bbk 000000

УДК 628.35:004.69

Егорова Ю. А., Левин Д. И., Люшина Л. Ф., Петропавловский С. А., Баженов В. И., Данилович Д. А., Носкова И. А.

Комплексная реконструкция городских  очистных канализационных сооружений г. Самары

Аннотация

Представлен опыт ООО «Самарские коммунальные системы» по проектированию, строительству и реконструкции городских очистных канализационных сооружений производительностью 450–700 тыс. м^3/сут. При неблагоприятном экологическом состоянии реки Волги в среднем и нижнем течении задача повышения эффективности очистки сточных вод является приоритетной, что подтверждено программой Министерства энергетики и ЖКХ Самарской области на 2013–2019 годы. Представлены результаты внед­рения технологии биологической очистки сточных вод на базе процесса UCT с оригинальной компоновкой зон и рециклов путем модификации существующих емкостей четырехкоридорных аэротенков. Приводятся обоснованные технические решения ключевых сооружений, определяющих энергоэффективность и рациональность проекта реконструкции воздуходувной станции с применением механически регулируемых воздуходувок (диапазон производительности каждой 59,4–132,1 тыс. Нм³/ч) и строительства двух иловых насосных станций с регулируемой подачей 15000–27360 м³/ч стоков. Внедрена система технологичес­кого и автоматизированного управления. Ограниченный срок проектных работ потребовал использования быстрых и эффективных методов расчета с помощью имитационного моделирования технологических процессов в среде GPS-X (модель ASM2d), вычислительной гидродинамики – в среде ANSYS Fluent. Приводится прогноз динамики изменения эффективности очистки в течение суток с обес­печением среднесуточных концентраций, мг/л: взвешенных веществ – 15,5; БПК5 – 5,7; ХПК – 34,9; N–NH₄ – 0,25; N–NO₂, N–NO₃ – 7,02; P–PO₄ – 0,68. Относительно высокий вынос взвешенных веществ обусловлен значительным расчетным значением илового индекса (150 см³/г). На стадии реализации экологически эффективных мероприятий признано экономически нецелесообразным строительство комплекса доочистки стоимостью 400 млн руб. (около 30% от стоимости реконструкции всей станции). Перед пусконаладочными работами достигнута фактическая экономия электроэнергии в размере 13 млн кВт·ч/год, в том числе 8,8 млн кВт·ч/год за счет замены воздуходувного оборудования, 4,2 млн кВт·ч/год за счет замены эрлифтов иловыми насосными станциями с погружными насосами. Целевые показатели проекта и использованные в нем технические решения соответствуют наилучшим доступным техноло­гиям.

Ключевые слова

реконструкция , энергоэффективность , наилучшие доступные технологии , аэротенк , имитационное моделирование , очистные канализационные сооружения , процесс UCT , GPS-X

УДК 628.35:532.5
DOI 10.35776/VST.2025.08.03

Колбасов Г. А., Королев М. А., Рафф П. А., Усманов Р. Р.

Распределение потребления кислорода в аэротенке: сравнение инженерных подходов и численного моделирования

Аннотация

Представлен обзор инженерных и численных подходов к описанию распределения потребления кислорода в аэробной зоне аэротенка – ключевого элемента систем биологической очистки сточных вод. Рассматриваются схемы, представленные в инженерной литературе (EPA Design Manual, С. Джейанагам, Р. Веннер, Дж. Тчобаноглос, Россо Д., Д. А. Данилович и А. Н. Эпов). Перечисленные подходы сопоставлены с результатами численного моделирования, выполненного в программной среде GPS-X с использованием модели ASM3 и модели последовательно соединенных реакторов. Моделирование проводилось для различных температурных условий, отражающих сезонную изменчивость. Показано, что принятые в инженерной практике схемы распределения кислорода не учитывают влияние температуры, скорости потока и продольной дис­персии, что может приводить к существенным отклонениям при проектировании аэротенков. Предложен унифицированный подход к сравнению процессов распределения кислорода. Представлены практические рекомендации по использованию численного моделирования для уточнения проектных решений.

Ключевые слова

биологическая очистка , аэротенк , GPS-X , модель последовательно соединенных реакторов , ASM3 , температурный режим , потреб­ление кислорода