Исследование влияния интенсивности аэрации в биореакторе на величину гидростатического напора

Аннотация

Приведено описание конструкции биореактора с вертикальным расположением аноксидной и аэробной зон. Биореактор предназначен для биологической очистки сточных вод на сооружениях от сверхмалых до небольших по мощности. Показано, что данный тип биореактора характеризуется простотой эксплуатации из-за отсутствия циркуляционных насосов и мешалок. Представлены зависимости гидростатического напора от интенсивности аэрации и коэффициента газонаполнения в аэробной зоне биореактора. Установлено, что значение коэффициента газонаполнения в аэробной зоне биореактора, работающего в статическом режиме без перелива жидкости в аноксидную зону, может быть рассчитано как отношение интенсивности аэрации к средней скорости всплывания пузырьков воздуха. Определено, что пузырьки воздуха, образующиеся в промышленных пневматических мелкопузырчатых аэраторах, всплывают в турбулентном режиме со скоростью, пропорциональной диаметру пузырька в степени минус 0,4. Полученные в данной работе результаты будут использованы во второй части экспериментальных и теоретических исследований, которые позволят определить зависимость циркуляционного расхода от параметров аэрации и разработать математическую модель движения жидкости в биореакторе с вертикальным расположением аэробной и аноксидной зон.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , аэрация , биореактор , аноксидная зона , аэробная зона , коэффициент газонаполнения

Подробнее...

DOI 10.35776/VST.2022.09.04
УДК 628.35

Кевбрина М. В., Дорофеев А. Г., Агарев А. М.

Сравнение результатов расчета аэротенков по разным методикам (в порядке обсуждения)

Аннотация

Проведено сравнение результатов расчета по методике, изложенной в книге Д. А. Даниловича и А. Н. Эпова «Расчет и технологическое проектирование процессов и сооружений удаления азота и фосфора из городских сточных вод», и методике, приведенной в книге «Технология сточных вод. Обработка и восстановление ресурсов» (пятое издание, Metcalf & Addy), на модельном объекте, для которого ранее в статье В. Н. Швецова, С. В. Степанова и О. В. Харькиной «Сравнение результатов расчетов аэротенков по моделям НИИ ВОДГЕО/СамГТУ и ASM2d» был проведен расчет по методике НИИ ВОДГЕО/СамГТУ и модели ASM2d. Показано, что расчеты, основанные на уравнениях ферментативной кинетики и микробного роста (НИИ ВОДГЕО/СамГТУ, ASM2d и Metcalf & Addy), дают схожие результаты по объему аэротенков с «табличной» методикой, основанной на немецком стандарте ATV-DVWK-A131E и переработанной с учетом кинетики роста нитрифицирующих микроорганизмов. Разность подходов дает разные результаты по возрасту активного ила, но конечные результаты объемов аэротенков и зон в них имеют расхождения, не превышающие 15–20%. Моделирование работы аэротенков в программе BioWin-3, построенной на модели ASDM, по существу, близкой к группе моделей активного ила ASM, с объемами зон, рассчитанными по разным методикам, показало схожее расчетное качество очищенной воды. Это подтверждает возможность любой из рассмотренных методик адекватно рассчитывать объемы аэротенков. Выбор способа расчета для каждого конкретного случая зависит от доступности и удобства пользования методикой, а также от личных предпочтений проектировщика.

Ключевые слова

нитрификация , денитрификация , аэротенк , биологическая очистка сточных вод , анаэробная зона , теоретические и эмпирические математические модели , сравнительный расчет сооружений биологической очистки , методики технологических расчетов , аноксидная зона