Рассмотрены теоретические предпосылки для разработки модели нестационарных периодических процессов аэробной очистки сточных вод коммунального хозяйства. В основу разработки логико-математической модели положены закономерности кинетики клеточного роста и биохимических превращений органического вещества в процессах клеточного метаболизма, подчиняющегося законам ферметативного катализа. При разработке имитационной модели непрерывно работающей системы очистки на основе функционирующей пары циклотенков, действующих по одинаковым циклам, но с фазовым смещением. Введены представления о временной структуре рабочего цикла. Рассмотрены ограничения, накладываемые на длительность операций. Учтены особенности описания процессов в различных фазах и применены условия сопряжения рабочих параметров в различных фазах. Описаны процессы клеточного роста и самоочищения микроорганизмов активного ила, утилизации им органических загрязнений кинетические уравнениями модели Герберта, где удельная скорость роста микроорганизмов активного ила описывается формулой Моно. При численном моделировании приняты коэффициенты уравнения, полученные для сточных вод городского типа, наиболее близкие по составу органических и прочих загрязнений хозбытовым сточным водам.
аэрация, аэротенк, биофильтр, биологическая очистка, ил, коммунальное хозяйство, циклотенк
Создание эффективных систем локальной биологической очистки сточных вод малых жилых комплексов, индивидуального жилья и объектов сервиса остается актуальным для развивающегося рынка продукции и услуг данного вида в современной России. Наиболее широкое применение нашли системы биологической очистки сточных вод проточного типа – аэротенки и биофильтры, работающие в квазистационарных режимах. Нестационарность работы последних проявляется лишь в неравномерностях колебаний расхода, состава сточных и т.п., имеющих суточный и сезонный характер. Эти колебания имеют, как правило, ограниченную амплитуду и не оказывают заметного влияния на рабочие параметры больших систем, применяемых на крупных станциях чистки сточных вод. Методы расчета параметров стационарных процессов в таких системах хорошо отработаны [7], а для нестационарных ограничено лишь изучением динамических откликов выходных параметров, характеризующих качество очистки, на флуктуации входных параметров сточной воды с целью определения оптимальных методов управления.
1. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Пер. с англ. В 2-х частях.. М.: Мир, 1989.
2. Губанов Н.Н., Иванов В.А. Методика пластики рельефа в территориальном планировании подземных коммуникаций // Сервис в России и за рубежом. 2011. №8 (27). old.rguts.ru/files/electronic_journal/number39/8.doc (дата обращения: 05.03.2014).
3. Губанов Н.Н., Иванов В.А., Крымская Е.Я., Есипов В.Е. Влияние внешних факторов на долговечность инженерных подземных коммуникаций // Сервис в России и за рубежом. 2013. № 1 (39). old.rguts.ru/files/electronic_journal/number39/7.doc (дата обращения: 05.03.2014).
4. Иванов В.А., Комаров Н.М., Крымская, Е.Я., Панова, М.В. Водные ресурсы России, модели метода их сохранения и вызовы проекта. [Электронный ресурс]: http://publ.naukovedenie.ru Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». 2013. № 6 (19). (дата обращения: 05.03.2014).
5. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Нгуен Суан Нгуен. Анализ и синтез систем водообеспечения химических производств. Учебное пособие для вузов. М.: Химия, 2002.
6. Николаев А.Н., Большаков Н.Ю. Модель биологической очистки городских сточных вод в системе аэротенк-вторичный отстойник // Вода и экология. 2001. № 4.
