, легкая, коксохимическая, сельское хозяйство и др.). Однако до настоящего времени в Российской Федерации отсутствует научно обоснованный метод расчета сооружений биологической очистки сточных вод с удалением азота и фосфора. Обширные многолетние исследования НИИ ВОДГЕО и кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Самарского государственного технического университета, проведенные на лабораторных и пилотных установках, на действующих сооружениях с обработкой больших массивов данных позволили подготовить полноценную методику расчета аэротенков с удалением биогенных элементов. Представленная методика служит дополнением методики технологического расчета сооружений биологической очистки, изложенной в СНиП 2.04.03-85 в части расчета аэротенков с нитри-денитрификацией и биологическим удалением фосфора, и обеспечивает расчеты по реконструкции и новому строительству сооружений биологической очистки как городских и хозяйственно-бытовых, так и производственных сточных вод. В основу технологического расчета сооружений биологической очистки положена концепция описания этих процессов уравнениями ферментативной кинетики. Методика включает этапы: обоснование релевантных исходных данных по расходам и качественному составу сточных вод; определение технологической схемы и составление материального баланса по всем критическим компонентам загрязнений; определение кинетических констант и коэффициентов уравнений ферментативной кинетики трансформации каждого из основных компонентов загрязнений (БПК, соединения азота и фосфора и др.) и прироста активного ила путем статистического анализа данных эксплуатации и химико-аналитического анализа проб сточной воды действующих очистных сооружений по экспериментальным данным или на основе имеющихся аналогов; расчет объемов всех элементов соо­ружений с определением лимитирующего компонента и
степени очистки по другим загрязняющим веществам; окончательная корректировка объемов и параметров работы всех технологических зон с учетом требований к степени очистки по всем диктующим компонентам загрязнений. Представлен пример расчета. Отмечено, что алгоритм расчета и формулы, заложенные в методику, обеспечивают расчеты любых сложных технологических схем с удалением азота и фосфора применительно как к муниципальным, так и к производственным сточным водам. Методика позволяет рассчитывать степень очистки не только по БПК и соединениям азота, но и по другим, индивидуальным компонентам загрязнений (нефтепродукты, СПАВ, жиры и др.), что открывает дополнительные возможности биологического метода очистки сточных вод. Методика особенно полезна при расчете сооружений биологической очистки производственных сточных вод, так как большинство зарубежных методик ориентировано в основном на очистку хозяйственно-бытовых и городских сточных вод до концентраций, принятых в этих странах. Методика построена по принципу необходимой достаточности, однако содержит 70 расчетных параметров и 28 формул и уравнений, поэтому расчеты реализуются в программе Microsoft Office Excel, что возможно даже при среднем уровне владения программой. При этом можно проводить расчеты сразу по нескольким вариантам в диалоговом режиме и/или осуществлять оптимизацию очистных сооружений в процессе их эксплуатации.

Ключевые слова

биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , азот , фосфор , активный ил , кинетические константы , методика технологического расчета , производственные и городские сточные воды

bbk 000000

УДК 628.35:661.5

ШВЕЦОВ В. Н., Морозова К. М.

Расчет сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов

Аннотация

Представлена методика расчета сооружений биологической очистки сточных вод с нитри-денитрификацией. Расчет сооружений биологической очистки должен производиться на основе экспериментально полученных кинетических констант, коэффициентов процессов нитрификации и денитрификации и по каждому лимитирующему показателю в зависимости от требований, предъявляемых к качеству очистки. Приведены кинетические константы и коэффициенты, необходимые для расчета очистных сооружений городских сточных вод. Изложен алгоритм расчета, включающий следующие этапы: обоснование исходных данных по расходам и качественному составу сточных вод в соответствии с требуемой степенью надежности (обеспеченностью не менее 85–90%); выбор технологической схемы работы сооружений – количество ступеней и (или) стадий, порядок и схема их работы; определение кинетических констант уравнений ферментативной кинетики трансформации каждого из основных компонентов загрязнений по экспериментальным данным или на основе имеющейся базы данных; предварительный расчет количества избыточного активного ила и уточнение материального баланса по азоту и фосфору; определение лимитирующего компонента загрязнений, на окисление которого потребуется наибольшее время; расчет объема сооружений по лимитирующему компоненту с определением степени очистки по другим компонентам загрязнений. Результаты длительных экспериментальных исследований процессов нитри-денитрификации с различными видами городских и производственных сточных вод позволяют дополнить метод расчета аэротенков, заложенный в СНиП 2.04.03-85, формулами и данными для расчета и оптимизации работы аэротенков с удалением соединений азота и фосфора.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , активный ил , кинетические константы , денитрификация

