УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2024.12.05

Рожков В. С., Нездойминов В. И., Васильева Ю. В.

Моделирование систем биологической очистки сточных вод с одновременной нитри-денитрификацией с помощью ASM3P-2SND
(в порядке обсуждения)

Аннотация

Рассмотрены вопросы математического моделирования систем биологической очистки сточных вод с активным илом на основании эмпирических уравнений. Отмечено, что существующие подходы к имитационному моделированию имеют недостатки, затрудняющие описание биологических процессов с активным илом в сооружениях, где протекает одновременная нитри-денитрификация. Предложена усовершенствованная математическая модель ASM3P-2SND для очистки городских сточных вод активным илом. Указанная модель дополнительно учитывает преобразования соединений фосфора при жизнедеятельности автотрофов и гетеротрофов, описывает взаимные преобразования окисленных форм азота – нитратов и нитритов, а также может быть адаптирована для учета диффузионных ограничений проникновения субстрата и кислорода в хлопок активного ила в биореакторах с одновременной нитри-денитрификацией. Выполнена проверка на сходимость, настройка и калибровка предложенной модели на действующих сооружениях с одновременной нитри-денитрификацией, а также в полупромышленных условиях очистки сточных вод в эрлифтных биореакторах. Установлено, что предложенная модель активного ила ASM3P-2SND достаточно адекватно описывает процессы биологической очистки с одновременной нитри-денитрификацией и способна учитывать диффузионные ограничения проникновения кислорода и раст­воренного субстрата в хлопок активного ила. Качественно установлена зависимость предложенных для адаптации модели коэффициентов диффузионных ограничений от крупности хлопка активного ила.

Ключевые слова

биологическая очистка , одновременная нитри-денитрификация , активный ил , имитационное моделирование , модель ASM3P-2SND

Для цитирования: Рожков В. С., Нездойминов В. И., Васильева Ю. В. Моделирование систем биологической очистки сточных вод с одновременной нитри-денитрификацией с помощью ASM3P-2SND (в порядке обсуждения) // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 12. С. 26–31. DOI: 10.35776/VST.2024.12.05.

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

Список цитируемой литературы

1. Андреев С. Ю., Степанов С. В., Стрелков А. К. Математическое моделирование процесса биологической очистки сточных вод в аэротенке-вытеснителе // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 12. С. 31–36. DOI: 10.35776/VST.2022.12.05.
   Andreev S. Iu., Stepanov S. V., Strelkov A. K. [Mathematical modeling of the wastewater biological treatment process in a plug flow aeration tank]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2022, no. 12, pp. 31–36. DOI: 10.35776/VST.2022.12.05. (In Russian).
2. 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.
   Shvetsov V. N., Morozova K. M. [Calculation of the biological wastewater treatment facilities with nutrients removal]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2013, no. 11, pp. 42–47. (In Russian).
3. Standard ATV-DVWK-A 131E. Dimension of Single-Stage Activated Sludge Plants. 2000, 57 р.
4. United States Environmental Protection Agency. Nutrient Control Design Manual. State of Technology Review Report. Cincinnati, Ohio: Office of Research and Development / National Risk Management Research Laboratory. 2009, 102 р.
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. 26–39. EDN XYHQSD.
   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. 26–39. EDN XYHQSD. (In Russian).
6. Есин М. А., Смирнов А. В. Современные методики расчета сооружений биологической очистки // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 10. С. 17–26.
   Esin M. A., Smirnov A. V. [Advanced methods of designing biological treatment facilities]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2015, no. 10, pp. 17–26. (In Russian).
7. Рожков В. С., Васильева Ю. В. Сравнение подходов к моделированию биологической очистки сточных вод в Украине и других странах / Сборник статей 5-й Восточно-Европейской конференции «Опыт и молодость в решении водных проблем» IWA. Часть 2. Киев, 26–28 июня 2013 г. С. 344–350.
   Rozhkov V. S., Vasil’eva Iu. V. [Comparison of approaches to the simulation of biological wastewater treatment in Ukraine and other countries]. Collection of articles of the 5th IWA East European Conference «Experience and Youth in Solving Water Problems». Part 2, Kiev, June 26–28, 2013, pp. 344–350. (In Russian).
8. Баженов В. И. Критерий оптимизации аэротенков с продольной рециркуляцией иловой смеси «карусельного типа» // Экология и промышленность России. 2008. № 12. С. 20–23.
   Bazhenov V. I. [Optimization criterion for the «carousel type» aeration tanks with longitudinal sludge mixture recycling]. Ekologiia i Promyshlennost Rossii, 2008, no. 12, pp. 20–23. (In Russian).
9. Henze M., et. al. Activated Sludge Models ASM1, ASM2, ASM2D, ASM3. London: IWA Publishing, 2006, 121 р.
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. Hauduc H. A., et. al. Systematic approach for model verification: application on seven published activated sludge models. Water Science and Technology, 2010, v. 61, pp. 825–839.