Научная статья на тему 'Исследования нестационарных периодических процессов аэробной очистки сточных вод ЖКХ активным илом в циклотенках'

Исследования нестационарных периодических процессов аэробной очистки сточных вод ЖКХ активным илом в циклотенках Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
259
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
АЭРАЦИЯ / АЭРОТЕНК / БИОФИЛЬТР / БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА / ИЛ / КОММУНАЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО / ЦИКЛОТЕНК / AERATION / AEROTANK / BIOLOGICAL FILTER / BIOLOGICAL TREATMENT / SLUDGE / COMMUNAL FACILITIES / CYCLOTANK

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Лебедев Владимир Владимирович, Губанов Николай Николаевич, Тыгер Любовь Михайловна

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Лебедев Владимир Владимирович, Губанов Николай Николаевич, Тыгер Любовь Михайловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH INTO TRANSIENT PERIODIC PROCESSES OF WASTEWATER CYCLOTANK AEROBIC TREATMENT WITH BIOLOGICAL SLUDGE

The authors consider the theoretical pre-conditions for developing a model of transient periodic processes of communal wastewater aerobic treatment. The logical-mathematical model is based on the patters of cell growth kinetics and biochemical transformations of organic substances in the course of cell metabolism regulated by enzyme catalysis. The authors introduce the concept of the temporal structure of the operation cycle, consider the restrictions on the length of operations, the peculiarities of process description determined by individual phases of the process and parameter integration conditions observed during different phases.

Текст научной работы на тему «Исследования нестационарных периодических процессов аэробной очистки сточных вод ЖКХ активным илом в циклотенках»

стр. 117 из 233

УДК 628 DOI: 10.12737/4857

ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ЖКХ АКТИВНЫМ ИЛОМ В

ЦИКЛОТЕНКАХ

Лебедев Владимир Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры

сервиса, voval matr@mail.ru,

Губанов Николай Николаевич, старший преподаватель кафедры сервиса,

gubanov.nik@yandex.ru,

Тыгер Любовь Михайловна, кандидат химических наук, доцент, lyutyger@yandex.ru,

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», Москва, Российская Федерация

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.

Ключевые слова: аэрация, аэротенк, биофильтр, биологическая очистка, ил, коммунальное хозяйство, циклотенк

стр. 118 из 233

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.

Опыт стационарных процессов биологической очистки в установках проточного типа перенесен и на малые установки, несмотря на то, что здесь на снижение качества очистки сильнее сказывается влияние амплитуды различных флуктуаций. На малых объектах водоотведения ее значения значительно выше.

Известен опыт применения установок небольшой производительности с аппаратами периодического действия для аэробной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом в Германии. Однако в литературе отсутствуют опубликованные методики инженерных расчетов таких сооружений, хотя и не встречаются негативные отзывы на эффективность таких систем очистки. Кроме того, имеются достаточно веские основания предполагать, что системы очистки такого типа окажутся эффективнее и поэтому более предпочтительны к применению на малых объектах водоотведения.

Разработанные в лаборатории «Очистные установки и сооружения» ИЭРиОС блочные установки могут представлять интерес для потенциальных потребителей данного сегмента рынка. Среди них:

• установки типа "Триос", в составе которых применяются аппараты -фильтротенки для глубокой очистки и доочистки сточных вод, протекающих при биофильтрации в слоях аэрируемой затопленной загрузки;

• блочные установки типа "Триос ЦФ", в составе которых имеются аппараты -аэротенки циклического действия (циклотенки) и фильтротенки.

2

СНиП 2.04.03--85. «Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения». М.: ЦИТП, 1986.

стр. 119 из 233

Теоретические предпосылки исследований

Установки аэробной биологической очистки периодического действия, или периодические аэротенки - циклотенки, включают в себя аппараты переменного рабочего объема, в которые в течение рабочего цикла поступает сточная вода на биологическую очистку активным илом. По окончании заполнения и завершении каждого цикла очистки аппарат разгружают: отводят очищенную сточную воду и отдельно - осадок.

