bbk 000000

УДК 628.14:004.415.53

Примин О. Г., Громов Г. Н., Степанов Д. Л., Козлова О. В.

Калибровка электронной модели системы водоснабжения
(на примере водопроводной сети г. Салавата)

Аннотация

В соответствии с законодательством Российской Федера­ции, в рамках разработки схем водоснабжения городов России предусматривается создание электронной модели системы водоснабжения. Для получения достоверных результатов моделирования необходима верификация модели, которая достигается путем калибровки на основе эксплуатационных и статистических данных работы системы водоснабжения. Описана работа алгоритма калибровки электронной модели на примере водопроводной сети г. Салавата (Республика Башкортостан). Целью калибровки являлось соблюдение в узловых точках расчетной модели реальных свободных напоров в соответствии с принятым расчетом, а также соблюдение расходов источников водоснабжения в соответствии с принятым расчетным часом. Калибровка электронной модели системы водоснабжения осуществлялась путем варьирования максимальных значений шероховатости стальных и чугунных трубопроводов, которые соответствуют их максимальному сроку эксплуатации. Процесс калибровки потребовал проведения значительного количества гидравлических расчетов (256). Среднее абсолютное расхождение по свободным напорам между расчетными и фактическими замерами составило 4,03%, среднее абсолютное расхождение по расходам источников водоснабжения – 0,31%. С целью автоматизации процесса калибровки был разработан алгоритм на основе языка VBA с использованием таблиц Excel, а также библиотеки ActiveX компонентов «ZuLuNetTools». Разработанный алгоритм автоматической калибровки электронной модели применим к российскому программному обеспечению «ZuLu».

Ключевые слова

система водоснабжения , гидравлический расчет , трубопроводная система , электронная модель , калибровка , шероховатость труб

bbk 000000

УДК 628.161

Говорова Ж. М., Говоров О. Б.

Водоочистные сооружения, установки и технологии с плавающей полимерной загрузкой (опыт создания и внедрения)
Светлой памяти доктора технических наук, профессора М. Г. Журбы

Аннотация

Приведены основные этапы создания водоочистных соо­ружений и установок, в качестве фильтрующей загрузки которых применялись гранулы вспененного пенополистирола с плотностью меньше плотности воды. Рассмотрены теоретические представления и отличительные особенности процесса осветления воды в слое пенополистирольной загрузки. Доминирующими показателями качества природных вод в данном случае являются дисперсность и концентрация взвеси, кинетическая устойчивость ее коллоидных частиц. При фильтровании биохимически очищенных сточных вод, помимо отмеченных показателей, важную роль играет жизнедеятельность микроорганизмов. Приведены технологические параметры работы различных конструкций фильтров с плавающей загрузкой (ФПЗ-1, …, ФПЗ-6, АФПЗ-4М) и биореакторов со струйной вакуумной эжекцией. Рассмотрен положительный опыт внедрения и эксплуатации таких сооружений в составе водозаборно-очистных комплексов, водопроводных станций очистки природных вод, кондиционирования подземных вод и доочистки бытовых, производственных и ливневых сточных вод. В условиях повышения антропогенных нагрузок на водоисточники в последние годы значительно возросла необходимость проведения на крупномасштабных пилотных установках технологических испытаний на реальной воде различных технологий водоподготовки, включающих фильтрование через фильтры с плавающей полимерной загрузкой. На основе полученных результатов исследований водоочистных процессов были разработаны рекомендации на проектирование водозаборно-очистного комплекса и реализованы на стадии его строительства.

Ключевые слова

фильтр , обезжелезивание , природные и сточные воды , доочистка , плавающая полимерная загрузка , осветление малоконцентрированных суспензий

bbk 000000

Памяти Михаила Григорьевича Журбы

Аннотация

В сентябре 2018 г. исполнилось 75 лет со дня рождения Михаила Григорьевича Журбы (1943–2013), доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ, действительного члена Академии проблем водохозяйственных наук и Жилищно-коммунальной академии РФ.

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 628.336.71

Дуамбеков М. С., Иванов А. Н., Иванова Н. В.