bbk 000000

УДК 628.35

Мишуков Б. Г., Мурашев С. В.

Расчет установок малой производительности для биологической очистки сточных вод с мембранной фильтрацией

Аннотация

Приведен расчет типоразмерного ряда установок, предназначенных для биологической очистки сточных вод. Установки включают отстойник-ферментатор и мембранный биореактор. Методика апробирована для расчета установок производительностью до 500 м³/сут. Определено, что увеличение дозы активного ила с 3 до 5 г/л позволяет уменьшить в 1,5 раза габариты очистных сооружений, при этом увеличение дозы активного ила более чем в 3 раза (свыше 8 г/л) нецелесообразно. Приведены габариты установок для рабочих концентраций активного ила 3 и 5 г/л с учетом увеличения объема блоков установки на 25% (поправка на надежность). При использовании предложенной технологической схемы повышается эффективность очистки воды. Показатели качества очищенной воды приближаются к предельно допустимым для сброса в водные объекты по санитарно-гигие­ническим нормативам для водоемов рыбохозяйственного назначения. При этом применение химических реагентов для удаления биогенных элементов не предусматривается. Использование мембранной фильтрации позволяет стабилизировать и интенсифицировать биологические процессы за счет возможности увеличения концентрации активного ила, а также уменьшить габариты установок, повысить эффективность очистки сточных вод за счет глубокого удаления взвешенных веществ.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , мембранная фильтрация , дефосфатирование

DOI 10.35776/VST.2022.09.05
УДК 628.35

Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.

Результаты исследований биологической очистки сточных вод предприятия переработки яиц

Аннотация

Изучена биологическая очистка сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц в реакторе периодического действия (SBR). На экспериментальной установке объемом 5 л в течение четырех месяцев исследовалась очистка как исходных, так и предварительно коагулированных сточных вод в аэробных и аноксидно-аэробных условиях. В ходе эксперимента по очистке исходных сточных вод при средней нагрузке на ил по ХПК 0,18 г/(г·сут) были получены средние концентрации загрязнений в очищенной воде, мг/л: ХПК – 253, БПК_полн – 58,4, взвешенные вещества – 11, азот аммонийный – 2,1, азот нитритов – 0,06. Средние значения удельной скорости окисления органических веществ по ХПК, приведенные к 20 °С, составили 9,8 мг/(г·ч), по БПК_полн – 7,2 мг/(г·ч). При работе SBR на сточных водах, прошедших физико-химическую обработку, со средней нагрузкой на ил по ХПК 0,15 г/(г·сут) очищенная вода характеризовалась следующими средними показателями, мг/л: ХПК – 99, БПК_полн – 15,4, взвешенные вещества – 10, N–NH₄ – 1, N–NO₂ – 0,04. Средние значения удельной скорости окисления органических веществ по ХПК при 20°С оказались 8,3 мг/(г·ч) и по БПК_полн 5,7 мг/(г·ч). Концентрации азота нитратов в очищенной воде при двух аноксидных фазах в цикле SBR в среднем составили: при очистке исходных сточных вод – 21,7 мг/л, предварительно коагулированных – 15 мг/л.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , пищевая промышленность , яйцеперерабатывающее предприятие , реактор периодического действия

DOI 10.35776/VST.2022.12.04
УДК 628.35

Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.