При наличии достаточно интенсивной аэрации в первом приближении можно считать такой аппарат аэробным биореактором полного смешения с переменным объемом [1]. В качестве допущения можно принять постоянство концентрации растворенного кислорода в рабочем объеме и во времени. Для нестационарного процесса аэробной очистки сточных вод активным илом в аппарате полного смешения имеем модель [2]

dX

v- Xo +Д( X, Q )• X-V=v • X+V ■—

dt

v- SO -aS -rfS, X, Cl ) ■ X ■ V=v- S+V ■—

dt

}

(1),

где v - объемная скорость потока сточных вод, м3/ч;

V - рабочий объем, м3;

t - время, ч;

S - концентрация обобщенного загрязнителя в рабочем объеме, г БПК/м3;

X - концентрация микроорганизмов активного ила, или доза активного ила в рабочем объеме, г активного ила/м3;

So, XO - концентрация обобщенного загрязнителя и доза активного ила в потоке поступающих в аппарат сточных вод соответственно;

CL=const - концентрация растворенного кислорода в рабочем объеме, г/м3 (это условие заменяет уравнение нестационарного баланса растворенного кислорода, присоединенное к системе уравнений модели в первоисточнике [2], что отвечает принятому ранее упрощающему допущению;

^(S,X,CL) - удельная скорость роста микроорганизмов активного ила, г/м3ч;

aS - стехиометрический коэффициент утилизации органических загрязнений, г БПК/

г ила.

Первое уравнение системы (1) описывает нестационарный динамический баланс концентрации микроорганизмов активного ила, а второе уравнение - динамический баланс обобщенного органического загрязнения сточных вод. Легко доказать, что система может быть применена как для открытых систем проточного типа, где V=const, а v, XO и

стр. 120 из 233

So могут быть переменными во времени; так и для систем периодического действия, в которых все указанные величины могут быть переменными во времени, а рабочий объем -неубывающая функция времени.

То, что в динамическом балансе клеточного роста неучтен механизм отмирания клеток микроорганизмов активного ила - так называемый процесс самоочищения активного ила, является недостатком модели (1). Более детально и точно описывают процессы клеточного роста и самоочищения микроорганизмов активного ила, утилизации им органических загрязнений кинетические уравнения модели Герберта [1,7]

dS d t dX d t

= -а -ц = М

S - X m - K1 + S S - X

- K 2 - X

}

K1 + S (2).

В модели Герберта (2) удельная скорость роста микроорганизмов активного ила -первый член в правой части второго уравнения описывается формулой Моно [2; 3], скорость самоочищения пропорциональна дозе активного ила - второй член правой части второго уравнения. Таким образом, второе уравнение модели (2) дает описание суммарной скорости микробиологического баланса. Эта скорость может быть положительной, отрицательной или равной нулю, а скорость утилизации органических загрязнений описывается первым уравнением. Она пропорциональна скорости клеточного роста: в качестве коэффициента пропорциональности выступает стехиометрический коэффициент а. Коэффициенты уравнений в модели (2) предлагается определять экспериментально в зависимости от вида сточных вод. Вавилин и Мозер [2] экспериментально определили значения коэффициентов модели (2) (табл. 1), однако не указали точное происхождение и тип исследованных сточных вод, поэтому приведенные данные могут служить примерным ориентиром.

Таблица 1

Экспериментальные значения коэффициентов модели

Автор ч а, г БПК/г ила К1, г БПК/м3 К2, ч-1

Вавилин 0,11 2 100 0,005

Мозер 0,09 1,67 400 0,02

Можно заметить, что введение в модели (1) и (2) функции удельной скорости утилизации обобщенного органического загрязнения сточных вод в виде:

p(S,X,CL)=as>(S,X,Cb) (3)

стр. 121 из 233

позволяет выразить скорость клеточного роста через функцию скорости утилизации обобщенного загрязнителя

lXS,X,CL)=Ys'p(S,X,CL) ,

(4)

где YS=as-1 - стехиометрический коэффициент прироста активного ила, г ила/г

БПК.