Экологический проект «Органический пояс вокруг городов Казахстана – 2020»

Аннотация

Приведено описание реализуемого в настоящее время экологического проекта «Органический пояс вокруг городов Казахстана – 2020», который существенно затрагивает водохозяйственную отрасль. Актуальность проекта продиктована изменением республиканского законодательства, в частности статьи 301 Экологического кодекса Республики Казахстан (2016г.), касающейся норм и правил захоронения отходов. Новый нормативный документ ограничивает (а фактически запрещает) складирование обезвоженных осадков сточных вод на полигонах и предписывает осуществлять их дальнейшую переработку с целью перевода этих отходов из категории «опасные органические отходы» в рекультиванты, почвенные субстраты и т. д. Проект предусматривает использование российской технологии обез­воживания осадков сточных вод на иловых площадках с применением флокулянта «Сибфлок®» и технологии ускоренного компостирования органических отходов, разработанной специалистами Международной академии экологии (Астана, Казахстан). Реализация проекта позволит не только значительно сократить объем обезвоженных коммунальных шламов, направляемых на полигоны для захоронения, но и организовать производство почвоподобных субстратов, грунтов для рекультивации опустыненных территорий, полигонов, свалок, а при глубокой переработке – для городского зеленого хозяйства.

Ключевые слова

компостирование , обезвоживание , флокулянт , иловые площадки , экологический ущерб , осадки сточных вод , рекультивация , биоконверсия , восстановление нарушенных земель

bbk 000000

УДК 628.356.1:621.61

Битиев А. В., Басов Н. С., Новиков С. Н., Смоленский А. В., Устюжанин А. В., Баженов В. И.

Прогнозирование энергосберегающего эффекта  управляемой подачи воздуха  для Ново-Люберецких очистных сооружений

Аннотация

Стратегия развития АО «Мосводоканал» предусматривает
планомерное внедрение энергоэффективных решений в практику, для обоснования которых предложен метод математического прогнозирования энергосберегающего эффекта управляемой подачи воздуха воздуходувной станции блока № 1 Ново-Люберецких очистных сооружений Москвы. В качестве ключевого и экономически выгодного способа энергосбережения предлагается обеспечение управляемой подачи воздуха в аэротенки для процессов биологической очистки сточных вод. Энергосберегающий эффект определялся сравнением результирующих энергозатрат для двух состояний прогнозируемой системы подачи воздуха – базового без управления и управляемого. При формировании исходных данных и методов измерений использованы тарированные приборы учета действующей системы SCADA и данные аттестованной лаборатории. Выполнено экспериментальное обследование воздуходувной станции с агрегатами Н750-23-6. Среднее снижение подачи воздуха в результате износа агрегатов за 35-летний срок эксплуатации составило 5,8–10,4%, снижение рабочего давления – 40,7–5,4%. Изоэнтропный КПД агрегатов Н750-23-6 составил 75% при паспортной величине 79%. Рассмотрен метод прогнозирования энергосберегающего эффекта, включающий математическую модель потребляемой мощности. Модель обеспечила среднюю относительную погрешность вычисления 1,27% при верификации к натурным условиям действующего объекта. Математическое прогнозирование энергосберегающего эффекта выявило резерв в размере 32,5%, или 11 343,97 тыс. кВт·ч/год, что соответствует экономии 30 061,52 тыс. руб/год (без НДС). Технической основой энергоэффективности выбран вариант воздуходувных агрегатов с поворотно-лопастным способом регулирования. Результаты исследований легли в основу энергосервисного контракта.

Ключевые слова

энергоэффективность , прогнозирование , очистные сооружения канализации , имитационное моделирование , воздуходувная станция , поворотно-лопастное регулирование , энергосервисный контракт , энергосберегающий эффект

bbk 000000

УДК 628.17

Найманов А. Я., Гутарова М. Ю.

Исследование водопотребления населением крупного города в условиях некруглосуточной подачи воды

Аннотация

Приведены результаты исследования фактического водопотребления населением города в условиях подачи воды потребителю с перерывами по графику. Построены гистограммы и графики дифференциального и интегрального распределения удельных расходов воды для зданий, оснащенных водопроводом, канализацией и ваннами, с местным водонагревом. Выявлен показательный закон дифференциального распределения фактических удельных расходов воды на одного человека в сутки, что является отличительной чертой некруглосуточной подачи воды, поскольку при круглосуточной подаче дифференциальное распределение подчиняется нормальному закону. Определены средневзвешенные и 20-процентной обеспеченности удельные расходы воды, выявлено общее снижение водопотребления населением крупного города при некруглосуточной подаче. Выполнено сравнение с водопотреблением населением города Самары при постоянной подаче воды. Выявлено снижение удельного водопотребления при возрастании численности семьи независимо от степени благоустройства жилого здания.

Ключевые слова

система водоснабжения , удельное водопотребление , некруглосуточная и постоянная подача воды , статистическая обработка данных , дифференциальное и интегральное распределение