Результаты исследований биологической очистки сточных вод предприятия переработки яиц в пилотном мембранном биореакторе

Аннотация

Приведены результаты исследований по биологической очистке сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц в пилотном мембранном биореакторе (МБР) с предварительной денитрификацией. Показано, что диктующим показателем загрязнения, на которое необходимо вести расчет очистных сооружений, является БПК_полн. При нагрузках на беззольное вещество активного ила по ­БПК_полн от 0,06 до 0,125 г/(г·сут) для исходной сточной воды и от 0,04 до 0,12 г/(г·сут) для сточной воды после предварительной коагуляции и отстаивания значение БПКполн пермеата составляло 8–12 мг/л, концентрации аммония и нитритов соответствовали ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения. Минимальная рециркуляция, обеспечивающая концентрацию азота нитратов в очищенной воде на уровне ПДК, оказалась восьмикратной для исходных сточных вод и шестикратной для предварительно коагулированных. Инертная часть ХПК составила около 90 мг/л. На основании проведенных исследований были определены кинетические константы окисления органических веществ, необходимые для расчета промышленных сооружений био­логической очистки: ρ´_max по БПК_полн – 29,9 и 30,4 мг/(г·ч), K_m по БПК_полн – 34,7 и 25,2 мг/л для исходных сточных вод и сточных вод после предварительной физико-химической очистки соответственно. Суммарные объемы биореакторов производительностью 600 м³/сут, работающих с дозой активного ила 8 г/л по технологии МБР с предварительной денитрификацией, при очистке до БПКполн 12 мг/л и удалении соединений азота до ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения составили 3716 и 1643 м3 для исходных сточных вод и сточных вод после предварительной физико-химической очистки соответственно.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , кинетические константы , мембранный биореактор , пищевая промышленность , яйцеперерабатывающее предприятие

УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2023.05.06

Нездойминов В. И., Рожков В. С., Заворотный Д. В., Чернышев В. Н., Васильева Ю. В.

Системы очистки городских сточных вод на базе эрлифтных биореакторов

Аннотация

Рассмотрены вопросы биологической очистки городских сточных вод активным илом с культивированием фосфораккумулирующих микроорганизмов и симультанной нитри-денитрификацией. Представлены усовершенствованные схемы для биологического удаления органических загрязнений, соединений азота и фосфора на базе эрлифтных биореакторов (технология БОСЭБ). Приведены основные результаты опытно-промышленных исследований, которые подтвердили эффективность предложенной технологии при очистке городских сточных вод. Исследованы особенности работы осветлителя со взвешенным слоем активного ила, встроенного в эрлифтный биореактор. Экспериментальным путем установлено, что при работе осветлителя наличие либо отсутствие фосфораккумулирующих микроорганизмов в биоценозе активного ила не влияет на эффективность очистки по взвешенным веществам. Получены эмпирические зависимости для расчета сооружений илоразделения в самообновляющемся взвешенном слое активного ила. Установлено, что основным контролируемым параметром процесса биологической очистки является концентрация растворенного кислорода в зоне насыщения (верхняя часть эрлифтного биореактора), которая должна находиться в диапазоне 1,6–2,4 г/м³. Выполнена экономическая оценка эффективности предлагаемых решений по сравнению с очисткой на базе SBR-процесса. Приведены преимущества технологии БОСЭБ относительно распространенных в РФ и за рубежом схем улучшенного биологического удаления фосфора.

Ключевые слова

биологическая очистка , активный ил , эрлифтный биореактор , осветление во взвешенном слое

bbk 000000

УДК 628.35

Дубовик О. С., Маркевич Р. М., Антонов К. В.

