CC BY
8Function Optimization. lnd. Eng. Chem. Res. 39(10) (2000) 3814-3822.
5. Забелин С.Л., Фроловский В.Д. Разработка и исследование моделей, методов и алгоритмов для синтеза и анализа решений задач геометрического покрытия. Новосибирск. Вестник СибГУТИ. №2 2013. с. 42-52.
6. Лебедев Б.К., Лебедев В.Б. Планирование на основе роевого интеллекта и генетической эволюции // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск "Интеллектуальные САПР". - 2009. - № 4 (93). - С. 25-33.
7. Курейчик В.В., Сороколетов П.В. Концептуальная модель представления решений в генетических алгоритмах // Известия ЮФУ. Технические науки. -2008. - № 9 (86). - С. 7-12.
8. Курейчик В.В., Курейчик В.М., Родзин С.И. Концепция эволюционных вычислений, инспирированных природными системами // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2009. - № 4 (93). - С. 16-24.
9. Курейчик В.В., Полупанова Е.Е. Эволюционная оптимизация на основе алгоритма колонии пчел // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2009. - № 12 (101). - С. 41-46.
10. Пушкарева Г. В., Фроловский В. Д. Автоматизированное проектирование оптимальных траекторий движения исполнительного инструмента тепловой резки металла на оборудовании с ЧПУ // Материалы Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии». - Новосибирск: НГТУ, 2003. Том 1. - с.149-152.
11. Фроловский В. Д. Решение задачи поиска гамильто-нова цикла на отрезках методом муравьиных колоний // Труды 15-й Международной конференции по компьютерной графике и ее приложениям "ГРА-ФИКОН - 2005" (20-24 июня 2005 года). Новосибирск. Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН. С. 207-210.
К ВОПРОСУ УДАЛЕНИЯ ФОСФАТОВ ИЗ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД
Колова Алевтина Фаизовна
кандидат хим.наук, доцент, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
Григорьев Юрий Сергеевич
кандидат биол. наук, профессор, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
Пазенко Татьяна Яковлевна кандидат тех. наук, доцент, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
TO THE REMOVAL OF PHOSPHATE FROM MUNICIPAL WASTEWATER
Kolova Alevtina, Candidate o f Science, assistant professor, Siberian Federal University,
Grigoriev Yuri, Candidate o f Science, professor, Siberian Federal University
Pazenko Tatuyna, Candidate o f Science, assistant professor, Siberian Federal University
АННОТАЦИЯ
Исследована целесообразность применения реагентного метода для удаления фосфатов из городских сточных вод. Эксперимент проводился на натурных стоках канализационных очистных сооружениях г. Красноярска. Проверена эффективность введения разных типов и доз реагентов в различные точки технологической схемы (в осветленную воду, в распределительную чашу вторичных отстойников, в сточную воду после биологической очистки). Проверено влияние добавок реагентов на седиментационные и водоотдающие свойства ила. Наилучшие результаты получены при введении хлорного железа в дозе 12 мг/л на стадии доочистки. Определено влияние добавок реагентов на изменение токсичности сточных вод.
ABSTRACT
Investigated the feasibility of applying reagent method for phosphate removal from municipal wastewater. The experiment was conducted on full-scale wastewater sewage treatment plants of Krasnoyarsk. Tested the effectiveness of different types and doses of reagents in various different points of the technological scheme (in the clarified water distribution in a bowl of secondary settling tanks in wastewater after biological treatment). Checked the effect of the addition of reagents on sedimentation and vodoohda properties of the sludge. The best results are obtained with the introduction of ferric chloride at a dose of 12 mg/l at the stage of purification. Determined the effect of the addition of reagents on the change of toxicity of wastewater.
Ключевые слова: городские сточные воды, эвтрофикация, биогенные элементы, азот, фосфор, дефосфота-ция, каогулянты, седиментационные свойства активного ила, водоотдающие свойства ила.
Key words: urban wastewater, eutrophication, nutrients, nitrogen, phosphorus, dephosphatization, coagulant, settleability of activated sludge, vodoohda properties of the sludge.
Особенность настоящего периода в развитии техники и технологии очистки сточных вод заключается в изменении приоритетов в оценке качества очищенной воды. В качестве основных определяющих показателей
выступают соединения азота, а также соединения фосфора. Эти биогенные элементы возбуждают процессы эв-трофикации в водных объектах. Причем, лимитирующим
фактором процесса эвтрофикации водоемов является фосфор.
