CC BY
35
Имитационное моделирование
работы сооружений биологической очистки сточных вод
С. В. Волосюк, С. А. Горносталь
Национальный университет гражданской защиты Украины,
Украина, г. Харьков
Проблеме возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с нарушением процессов сбора, передачи и очистки сточных вод в настоящее время уделяется большое внимание. К недостаткам традиционных технологий очистки сточных вод относятся большие объемы очистных сооружений (аэротенков и вторичных отстойников) и степень очистки, которая не всегда удовлетворяет современным требованиям к сбросу очищенных сточных вод в водные объекты. Для предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с попаданием неочищенных стоков в настоящее время предлагаются различные варианты [1-2]. Для исследования процессов, происходящих в сооружениях очистки, широко используются методы математического и имитационного моделирования. Это позволяет разработать рекомендации для предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных со сбросом в водоемы очищенных вод с концентрацией загрязнений, превышающих предельно допустимые значения, и улучшить состояние окружающей среды и защиты водоемов от загрязнений.
Для решения сложных задач управления процессами, происходящими в очистных сооружениях и борьбы с такими явлениями как вспухания и вынос ила, необходимо выбрать модель, которая будет описывать процесс биологического очистки в такой системе и должна учитывать следующие основные факторы, как многокомпонентность состава сточных вод и состав активного ила, зависимость свойств активного ила от условий проведения процесса очистки (скорости подачи сточных вод и наличия кислорода в аэротенке) механизмы создания и распада хлопьев активного ила.
Нами выбрана математическая модель процесса биологической очистки сточных вод [3] для разработки рекомендаций по повышению эффективности работы сооружений биологической очистки сточных вод. На основе рассмотренной математической модели процессов происходящих в аэротенке и выполненных исследований параметров работы разработан программный продукт «Исследование процесса биологической очистки сточных вод» (рис.) в среде математического пакета «MAPLE». Использование данного программного продукта позволяет выбрать режим очистки сточных вод на очистных сооружениях, при котором концентрация загрязнений в очищенной воде не будет превышать предельно допустимую концентрацию по органическим загрязнениям.
Рис. Общий вид программного продукта
Данный программный продукт позволяет имитировать протекание процесса биологической очистки сточных вод в аэротенке, при этом можно изменять значения расхода сточных вод, поступающих на очистку, концентрацию загрязнений в них, количество точек подачи сточных вод по длине аэротенка. Полученный программный продукт можно использовать для выбора варианта режима работы аэротенков в зависимости от показателей сточных вод на входе в аэротенк и активного ила. Применение результатов моделирования позволяет обеспечить соответствие параметров очищенной воды на выходе из сооружения нормативным для предупреждения возникновения чрезвычайной ситуации, связанной с попаданием в водоем недостаточно очищенных сточных вод.
Библиографический список
1. Жмур Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками / Н. С. Жмур - М. Акварос, 2003. - 512 с.
2. Нестеренко Е. В. Развитие стратегии очистки сточных вод / Е. В. Нестеренко, И. А. Шеренков // Научный вестник строительства. - 2009. -Вып. 54. - С.319-323.
3. Горносталь С. А. Практическое применение результатов моделирования процесса биологической очистки сточных вод в аэротенке промежуточного типа /С. А. Горносталь, Ю. В. Уваров // Сборник трудов 1 межот-расл. науч.-прак. конф. молодых ученых и спец. 27-28 марта 2012 г., г. Харьков - Х.: УкрГНТЦ «Энергосталь», 2012. - С. 438-441.
