bbk 000000

УДК 628.237

Федоров Святослав Викторович, Васильев В. М., Клементьев М. Н.

Исследование газовыделения на участке канализационной сети

Аннотация

Транспортировка сточных вод по канализационным сетям сопровождается образованием и выделением газов из потока. Для количественной оценки процесса газовыделения разработана модель участка сети в пакете конечно-элементного анализа ANSYS CFX. Модель учитывает совместное движение потока сточных вод, увлекаемой воздушной среды и канализационного газа (на примере углекислого газа), поступающего из лотка коллектора. Проведен мониторинг на участке системы хозяйственно-бытовой канализации (d_y = 500 мм) в промышленной зоне Обухово Санкт-Петербурга. Измеренные значения вакуумметрического давления попадают в диапазон модельных расчетов. Представлен процесс построения расчетной области участка канализационной сети и установления начальных и граничных условий. В результате моделирования получены зависимости концентрации углекислого газа и давления газовоздушной среды в подсводном пространстве трубопровода при различных уклонах и заполнении. Полученные результаты могут послужить основой для подхода к прогнозированию процесса газовыделения на участках канализационных сетей.

Ключевые слова

мониторинг , моделирование , экологическая безопасность , канализационная сеть , углекислый газ , сероводород , метан , аммиак , интенсивность газовыделения

DOI 10.35776/VST.2022.09.07
УДК 628.16.081.32

Ахмед Самех, Гогина Е. С.

Исследование конкурентной адсорбции смеси фенола и аммонийного азота на активированном угле

Аннотация

Фенол и аммонийный азот считаются типичными загрязняю­щими веществами, присутствующими в промышленных сточных водах различных производств. Применение методологии поверхности отклика (RSM) использовано для разработки математической модели одновременной адсорбции фенола и аммонийного азота на активированном угле. Изучено комбинированное влияние рН, дозы угля, начальной концентрации фенола и начальной концентрации аммонийного азота на эффективность адсорбции. Моделирование с применением RSM дало непреобразованную квад­ратичную модель для удаления фенола и преобразованную квадратным корнем линейную модель для удаления аммонийного азота. Результаты исследования показали положительное влияние увеличения дозы угля на адсорбцию фенола, тогда как увеличение исходной концент­рации фенола отрицательно влияло на эффективность его адсорбции. Почти полное удаление фенола было достигнуто в течение 90 минут при рН4. Кроме того, адсорбция аммонийного азота увеличивалась с ростом рН и дозы угля. Присутствие аммонийного азота отрицательно сказывалось на удалении фенола при повышении рН. Однако присутствие фенола не влияет на адсорбцию аммонийного азота.

Ключевые слова

сточные воды , моделирование , фенолы , адсорбция , аммонийный азот , активированный уголь

DOI 10/35776/MNP.2019.09.09
УДК 628.2+532.54

Дежина И. С., Орлов В. А., Зоткин С. П.

Исследование текстуры поверхности труб в целях повышения их транспортирующей способности

Аннотация

Представлены результаты поисковых исследований по транспортировке воды и песка на специально разработанных лабораторном и производственном стендах, включающих платформу со сменными модульными полимерными элементами (желобами), имеющими искусственную ­шероховатость. Представлена методика проведения экспериментов на крупногабаритных стендах с модульными трубными элементами с использованием фото- и киноаппаратуры, а также устройств для определения скоростей, наполнений и уклонов. Выявлен характер зон турбулентности при различной текстуре внутренних поверхностей желобов в виде разновысоких препятствий. Приведены результаты гидравлических экспериментов при двух режимах: однофазном (вода без инородных включений) и двухфазном (вода с примесью песка разного фракционного состава). По результатам экспериментальных исследований выявлены области эффективной работы модульных желобов по транспортировке песка для различных текстур искусственной шероховатости труб систем водоотведения. Обоснована целесообразность использования рифленых внутренних стенок трубопроводов, транспортирующих сточные воды, для эффективного выноса осевших на дно и стенки труб песчаных гряд.

Ключевые слова

моделирование , транспортирующая способность , безнапорные водоотводящие трубы , искусственная шероховатость труб , микротурбулентность

DOI 10.35776/VST.2022.08.05
УДК 628.35

Эпов А. Н., Данилович Д. А.