Совершенствование биологической очистки сточных вод
от соединений азота и фосфора в условиях каскадной денитрификации

Аннотация

Ввиду постоянно возрастающих требований к очистке сточных вод оптимизация и интенсификация работы очистных сооружений становятся одними из приоритетных направлений. На Минской очистной станции технологическая схема биологической очистки сточных вод представлена классическими аэротенками и аэротенками с организованной в них схемой каскадной денитрификации. Основным компонентом такой схемы является отсутствие внутреннего рецикла и возможность рассредоточенного поступления осветленных сточных вод по зонам аэротенка. Это обусловливает наличие легоокисляемых органических веществ в каждой аноксидной зоне. Ввиду увеличения концентраций загрязнений в поступающих сточных водах и ужесточения требований к их очистке интенсификация биологической стадии является важным аспектом при эксплуатации очистных сооружений. Целью исследования стала схема каскадной денитрификации на действующих очистных сооружениях, для оптимизации которой использовались различные варианты распределения осветленных сточных вод по зонам аэротенка. Сточные воды, поступающие на каскадную денитрификацию, характеризуются недостаточным количеством органических веществ ввиду значительной доли производственных стоков. Для увеличения количества органических веществ было решено вывести из эксплуатации первичный отстойник, а также уменьшить частоту выгрузки осадка. После выбора оптимального распределения осветленных сточных вод по зонам аэротенка и увеличения нагрузки по органическим веществам эффективность удаления фосфора фосфатов повысилась с 60 до 75%, азота общего – с 61 до 67%.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , активный ил , удаление биогенных элементов , каскадная денитрификация

bbk 000000

УДК 628.35:661.5

Есин М. А., Смирнов Александр Владимирович

Современные методики расчета сооружений биологической очистки

Аннотация

Приведены данные аналитических обзоров и практические результаты при расчете и проектировании современных очистных сооружений канализации. Проведен анализ методик расчета сооружений биологической очистки сточных вод (СНиП, ATV) и программ математического моделирования работы сооружений («ЭкоСим», GPS-X и др.), а также программ гидродинамической механики сплошных сред применительно для вычислений характеристик потоков в сооружениях. Математическая модель процессов биологической очистки сточных вод основана на анализе уравнений ферментативной кинетики трансформации загрязнений сточных вод и связывает между собой характеристики исходной и очищенной воды, концентрацию растворенного кислорода и активного ила. На базе модели разработаны основы проектирования и расчета сооружений биологической очистки городских и производственных сточных вод, в том числе с использованием процессов нитри-денитрификации и биологического удаления фосфора. Рассказано о практическом опыте использования указанных методов при проведении предпроектных и проектных работ.

Ключевые слова

биологическая очистка , нитри-денитрификация , математическое моделирование , энергоэффективность оборудования , состав сточных вод , биологическое удаление фосфора

bbk 000000

УДК 628.3

Смирнов Александр Владимирович

Современный инжиниринг и опыт реализации НДТ

Аннотация

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов» (ИТС 10-2015) дает лишь общее представление о перечне технологий, которые необходимо использовать для достижения высокой эффективности очистки сточных вод. Конкретный выбор технологии и его обоснование осуществляется на основе опыта эксплуатации и комплексного инжиниринга проекта. Приводятся практические примеры применения технологий «MY Technologies», которые являются готовыми техническими решениями для механической очистки сточных вод («MY MET») и биологической очистки («MY BIO») на очистных сооружениях городов Сочи, Вологды, Коломны.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , механическая очистка , наилучшие доступные технологии , грубая очистка , тонкая очистка , «MY Technologies» , «MY MET» , «MY BIO»

bbk 000000

УДК 628.345.1

Залётова Н. А.

