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

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы: Пер. с англ. – М.: Мир, 2004. 399 с.
2. ЕРА/625/R-93/010. Manual nitrogen control. U.S. Environmental Protection Agency, 1993.
3. ATV-DVWK-A 131E. Dimensioning of single-stage activated sludge plants. 2000. 57 p.
4. Швецов В. Н. О критике методики НИИ ВОДГЕО по расчету сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 10. С. 26–37.
5. Морозова К. М. Принципы расчета систем биологической очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 1. С. 26–31.
6. Швецов В. Н., Морозова К. М. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 11. С. 42–47.
7. Степанов С. В. Особенности расчета сооружений биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов // Водоснабжение и санитарная техника. 2014. № 3. С. 49–56.
8. Степанов С. В., Стрелков А. К., Швецов В. Н., Морозова К. М. Биологическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Издательство АСВ, 2017. 204 с.
9. Степанов С. В., Солкина О. С., Морозова К. М., Степанов А. С., Соколова Т. В., Жукова М. А. Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе (часть 1) // Водоснабжение и санитарная техника. 2016. № 12. С. 28–34.
10. Степанов С. В., Солкина О. С., Морозова К. М., Степанов А. С., Соколова Т. В., Жукова М. А. Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе (часть 2) // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 2. С. 60–65.
11. Яковлев С. В., Скирдов И. В., Швецов В. Н., Бондарев А. А., Андрианов Ю. Н. Биологическая очистка производственных сточных вод: процессы, аппараты и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. 208 с.
12. Антонов И. Н., Жигарева Т. Н., Разумов А. И., Швецов В. Н. Нитрификация-денитрификация сточных вод на очистных сооружениях Великого Новгорода // Экология и промышленность России. 2009. № 12. С. 14–17.
13. Лихачев Н. И., Ларин И. И., Хаскин С. А. и др.: Под общей редакцией Самохина В. Н. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. – М.: Стройиздат, 1981. 639 с.