Для извлечения фосфора из сточных вод могут быть использованы физико-химические, химические и биологические методы, а также их комбинация
В лаборатории кафедры инженерных систем зданий и сооружений Сибирского федерального университета была исследована возможность применения реа-гентного удаления фосфатов из городских сточных вод. Исследования проводились на натурной воде правобережных городских канализационных очистных сооружений (КОС) г. Красноярска.
Технологическая схема КОС включает решетки, песколовки горизонтальные с круговым движением воды, преаэраторы, первичные радиальные отстойники, аэро-тенки, вторичные радиальные отстойники, обеззараживание УФ - облучением. Осадок первичных отстойников и избыточный активный ил обезвоживаются на иловых площадках. В стадии пуска находится цех механического обезвоживания смеси осадка и ила на центрифугах (де-кантерах).
Исследовалась эффективность введения реагентов на различных этапах очистки: в осветленную сточную воду; на стадии биологической очистки (реагент вводился в распределительную чашу вторичных отстойников) и на стадии доочистки (в биологически очищенную сточную воду).
Были исследована эффективность применения таких реагентов, как сульфат железа FeSO4, хлорид железа FeCl3, сульфат алюминия, полиоксихлорид алюминия
Результаты биотестирова^
ПОХА, оксихлориды алюминия с различным соотношением алюминия к хлору (Al/Cl=1,74 и Al/Cl=1,83)
Коагулянты вводились в виде растворов, содержащих 1 мг металла в 1 мл воды, в различных дозах, с целью подбора оптимальных. Дозы подбирались путем увеличения и уменьшения от рекомендованных в литературе.
На основании проведенных исследований было сделано заключение, что наиболее целесообразно вводить реагент на стадии третичной очистки (в сточную воду после вторичных отстойников, так как в этом случае не будет негативного воздействия реагента на окислительные свойства ила. В пользу этого решения свидетельствует и тот факт, что положительные стороны введения реагента в осветленную воду и в распределительную чашу вторичных отстойников (а именно, улучшение седиментацион-ных и водоотдающих свойств ила) эксперементом не подтвердились.
Из опробованных коагулянтов наиболее эффективным оказался хлорид железа в дозе 12 мг/л.
Для выявления влияния добавок реагентов на экосистему р.Енисей была оценена токсичность осветленной СВ с добавками FeSO4 и без добавок, а также токсичность СВ сбрасываемой в р. Енисей с добавками FeCl3 и без добавок.
Токсичность проверялась на двух тест объектах: культуре водоросли хлорелла и дафниях по стандартным методикам, приведенным в приложении 1.
Результаты биотестирования приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
I на Chlorella vulgaris Beijer
Дата биоте-сти-рования Место отбора проб Оценка тестируемой пробы Качество воды Величина токсичной кратности разбавления
02.04.2013 После первичного отстойника Оказывает стимулирующее действие Токсичная 13,5 раз
02.04.2013 После первичного отстойника, внесен FeSO4 Оказывает стимулирующее действие Сильно-токсичная более 81 раз
02.04.2013 После вторичного отстойника Оказывает токсическое действие Слабо-токсичная 1,3 раза
02.04.2013 После вторичного отстойника, внесен FeCl3 Оказывает стимулирующее действие Токсичная 12 раз
Результаты биотестирования на хлорелле показали, что хлорное железо и сульфат железа после внесения в сточные воды усиливают стимулирующее действие на рост культуры хлореллы. Чтобы снять эффект стимуля-
_Результаты биотестирова
ции воду необходимо разбавить в соответствующее количество раз (см табл.1). Для установления причины увеличения стимуляции роста водоросли хлорелла после внесения коогулянтов в сточную воду необходимо провести дополнительные исследования.
Таблица 2.4
r на Daphnia magna Straus_
Дата биотестирования Место отбора проб Продолжительность наблюдения (ч, сут) Оценка тестируемой пробы
02.04.2013 После первичного отстойника 48 часов Не токсичная
02.04.2013 После первичного отстойника, внесен FeSO4 48 часов Не токсичная
02.04.2013 После вторичного отстойника 48 часов Не токсичная
02.04.2013 После вторичного отстойника, внесен FeCl3 48 часов Токсичная: БКР10=17 раз ЛКР50=1,3 раз
Результаты биотестирования (таблица 2) на дафниях свидетельствуют о том, что добавки FeSO4, сама осветленная вода и сточная вода после биологической
очистки для дафний не токсичны. Добавки FeCl3 оказывают токсичное действие на дафний и для снятия токсичности пробу надо разбавить по показателю ЛКР50 в 2 раза, по показателю БКР10 в 17 раз. Учитывая разбавляющую
способность р. Енисей, можно говорить о том, что применение реагентного метода удаления фосфатов не окажет токсического воздействия на гидробионтов р. Енисей. Тем не менее, при выборе типа и дозы реагента необходимо учитывать увеличение токсичности сточных вод при физико-химическом удалении фосфатов.
