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

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

Список цитируемой литературы

1. Харькина О. В. Техническое задание на реконструкцию очистных сооружений: как избежать ошибок // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2021. № 2. С. 54–59.
2. 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.
3. Standard ATV-DVWK-A 131 «Dimensioning of Single-Stage Activated Sludge Plants», May 2000.
4. Henze M., Gujer W., Mino T., Matsuo T., Wentzel M. C., van R. Marais G., van Loosdrecht M. C. M. Activated sludge Model No. 2d, ASM2D // Water Science Technology. 1999. No. 39 (1). P. 165–182.
5. Харькина О. В., Баумгартен С., Золотых С. В., Закиев Р. Р. Жесткие требования выполнимы // Экология производства. 2019. № 9. С. 96–101.
6. Харькина О. В. Методы расчета сооружений биологической очистки с удалением азота и фосфора // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2019. № 9. С. 30–42.
7. Харькина О. В. Эффективная эксплуатация сооружений биологической очистки. – Волгоград: Панорама, 2015. 433 с.
8. Wentzel M. C., Ekama G. A., Marais GvR. Processes and modelling of nitrification denitrification biological excess phosphorus removal systems // Water Science and Technology. 1992. V. 25. No. 6. P. 59–82.
9. Gujer W. Design of a nitrifying activated sludge process with the aid of dynamic simulation // Prog. Water Technology. 1977. No. 9 (2). P. 323–336.
10. Мойжес О. В. Динамическая модель OxiD сооружений биологической очистки сточных вод // Водоснаб-жение и санитарная техника. 2008. № 10. С. 52–57.