Моделирование установившихся периодических процессов аэробной биологической очистки

Циклотенк представляет пару аппаратов аэробной биологической очистки периодического действия, находящиеся в противофазном режиме работы: в момент, когда в одном аппарате рабочий цикл завершается сливом, а в другом начинается заполнение. Обобщенно рабочий цикл можно представить состоящим из 4-х фаз: заполнение, сохранение постоянного объема, отстаивание, слив. Фазы заполнения и постоянного объема объединяются в фазу аэрации, причем в рассматриваемой модели фаза постоянного объема может отсутствовать. Условием, необходимым для организации непрерывной работы циклотенка, является неравенство

tз > tc + tj +10 , (5)

где t3, tC, ti, to - время заполнения, постоянного объема, отстаивания и слива. Отношение продолжительности фазы постоянного объема и фазы заполнения назовем коэффициентом структуры временного цикла фазы аэрации, или просто структурным коэффициентом

т = •

t

c

t

3

(6)

причем из-за необходимости выполнения условия (5) - 0 < т < 1 длительность фазы аэрации и ее составляющих с учетом (6) связаны соотношениями

t • = 13 + tc

air 3 C

t •

u. ____ air

1 + т

t = tair • T c 1 + T

Модель процесса биологической очистки сточных вод в циклотенке в фазе аэрации строим на основе модели (1) с учетом по модели Герберта (2) скорости

самоочищения активного ила, применяя замену уравнения скорости клеточного роста

стр. 122 из 233

уравнением скорости утилизации органических загрязнений по формуле (4). Для фазы

заполнения модель принимает вид

d=D-(So-S)-PS,X,CL )• X d t

— = D^(XO - X)+i •d(S,X,Cl )• X-— • X

dt V O ' 100^ ' 24

}

(7)

где t - время, ч.;

S, So - концентрация органического загрязнения в рабочем объеме и в поступающих сточных водах, мг БПК/л;

X, XO - доза активного ила в рабочем объеме и в поступающих сточных водах, г/л;

Сь - концентрация растворенного кислорода в объеме, мг/л;

YS - стехиометрический коэффициент прироста активного ила, г ила/г БПК;

b - коэффициент скорости самоочищения активного ила, сут-1;

D - коэффициент разведения, ч-1.

Коэффициент разведения определяется как отношение объемной скорости, или объемного расхода поступающих в циклотенк сточных вод к рабочему объему [2; 3].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В случае системы с переменным объемом коэффициент разбавления - величина, зависящая от времени. Если объемный расход поступающих в циклотенк сточных вод принять постоянным, то выражение зависимости коэффициента разведения от времени в фазе заполнения примет вид v

D = ^

V V . + v • t

т т min 1 ’ 1

(8)

где Vmin - минимальный начальный рабочий объем, м3; v - объемный расход поступающих сточных вод, м3/ч. t - время, ч.

Если принять минимальный рабочий объем кратным объемному расходу, те.: Vmin = k • v, где k - кратность начального заполнения рабочего объема, ч-1, то

выражение (8) преобразуется к виду D

1

k +1

При организации рециркуляции активного ила из внешнего аппарата кратность

разведения определяется по формуле:

D

1 + R

k + (1 + R)t ,

где R

коэффициент

рециркуляции активного ила.

стр. 123 из 233

Коэффициент рециркуляции активного ила определяется дозой активного ила в поступающих сточных водах и дозой уплотненного активного ила во внешнем аппарате

R

X

O

Xr - Xo

где Xo, XR - доза активного ила в потоке и во внешнем уплотнителе, из которого подают иловую смесь на рециркуляцию.

При отсутствии рециркуляции коэффициент рециркуляции и доза активного ила в потоке будут равны нулю. Первый член в правой части второго уравнения модели (7) возрастет по модулю и примет отрицательный знак, что приводит к увеличению скорости снижения дозы активного ила в системе. Вводя рециркуляцию, можно контролировать скорость снижения дозы активного ила, добиваясь более высоких скоростей и глубины очистки.

Доза активного ила в уплотненном состоянии определяется его иловым индексом

по формуле X R

1000

I

где I - иловый индекс, см3/г;

XR - доза уплотненного активного ила, г/л.

В общем случае при рециркуляции будет изменяться концентрация органических

„ or SO + R • SR

загрязнений, поступающих в аппарат: SO =

1 + R

где SOR - концентрация органических загрязнений в поступающих на очистку

сточных водах после смешения исходных сточных вод с подаваемой на рециркуляцию иловой смесью, в которой в общем случае могут быть остаточные органические загрязнения с концентрацией S R .