Соединения фосфора в городских сточных водах

Аннотация

Приведен анализ результатов определения содержания соединений фосфора в сточных водах на канализационных очистных сооружениях. Для удаления соединений фосфора применяются различные методы обработки городских сточных вод. Эффективность изъятия тех или иных форм фосфора зависит от используемой технологии. Соотношения отдельных форм фосфора в сточных водах значительно отличаются как в поступающей на очистку, так и в очищенной воде, следовательно, различается их влияние на водный объект даже при сбросе сточных вод с достигнутой предельно допустимой концентрацией по фосфатам. Введение реагента в сточную воду позволяет быстро и надежно обес­печить удаление фосфатов. Эффективное снижение содержания общего фосфора и фосфатов происходит только при сочетании биологической и химической обработки сточных вод либо при применении модифицированной биологи­ческой очистки с чередованием аэробных и анаэробных условий пребывания активного ила.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , химическая очистка , фосфаты , общий фосфор , биолого-химическая очистка

DOI 10.35776/VST.2021.07.03
УДК 628.35

Харькина О. В., Искалиева К. Р., Малич Е. В.

Сравнение расчета аэротенков по моделям ASM2d и ATV

Аннотация

Проведено сравнение результатов расчета аэротенков по модели ATV (Standard ATV-DVWK-A131 E «Dimension of Single-Stage Activated Sludge Plants 2000»), которая является стохастической «табличной» моделью, и по модели ASM2d, которая относится к теоретическим и описывает, в отличие от ATV, процессы биологической очистки сточных вод с помощью формул ферментативной кинетики. Расчеты выполнены для одних и тех же входных данных. Результаты расчетов показали существенную ограниченность использования модели ATV. Данная модель, как изначально указано авторами в ее описании, рассчитывает аэротенки только на единственное значение качества очищенной воды по аммонийному азоту 1 мг/л и не рассчитывает аэротенки на нитриты. Более того, сравнение ATV с ASM2d показало, что и достижение указанного качества очищенной воды по аммонийному азоту 1 мг/л возможно только при конкретных значениях кинетических констант, которые были определены авторами в данной статье, а изменение хотя бы одного из кинетических параметров сточных вод приводит к увеличению необходимого значения аэробного возраста активного ила и, как следствие, расчетного объема аэробной зоны на десятки процентов. Это доказывает риск недостижения требуемого качества очищенной воды при использовании модели ATV даже на концентрацию аммонийного азота 1 мг/л. С учетом того, что методика ATV не рассчитывает аэротенки на качество очищенных вод по нитритам, результаты проведенного нами расчета показывают, что предлагаемые в ATV значения аэробного возраста активного ила 4,05 суток для температуры 17 ºС позволят достичь качество очищенной воды по азоту нит­ритов 0,35–0,52 мг/л N–NO2, что и доказывает невозможность использования ATV, если даны требования к качеству очищенной воды по нитритам. Авторами на основании проведенных расчетов сделаны выводы о рисках недостижения качества очищенной воды по аммонийному азоту, как и 1 мг/л при использовании ATV, из-за того, что ATV является стохастической моделью, то есть все представленные в данной методике зависимости были определены для конкретных условий проведения работ. Более того, как и указано в описании ATV, данная методика применима, даже в ограниченных условиях, строго для городских сточных вод. Проведенные расчеты показали, что при наличии требований к качеству очищенной воды по нитритам, вне зависимости от значений требуемых концентраций нитритов, методика ATV не подходит вообще, при этом ASM2d с учетом того, что она основывается на формулах ферментативной кинетики, позволяет рассчитывать аэротенки на любое требуемое качество очищенной воды как по аммонийному азоту, так и по азоту нитритов и применима для любого типа сточных вод.

Ключевые слова

биологическая очистка , нитрификация , активный ил , кинетические константы , производственные и городские сточные воды , сравнительный расчет сооружений биологической очистки , методики технологического расчета ATV и ASM2d , аэробный возраст активного ила , теоретические и стохастические модели

DOI 10.35776/VST.2022.05.03
УДК 628.35

Харькина О. В.

