УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2024.09.04

Степанов С. В., Харькина О. В., Авдеенков П. П., Лазунин М. В., Пономаренко О. С.

Математическое моделирование процессов очистки сточных вод в аэротенках

Аннотация

Разработан новый вариант математической модели процессов очистки сточных вод в аэротенках с биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора на основе взаимного дополнения методик ­ВОДГЕО/СамГТУ и ASM2d. Математически решена «обратная задача» технологического расчета аэротенков – определение концентраций загрязнений в очищенной воде при имеющихся данных по качественному и количественному составу исходной воды для заданных значений технологических и конструктивных параметров сооружений. Разработан алгоритм выдачи количественных технологических рекомендаций. На основании проведенных исследований разработано программное обеспечение «Потенциал», предназначенное для сбора исходных данных, выполнения технологических расчетов и выдачи рекомендаций персоналу очистных сооружений. Внедрение программного обеспечения позволит снизить эксплуатационные затраты за счет оптимизации технологического режима работы сооружений биологической очистки сточных вод в минимальные сроки.

Исследование выполнено в рамках Договора № 4951ГС1/85526 с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере».

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , кинетические константы , математическое моделирование , методика НИИ ВОДГЕО/СамГТУ , расчет аэротенков , модель ASM2d , формулы ферментативной кинетики

Для цитирования: Степанов С. В., Харькина О. В., Авдеенков П. П., Лазунин М. В., Пономаренко О. С. Математическое моделирование процессов очистки сточных вод в аэротенках // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 9. С. 22–31. DOI: 10.35776/VST.2024.09.04.

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

Список цитируемой литературы

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.]