Удельная скорость окисления органических загрязнений описывается модифицированным уравнением кинетики ферментативных реакций типа Михаэлиса-Ментена [2; 3]:

p(S,X,CL )

S • CL

1

S• Cl + Ks • Cl + Ko • Cl 1 + ф- X

(9)

где pm - максимальная скорость окисления органических загрязнений, мг БПК/(г илач); KS - константа, характеризующая свойства органических загрязнений, мг/л;

КО - константа, характеризующая влияние кислорода, мг/л; ф - коэффициент ингибирования процесса продуктами распада ила, л/г.

стр. 124 из 233

При численном моделировании были приняты3 коэффициенты уравнения (9), полученные для сточных вод городского типа, наиболее близкие по составу органических и прочих загрязнений хозбытовым сточным водам. Значения условно принимаются к расчету ввиду отсутствия подобных данных для сточных вод малых объектов водоотведения жилого сектора и сервиса (табл. 2.).

В фазе постоянного объема v=0 и D=0.

Поэтому модель (7) видоизменяется:

dS d t dX d t

-p(S,X,CL )• X

•p(S,X,CL )• X- — • X

1 000 V L 24

}

(10).

Таблица 2.

Параметры расчетной модели (7) и (9)

Параметр Единица измерения Значение

1. Стехиометрический коэффициент прироста активного ила, YS [1] г ила/г БПК 0,45

2. Коэффициент скорости самоочищения активного ила, b[1] сут-1 0,2

3. Максимальная скорость окисления органических загрязнений, pm мг/(гч) 85

4. Константа, свойств органических загрязнений, KS мг/л 33

5. Константа, характеризующая влияние кислорода, Ко мг/л 0,625

6 Коэффициент ингибирования процесса продуктами распада ила, ф л/г 0,07

Примечания: значения 3-5 из СНиП 2.04.03-85. «Строительные нормы и правила.

Канализация. Наружные сети и сооружения». М.: ЦИТП, 1986.

Особенность процесса в циклотенке в фазе заполнения состоит в том, что происходит разбавление системы активного ила, снижающее его дозу. После фазы отстаивания и слива в минимальном остаточном рабочем объеме находится уплотненный активный ил в зависимости от илового индекса (табл. 3). Эта доза является начальным значением в последующей фазе заполнения.

3

СНиП 2.04.03-85. «Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения». М.: ЦИТП, 1986.

стр. 125 из 233 Таблица 3

Доза уплотненного активного ила

I, см3/г 80 100 120 150

Xr, г/л 12,5 10 8,3 6,7

В подобных системах активного ила согласно имеющимся сведениям наблюдается склонность активного ила к хорошему осаждению и уплотнению при отстаивании, что позволяет обеспечивать достаточно высокие начальные дозы активного ила в системе (> 10 г/л), то есть в начале фазы заполнения следующего рабочего цикла.

Системы (7) и (10) представляют собою системы нелинейных дифференциальных уравнений 1-го порядка для нахождения функций S(t) и X(t). Ввиду значительной нелинейности получение аналитических решений даже в форме рядов не представляется возможным. Подлежит интегрированию лишь система (10) для фазы постоянного объема в предположении постоянства дозы активного ила Xc=const. В дальнейшем будет показано, что такое допущение возможно, причем интеграл первого уравнения системы будет иметь вид неявной функции S от t

(

K

1 KSH -S)+ Ks • In

Г s

v cl

H

Pm • X(

S

• t,

1 + ф • Xc

где Sh - начальное в фазе значение концентрации обобщенного органического загрязнения, мг/л. В общем случае, используя метод Рунге-Кутта, решение систем можно получить численно.

Поведение решений системы (7) в общем случае зависит от начальных значений концентрации органических загрязнений и дозы активного ила и на характере решений отражается влияние значений концентраций загрязнений и дозы ила в потоке сточных вод, концентрации растворенного кислорода и функции коэффициента разведения, величина которого определяется отношением минимального начального объема к расходу сточных вод, то есть кратностью начального заполнения.