Сравнение результатов расчета аэротенков по методу Даниловича–Эпова и модели ASM2d (часть 1)

Аннотация

Проведен анализ предложенной Д. А. Даниловичем и А. Н. Эповым методики расчета аэротенков, реализующих технологии удаления азота и фосфора. Дано сравнение результатов расчетов по данной методике и методике ASM2d. Показано, что, в отличие от методики ASM2d, которая относится к теоретическим моделям и описывает процессы биологической очистки сточных вод с помощью формул ферментативной кинетики, рассматриваемая методика представляет собой, по своей сути, эмпирический расчет, в котором заложены неизменяемые и в большинстве своем не имеющие физического смысла константы. Поскольку эмпирические модели связывают между собой параметры, полученные на основании экспериментальных данных конкретного объекта в строго ограниченных условиях, применять эти модели можно только в случае, когда все параметры другого объекта точно совпадают с данными объекта, на котором предлагаемая модель составлялась. Соответственно, применение любых эмпирических моделей, в том числе и рассматриваемой методики, на сооружениях, которые не являлись объектами для составления этих эмпирических моделей, ведет к риску получения некорректных результатов расчета. На основании выполненных расчетов показаны риски и ограничения использования метода, предложенного Даниловичем и Эповым, для расчета соо­ружений биологической очистки. В первой части статьи проведен расчетный анализ определения значений аэробного возраста активного ила, которые являются базовыми значениями для расчета объема аэробных зон аэротенков.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , активный ил , кинетические константы , теоретические и эмпирические математические модели , сравнительный расчет сооружений биологической очистки , ASM2d

DOI 10.35776/VST.2022.11.03
УДК 628.35

Харькина О. В.

Сравнение результатов расчета аэротенков по методу Даниловича–Эпова и модели ASM2d (часть 2)

Аннотация

Продолжен анализ предложенной Д. А. Даниловичем и А. Н. Эповым Методики расчета аэротенков, которая основана на немецкой методике ATV. В силу определенной ограниченности эмпирической методики ATV, разработанной на основании данных только тех сточных вод, на которых авторы смогли провести исследования, методика ATV не может быть применена за пределами тех очистных сооружений, на которых проведены эти исследования. Проведено сравнение Методики с моделью ASM2d (матрица уравнений ферментативной кинетики, описывающих скорости роста микроорганизмов и скорости соответствующих био­химических процессов), а также с методикой НИИ ­ВОДГЕО/СамГТУ, которая является полностью тео­ретической моделью, а расчетные формулы представляют собой уравнения ферментативной кинетики. Расчеты аэротенков по формулам ферментативной кинетики были заложены еще в СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения» в 1974г., а уже в СНиПе 1984г. расчет был дан в виде отработанной методики для сооружений биологической очистки на окисление органических соединений. Эмпирический же подход, предлагаемый в Методике, вызывает не только технологический вопрос об области ее применения, но и воп­рос ее целесооб­разности в целом. Применение эмпирических подходов, к которым относится Методика, формально связывает между собой заложенные параметры в виде неизменяемых коэффициентов и эмпирических зависимостей, полученных экспериментально в узком диапазоне параметров и условий конкретного объекта, что создает риски существенных ошибок. Показано, что Методика для городских сточных вод дает заниженные объемы аэротенков на десятки процентов по сравнению с результатами расчетов по теоретическим методикам ASM2d и ВОДГЕО/­СамГТУ, разработанной В. Н. Швецовым, С. В. Степановым, К. М. Морозовой, которые описывают процессы очистки сточных вод с помощью формул ферментативной кинетики. При этом показано, что ASM2d и методика ВОДГЕО/СамГТУ дают высокую сходимость результатов в пределах различий менее 10%, что позволяет говорить о корректности модели ASM2d и методики ­ВОДГЕО/СамГТУ, и ограниченности Методики, позволяющей ее использование только для грубых прикидочных расчетов.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , активный ил , кинетические константы , теоретические и эмпирические математические модели , ASM2d , методика НИИ ВОДГЕО/СамГТУ , уравнения ферментативной кинетики , сравнительный расчет