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
|
УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2024.11.03
Степанов С. В., Егорова Ю. А., Харькина О. В., Авдеенков П. П., Нестеренко О. И., Лазунин М. В., Стрелкова Т. А., Злобин И. Д.
Результаты математического моделирования процессов очистки сточных вод в аэротенках на ГОКС г. Самары в период реконструкции и пусконаладочных работ
Аннотация
Представлены результаты математического моделирования работы реальных сооружений биологической очистки сточных вод с применением программного обеспечения «Потенциал», которое использовалось в течение 10 месяцев для оптимизации работы аэротенков в период реконструкции и пусконаладочных работ. Сопоставлены данные о количественном и качественном составе сточных вод, поступающих в аэротенки, принятых в проекте, с фактическими данными за период 2023–2024 годов. Расчет фактических значений прироста и аэробного возраста активного ила по формулам, заложенным в ПО «Потенциал», показал, что стабильное требуемое качество очищенных сточных вод по аммонию и нитритам наблюдалось при аэробном возрасте активного ила 24,1–27 сут и температуре сточных вод 19,1–24,8°С, когда концентрация N–NH4 составила менее 1 мг/л, а N–NO2 – менее 0,1 мг/л. В результате калибровки и верификации заложенной в программном обеспечении «Потенциал» математической модели подобраны значения кинетических констант и коэффициентов для отдельной технологической линии «аэротенк №7 – вторичный отстойник № 5», которые позволили спрогнозировать работу аэротенков с высокой степенью точности (отклонения расчетных и фактических данных составили менее 8%).
Ключевые слова
сточные воды , кинетические константы , математическое моделирование , методика НИИ ВОДГЕО/СамГТУ , расчет аэротенков , модель ASM2d , формулы ферментативной кинетики , биологическая очистка сточных вод от азота и фосфора
|
DOI 10.35776/VST.2022.11.03
УДК 628.35
Харькина О. В.
Сравнение результатов расчета аэротенков по методу Даниловича–Эпова и модели ASM2d (часть 2)
Аннотация
Продолжен анализ предложенной Д. А. Даниловичем и А. Н. Эповым Методики расчета аэротенков, которая основана на немецкой методике ATV. В силу определенной ограниченности эмпирической методики ATV, разработанной на основании данных только тех сточных вод, на которых авторы смогли провести исследования, методика ATV не может быть применена за пределами тех очистных сооружений, на которых проведены эти исследования. Проведено сравнение Методики с моделью ASM2d (матрица уравнений ферментативной кинетики, описывающих скорости роста микроорганизмов и скорости соответствующих биохимических процессов), а также с методикой НИИ ВОДГЕО/СамГТУ, которая является полностью теоретической моделью, а расчетные формулы представляют собой уравнения ферментативной кинетики. Расчеты аэротенков по формулам ферментативной кинетики были заложены еще в СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения» в 1974г., а уже в СНиПе 1984г. расчет был дан в виде отработанной методики для сооружений биологической очистки на окисление органических соединений. Эмпирический же подход, предлагаемый в Методике, вызывает не только технологический вопрос об области ее применения, но и вопрос ее целесообразности в целом. Применение эмпирических подходов, к которым относится Методика, формально связывает между собой заложенные параметры в виде неизменяемых коэффициентов и эмпирических зависимостей, полученных экспериментально в узком диапазоне параметров и условий конкретного объекта, что создает риски существенных ошибок. Показано, что Методика для городских сточных вод дает заниженные объемы аэротенков на десятки процентов по сравнению с результатами расчетов по теоретическим методикам ASM2d и ВОДГЕО/СамГТУ, разработанной В. Н. Швецовым, С. В. Степановым, К. М. Морозовой, которые описывают процессы очистки сточных вод с помощью формул ферментативной кинетики. При этом показано, что ASM2d и методика ВОДГЕО/СамГТУ дают высокую сходимость результатов в пределах различий менее 10%, что позволяет говорить о корректности модели ASM2d и методики ВОДГЕО/СамГТУ, и ограниченности Методики, позволяющей ее использование только для грубых прикидочных расчетов.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , активный ил , кинетические константы , теоретические и эмпирические математические модели , ASM2d , методика НИИ ВОДГЕО/СамГТУ , уравнения ферментативной кинетики , сравнительный расчет
|
|