Поведение решений системы (10) зависит от начальных условий - начальной концентрации загрязнений и дозы активного ила - и от концентрации растворенного кислорода в системе. При моделировании фазы аэрации в циклотенке как двух последовательно протекающих фаз заполнения и фазы постоянного объема (при т^0) необходимо обеспечивать следующие условия непрерывности процесса (сшивка граничных условий): S3(t3)=SC(0) , X3(t3)=XC(0), где S3, Sc - конечная концентрация загрязнений в фазе заполнения и начальная концентрация загрязнений в фазе постоянного

стр. 126 из 233

объема; X3, XC - конечная доза активного ила в фазе заполнения и начальная доза активного ила в фазе постоянного объема.

При такой постановке условий конечные значения концентрации загрязнений и дозы активного ила будут определяться начальными условиями и характером решений. Начальные условия задачи представляются в общем виде следующим образом:83(0)=83о и

Хз(0)=хзо.

Конечные значения искомых функций - в конце фазы аэрации - можно формально представить в виде следующих функций:

Sk=F(S30, X3o,So,Xo,t3,tc,CL,k,R) (11),

Xk=G(S30, X30,SO,XO,t3,tC,CL,k,R) (12).

Функциональные зависимости вида (11) - (12) необходимо понимать символически как результат реализации некоторых численных алгоритмических процедур, составляющих ядро численной модели системы. К сожалению, записать эти функции в аналитическом виде не представляется возможным, хотя возможна аппроксимация численных откликов модели в виде функциональных регрессий в ограниченной области изменения факторов.

Для изучения технологических параметров работы циклотенков интересен основной класс решений для обработки сточных вод в фазе аэрации - это решения для установившегося периодического процесса в нестационарной системе активного ила. Для этих решений характерно равенство значений искомой функции - концентрации органического загрязнения в системе - в начале и в конце фазы аэрации. В то же время это не касается дозы активного ила - она в силу увеличения объема и сопутствующего разбавления снижается в фазе аэрации. Если присоединить к этой фазе еще фазу уплотнения, в которой происходит уплотнение и концентрирование активного ила, поиск установившихся значений для системы активного ила в начале и конце рабочего цикла станет логически завершенной и выполнимой задачей. Получение этих значений как функций других параметров процесса составляет главную задачу расчета. Система, согласно закономерностям, определяемым моделями (7) и (10), сама приходит в состояние установившегося периодического процесса. Система уравнений для определения установившихся значений искомых функций имеет вид функциональных тождеств, понимаемых как символическая запись реализуемого численно алгоритма решения

Sk=F(S30, So,Xo,t3,tC,CL,k,R)= S30 , (13)

Xki=G(S30, X30,So,Xo,t3,tC,ti,CL,k,R,....)= X30 , (14)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

из которых определяются искомые значения как функции Sk= S30=f(So,Xo,t3,tC,CL,k,R,.. .)= f\(So,Xo,tair,T,CL,k,R,...) ,

(15)

стр. 127 из 233

XkI = Хзо= g(So,Xo,t3,tc, tl,CL,k,R,_)= gi(So,Xo,tair,T, tl,CL,k,R,...) , (16) где XkI - доза активного ила в конце фазы уплотнения (отстаивания).

Преобразование функций f и g в функции f1 и g1 производим заменой переменных t3 и tc на tair и т согласно приведенным выше формулам. Можно сделать общий вывод относительно искомых параметров системы в установившемся периодическом процессе. Они зависят от следующих факторов:

• типа сточных вод;

• концентрации загрязнений и дозы активного ила в потоке сточных вод;

• продолжительности фазы аэрации;

• структурного коэффициента;

• кратности начального заполнения;

• коэффициента рециркуляции;

• концентрации растворенного кислорода и др.

Ввиду недостаточности знаний для полной математической формализации функциональных зависимостей для дозы активного ила (14) и (16) заменим эти условия параметрическим (вариантным) заданием начальных значений дозы активного ила, то есть в начале фазы заполнения. Таким образом, начальная доза активного ила из разряда искомой функции перешла в разряд варьируемых параметров. Этот подход можно использовать при определении условий работы подземных сетей ЖКХ [5].