Литература
1. Серпокрылов, Н. С. Физико-химические методы де-фосфотации биологически очищенных сточных вод // Изв. Вузов: Строительство. 2002. №6.
2. Экология очистки сточных вод физико-химическими методами / Серпокрылов, Н. С. [и др.]. Издательство Ассоциации строительных вузов., 2009. 264 с.
3. Григорьев Ю.С., Шашкова Т.Л. Методика измерений количества дафний (Daphnia magna Straus) для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 ПНД Ф Т 16.1:2:2.3:3.9-06 (издание 2014 г.), 39 с.
4. Григорьев Ю.С. Методика измерений оптической плотности культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.10-04 ПНД Ф Т 16.1:2:2.3:3.7-04 (издание 2014 г.), 36 с.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ
ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
Коростелев Данила Борисович
Студент национального исследовательского технологического университета "Московский институт
стали и сплава"
INTELLIGENT MATCHING SYSTEM TECHNOLOGY FOR UTILIZATION OF ASSOCIATED PETROLEUM GAS Korostelev Danila, Student National Research Technological University "Moscow Institute of Steel and Alloys"
АННОТАЦИЯ
Создана интеллектуальная система выбора технологии утилизации попутного нефтяного газа. Для решения данной задачи выбора технологии утилизации ПНГ была выбрана продукционная модель, представляющая собой наиболее эффективную и широко используемую модель представления знаний в системах искусственного интеллекта. В результате создания интеллектуальной системы было достигнуто: повышение эффективности утилизации нефтяного газа на концевых ступенях сепарации; снижение объемов сжигаемого нефтяного газа концевых ступеней сепарации; повышение уровня извлечения ценных компонентов попутного нефтяного газа.
ABSTRACT
Building intelligent system technology selection for utilization of associated petroleum gas. To solve the problem of the choice of technology for utilization of associated gas, production model was chosen because it is the most effective and widely used model of knowledge representation in artificial intelligence systems. As a result of the creation of the intellectual system was increased efficiency of utilization of associated gas terminal stages of separation; reduced volumes of flared gas terminal stages of separation and increase the recovery of valuable components of.
Ключевые слова: интеллектуальная система, попутный нефтяной газ, технология утилизации.
Keywords: intelligent system, associated gas utilization technology.
Газ, извлекаемый из скважин вместе с сырой нефтью, является ценным источником сырья для химической промышленности. Попутный нефтяной газ (ПНГ) - это "кладовая" такого вида топлива, как пропан-бутан, количество которого на внутреннем рынке России год от года все сокращается, а потребность, как автомобильного топлива не падает.
Нефтяным компаниям необходимо решать проблему с выбросами газа в атмосферу, и, поддержанные российским законодательством, компании сжигают ПНГ. В результате безвозвратно теряется ценнейшее сырье, а окружающей среде наносится непоправимый урон.
Цель работы - обоснование эффективности создания интеллектуальной системы выбора технологии утилизации попутного нефтяного газ.
Традиционно принятая в России схема утилизации
нефтяного газа предполагает строительство крупных газоперерабатывающих заводов (применяемая на них технология экономически эффективна лишь на крупных производствах), строительство разветвленной сети газопроводов для сбора и доставки нефтяного газа. Реализация традиционной схемы требует значительных капитальных затрат и времени и, как показывает опыт, практически всегда на несколько лет не успевает за освоением месторождений. Другим недостатком этой схемы является низкая эффективность утилизации нефтяного газа концевых ступеней сепарации, вследствие чего даже на обустроенных месторождениях продолжают сжигать нефтяной газ концевых ступеней сепарации, где находятся наиболее ценные компоненты. Таким образом, традиционная схема утилизации нефтяного газа обладает следующими недостатками: требует значительных средств и времени для реализации; не предусматривает утилизацию нефтяного