К дискуссии о сравнении методик расчета аэротенков с удалением азота и фосфора (в порядке обсуждения)

Аннотация

Приведены аргументы авторов книги «Расчет и технологическое проектирование процессов и сооружений удаления азота и фосфора из городских сточных вод» на критическую статью О. В. Харькиной в журнале «ВСТ» по поводу предложенной ими методики расчета аэротенков. На основе литературного обзора показано, что расчет аэротенков через возраст ила не является эмпирическим, а базируется на кинетических закономерностях, при этом в рекомендованной авторами области применения требует использования меньшего количества эмпирических коэффициентов и не требует их выбора. Даны объяснения, почему учет концентрации растворенного кислорода и расчет на концентрации азота нитритов ниже 0,05 мг/л нецелесообразно было включать в методику расчетов. Приведены пояснения зависимости кинетических коэффициентов от концентраций в очищенной воде в связи с изменением видового состава нитрификаторов по теории конкурентного исключения видов. Приведена информация об успешном сопоставлении методики авторов с моделированием в программе GPS-X и по работе нового блока Люберецких очистных сооружений (г. Москва), рассчитанного по методике. Работа блока свидетельствует о полной достаточности объема аэроб­ной зоны аэротенков.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , моделирование , возраст активного ила , кинетические коэффициенты

bbk 000000

УДК 581.526.325

Бабаев А. В., Замана Г. Т., Пуклаков В. В.

Модельный прогноз характеристик качества воды  в Можайском водохранилище в условиях аномальной жары

Аннотация

Вопросы качества воды в водохранилищах питьевого назначения имеют первостепенное значение. Интенсивное развитие фитопланктона в них – одна из самых распространенных проблем водоснабжения. Поэтому поиск инструментов, позволяющих с высокой степенью достоверности спрогнозировать процессы формирования качества воды в водохранилищах в различных гидрометеорологических условиях летнего периода, представляется особенно важной задачей. Анализируются результаты модельного прогноза режима основных характеристик качества воды в условиях аномальной жары и диагностического расчета экологического режима Можайского водохранилища в 2014 г., выполненного по гидрологической модели водохранилищ ГМВ-МГУ и верифицированного данными натурных наблюдений. Верификация показала хорошее воспроизведение моделью режима характеристик качества воды Можайского водохранилища. Сравнение результатов модельного прогноза, диагностического расчета и данных натурных наблюдений показало, что спрогнозированный режим водохранилища для условий его минимальной зимней сработки, маловодного весеннего половодья и аномально жаркого лета хорошо согласуется с реальным режимом в 2014 г., когда наблюдались аналогичные гидрометеорологические условия. Модель ГМВ-МГУ может использоваться для прогнозных и диагностических расчетов режима характеристик качества воды водохранилищ питьевого назначения при разработке мероприятий оперативного и долгосрочного управления работой гидроузлов и водозаборов.

Ключевые слова

моделирование , качество воды , водохранилище , фитопланктон , жаркий период , аноксия

bbk 000000

УДК 628.22:532.542

Чупин В. Р., Мелехов Е. С., Чупин Р. В.

Напорное движение стоков в безнапорных коллекторах

Аннотация

Предлагается новый подход для расчета систем водоотведения, основанный на моделировании их гидравлическими цепями с нефиксированными отборами и притоками стоков. Это дает возможность, с одной стороны, определить наличие противотоков в сети, возможные изливы стоков на поверхность земли, объемы вытекаемых стоков, пропускную способность системы водоотведения, а с другой, моделировать всевозможные режимы транспортировки стоков с учетом возможных засоров, зарастания труб и других нарушений, которые могут иметь место в практике эксплуатации.

Ключевые слова

сточные воды , напор , система водоотведения , коллектор , гидравлический расчет , колодец , моделирование

bbk 000000

УДК 628.144

Лукьянчук М. Ю., Хямяляйнен М. М., Смирнова С. В., Юдин М. Ю.

Пример использования гидравлических моделей в работе водоканала

Аннотация

На предприятиях водопроводно-канализационного хозяйства гидравлические модели применяются для решения различных задач по улучшению режимов работы водопроводной сети. Специалисты-практики постоянно ищут возможности применения моделей для повседневных нужд предприятий и их технического исполнения с использо­ванием программного обеспечения. Современное программное обеспечение содержит достаточное количество стандартных функций, позволяющих решать повседневные задачи эксплуатации водопроводной сети, управления их работой и развития системы водоснабжения. Приведен пример моделирования отключения участка водовода с последовательным переключением задвижек, показан способ формирования исходных данных и представления результатов моделирования. В рассмотренном примере при выполнении работ, согласно регламенту, свободный напор изменяется на незначительную величину. Во время отключения участка водовода будет производиться мониторинг напоров в контрольных точках зоны давления, а также дополнительно в кварталах, где по результатам моделирования ожидается снижение напоров. При необходимости снижение напора в сети может быть компенсировано увеличением выходного напора насосной станции. Изменение направления потоков в незначительной степени затронет несколько участков сети, которые могут быть дополнительно промыты перед началом отключения. Выполнение регламента отключения участка водовода вместе с рекомендациями по результатам гидравлического моделирования позволяет провести отключение без нарушения водоснабжения абонентов.

Ключевые слова

водоснабжение , водопроводная сеть , гидравлический расчет , моделирование , гид­равлическая модель