Исследование влияния всех вышеперечисленных факторов на эффективность процесса очистки сточных вод в циклотенке и поиск оптимальных решений составляет основную задачу, решаемую с помощью разработанной модели [6] и рекомендации представленных положений.

Литература

1. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Пер. с англ. В 2-х частях. Ч. 1. М.: Мир, 1989.

2. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Пер. с англ. В 2-х частях. Ч. 2. М.: Мир, 1989.

3. 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/electronicJoumal/number39/8.doc (дата обращения: 05.03.2014).

4. 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.

стр. 128 из 233

2013. № 1 (39). old.rguts.ru/files/electronicJoumal/number39/7.doc (дата обращения:

05.03.2014).

5. 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).

6. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Нгуен Суан Нгуен. Анализ и синтез систем водообеспечения химических производств. Учебное пособие для вузов. М.: Химия, 2002.

7. Николаев А.Н., Большаков Н.Ю. Модель биологической очистки городских сточных вод в системе аэротенк-вторичный отстойник // Вода и экология. 2001. № 4.

RESEARCH INTO TRANSIENT PERIODIC PROCESSES OF WASTEWATER CYCLOTANK AEROBIC TREATMENT WITH BIOLOGICAL SLUDGE

Lebedev Vladimir Vladimirovich, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Service, voval matr@mail.ru,

Gubanov Nikolai Nikolaevich, Assistant Lecturer at the Department of Service,

gubanov.nik@yandex.ru.

Tyger Liubov' Mikhailovna, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russia Federation

The authors consider the theoretical pre-conditions for developing a model of transient periodic processes of communal wastewater aerobic treatment. The logical-mathematical model is based on the patters of cell growth kinetics and biochemical transformations of organic substances in the course of cell metabolism regulated by enzyme catalysis. The authors introduce the concept of the temporal structure of the operation cycle, consider the restrictions on the length of operations, the peculiarities ofprocess description determined by individual phases of the process and parameter integration conditions observed during different phases.

Keywords: aeration, aerotank, biological filter, biological treatment, sludge, communal facilities, cyclotank

References

1. Bailey, J., and Ollis, D.F. Biochemical engineering fundamentals. Moscow: Mir Publ., 1989.

2. Gubanov, N.N., and Ivanov, V.A. Metodika plastiki rel’efa v territorial’nom planirovanii podzemnykh kommunikatsii [Plastic shading methodology for the physical planning of

стр. 129 из 233

underground utility systems]. Servis v Rossii i za rubezhom [Service in Russia and Abroad]. 2011. № 8 (27). old.rguts.ru/files/electronic_joumal/number39/8.doc (Accessed on 05.03.2014).

3. Gubanov, N.N., Ivanov, VA., Krymskaia, E.Ia., and Yesipov, V. E. Vlianie vneshnikh faktorov na dolgovechnost’ inzhenernykh opdzemnykh konstruktsii [Influence of external factors on durability of engineering underground communications]. Servis v Rossii i za rubezhom [Service in Russia and abroad], № 1 (39). 2013. pp. 59—69. old.rguts.ru/files/electronic journal/number39/7.doc (Accessed on 05.03.2014).

4. Ivanov, VA., Komarov, N.M., Krymskaia, E.Ya., Panov, M. V. Vodnye resursy Rossii, modeli metoda ikh sokhraneniia i vyzovy proekta [Water resources of Russia, model of a method of their preservation and project calls].Naukovedenie [Science of science]. 2013, No. 6 (19): http://publ.naukovedenie.ru. (Accessed on: 05.03.2014).

5. Komissarov, Iu.A., Gordeev, L.S., and Nguen Suan Nguen. Analiz i sintez system vodobespecheniia khimicheskikh proizvodstv [Chemical industry water supply systems: analysis and synthesis]. Moscow: Khimiia Publ., 2002.

6. Nikolaev, A.N., and Bol’shakov, N.Iu. Model’ biologicheskoi ochistki gorodskikh stochnykh vod v sisteme aerotenk-vtorichnyi otstoinik [Model of biological treatment of municipal wastewater within the aero secondary tank]. Voda i ekologiia [Water and ecology]. 2001. № 4.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.