№9|2024

WASTEWATER TREATMENT

UDC 628.35
DOI 10.35776/VST.2024.09.04

Stepanov S. V., Kharkina O. V., Avdeenkov Pavel, Lazunin Maksim, Ponomarenko Ol’ga

Mathematical simulation of wastewater treatment processes in aeration tanks

Summary

A new version of the mathematical model of wastewater treatment processes in aeration tanks with biological nitrogen removal and biological-chemical phosphorus removal has been developed based on the mutual complementation of the VODGEO/SamGTU and ASM2d methods. The «inverse problem» of technological calculation of aeration tanks has been solved mathematically, i. e. by determining the pollution concentrations in effluent with available data on the qualitative and quantitative composition of the raw wastewater for the specified values of process and design parameters of the facilities. An algorithm for providing quantitative process recommendations has been developed. Following the conducted research, the Potential software was developed designed for the primary acquisition, technological calculations and providing recommendations to the personnel of the treatment facilities. The implementation of the software will reduce the operating costs by optimizing the process flow pattern of the biological wastewater treatment facilities in the shortest possible time.

The study was carried out within the framework of Agreement No. 4951GS1/85526 with the Federal State Budgetary Institution «Foundation for Assistance to Small Innovative Enterprises in Science and Technology».

Key words

, , , , , , ,

For citation: 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).

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

REFERENCES

  1. Харькина О. В. Как добиться требуемого качества очищенной воды на КОС // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2024. № 1. С. 36–39.
    Khar’kina O. V. [How to achieve the required quality of effluent at wastewater treatment facilities]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2024, no. 1, pp. 36–39. (In Russian).
  2. Пупырев Е. И., Харькина О. В. Пути обеспечения эффективной очистки сточных вод // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2020. № 5. С. 54–63.
    Pupyrev E. I., Khar’kina O. V. [Ways to ensure efficient wastewater treatment]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2020, no. 5, pp. 54–63. (In Russian).
  3. Данилович Д. А., Эпов А. Н. Расчет и технологическое проектирование процессов и сооружений удаления азота и фосфора из городских сточных вод. – М., 2020. 225 с.
    Danilovich D. A., Epov A. N. Raschet i tekhnologicheskoe proektirovanie protsessov i sooruzhenii udaleniia azota i fosfora iz gorodskikh stochnykh vod [Calculation and technological design of processes and facilities for removing nitrogen and phosphorus from municipal wastewater. Moscow, 2020, 225 p.].
  4. Henze M., Gujer W., Mino T., van Loosdrecht M. Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2s and ASM3. London, 2000. DOI: 10.2166/9781780402369.
  5. 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).
  6. Харькина О. В., Степанов С. В. Анализ моделей и методик расчета аэротенков // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2023. № 2. С. 30–41.
    Khar’kina O. V., Stepanov S. V. [Analysis of the aeration tank models and calculation methods]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2023, no. 2, pp. 30–41. (In Russian).
  7. Харькина О. В., Харькин С. В. Проблемы эксплуатации сооружений очистки сточных вод и их решения: вспухание и пенообразование активного ила // Справочник эколога. 2015. № 2. С. 85–96.
    Khar’kina O. V., Khar’kin S. V. [Problems and solutions in the operation of wastewater treatment facilities: activated sludge bulking and scumming]. Spravochnik Ekologa, 2015, no. 2, pp. 85–96. (In Russian).
  8. Харькина О. В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод. – Волгоград: Панорама, 2015. 433 с.
    Khar’kina O. V. Effektivnaia ekspluatatsiia i raschet sooruzhenii biologicheskoi ochistki stochnykh vod [Effective operation and calculation of the biological wastewater treatment facilities. Volgograd, Panorama Publ., 2015, 433 p.]
  9. Henze Mogens, Gujer Willi, Mino Takahashi, Matsuo Tomonori, Wentzel Mark C., Gerrit v. R. Marais, Van Loosdrecht Mark C. M. Activated Sludge Model No.2d, ASM2D. Water Science Technology, 1999, v. 39 (1), pp. 165–182.
  10. Швецов В. Н., Степанов С. В., Харькина О. В. Сравнение результатов расчета аэротенков по моделям НИИ ВОДГЕО/СамГТУ и ASM2d // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 5. С. 18–29. DOI: 10.35776/VST.2021.05.02.
    Shvetsov V. N., Stepanov S. V., Khar’kina O. V. [Comparison of the calculation results for aeration tanks using the NII VODGEO/SamGTU and ASM2d models]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2021, no. 5, pp. 18–29. DOI: 10.35776/VST.2021.05.02. (In Russian).
  11. 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.].
  12. Хенце М., Армоэс П. и др. Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы / перевод с английского. – М.: Мир, 2004. 480 с.
    Henze M., Harremoёs P., et al. Ochistka stochnykh vod. Biologicheskie i khimicheskie protsessy [Wastewater treatment. Biological and chemical processes. Moscow, Mir Publ., 2004, 480 p.]
  13. Лондонг Й. Очистка сточных вод / перевод с немецкого. – СПб.: Новый журнал, 2013. 496 с.
    Longdong J. Ochistka stochnykh vod [Abwasserbehandlung. Translated from German. Sain-Petersburg, Novyi Zhurnal Publ., 2013, 496 p.].
  14. Технический справочник по обработке воды Degrémont: в 2 т. – СПб.: Новый журнал, 2007. 1696 с.
    Tekhnicheskii spravochnik po obrabotke vody Degrémont [Water Treatment Technical Handbook Degrémont. In 2 v. Novyi Zhurnal Publ., 2007, 1696 p.]

Журнал ВСТ включен в новый перечень ВАК

Шлафман В. В. Проектирование под заданную ценность, или достижимая эффективность технических решений – что это?

Banner Kofman 1