CC BY
33
Кулюкин Андрей Александрович, аспирант кафедры «Строительное производство», Иркутский государственный технический университет, тел.: (3952) 40-50-71, 89500606995, e-mail: kulyukin_andrey@mail.ru
Кажарский Виталий Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции», Иркутский государственный технический университет, тел.: (3952) 40-51-37
Komarov A.K., Candidate of Technical Sciences, professor, Head of Building Technology Department, Irkutsk State Technical University, tel.: (3952) 40-53-20, 89025103123, e-mail: koma-rov@istu.edu
Kulyukin A.A, post-graduate, Building Technology Department, Irkutsk State Technical University, tel.: (3952) 40-50-71, 89500606995, e-mail: kulyukin andrey@mail.ru
Kazharskiy V.V., Candidate of Technical Sciences, associate professor, Building Constructions Department, Irkutsk State Technical University, tel.: (3952) 40-51-37
УДК 628.356
ВОЗДУШНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ЕРШОВОЙ ЗАГРУЗКИ В АЭРОТЕНКЕ В.Н. Кульков, О.В. Софарова, Е.Ю. Солопанов, И.А. Ясных
Приведена динамика концентрации свободноплавающего ила при воздушной регенерации ершовой загрузки различной объемной интенсивности. Определено время воздушной регенерации ершовой загрузки и максимальная эффективная интенсивность регенерации. Приведен калибровочный график зависимости свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки биореактора от интенсивности светового потока, проходящего через слой водно-иловой смеси в контрольном квадрате.
Ключевые слова: аэротенк, синтетическая загрузка типа «ерш», свободноплавающий ил, интенсивность воздушной регенерации.
AIR REGENERATION OF BROACH-TYPE CHARGING IN THE AEROTANK V.N. Kulkov, O.V. Sofarova, E.Yu. Solopanov, I.A. Yasnykh
Dynamics of concentration is shown regarding free-swimming sludge in the conditions of air regeneration of broach-type charging of different volume intensity. Time has been fixed for the air regeneration of broach-type charging and the maximum efficient intensity of regeneration has been described. Relation calibrating curve is given regarding free-swimming sludge in the volume of broach-type charging of the bioreactor and intensity of the luminous flux passing through the layer of the water-sludge mix in the square box under control.
Key words: aerotank, synthetical charging of the "broach "-type, free-swimming sludge, intensity of air regeneration.
Одним из направлений интенсификации биологической очистки сточных вод в аэро-тенке является увеличение дозы активного ила с помощью использования нейтральных носителей биоценоза. Использование носителей должно предусматривать их регенерацию, т.е. пе-
риодическое обновление биоценоза прикрепленного к носителю. В противном случае прикрепленный ил загнивает, что вызывает вторичное загрязнение очищенных сточных вод. В технической литературе описываются различные методы очистки инертных носителей от прикрепленной биомассы. Это трудоемкая процедура промывания носителей струей воды при опорожнении аэротенков, регенерация дополнительной воздушной аэрацией [1] или промывкой обратным током воды при использовании волокнистой загрузки в конструкции руслового оголовка при водоподготовке [2]. Правильно подобранная регенерация инертной загрузки по длительности значительно повышает эффективность работы биореактора.
100 150 200
Интенсивность освещенности Л , люкс
300
Рис. 1. Зависимость свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки от интенсивности освещенности
Для определения концентрации свободноплавающего (СП) активного ила в центральной части объема ершовой загрузки, находящейся в биореакторе применили метод калибровочного графика - интенсивность освещенности от концентрации СП ила (рис. 1).
1
шт
ивишррш
|Г: ШпА г. € IX 3
2
---И-:-- 1' * /
4 •
4
II
Рис. 2. Измерение интенсивности света, проходящего сквозь водно-иловую смесь
в контрольном квадрате: 1 - хлопья коагулированного ила; 2 - направляющая рейка; 3 - люксметр НТ 307; 4 - трубка сифона для водно-иловой смеси; 5 - диспергированный активный ил
5
а б
В Ь
Рис. 3. Отбор и взвешивание водно-иловой смеси из биореактора
Для построения калибровочного графика измеряли люксметром НТ 307 интенсивность светового потока проходящего через слой водно-иловой смеси в контрольном квадрате (рис. 2). Одновременно отбирали водно-иловую смесь с помощью сифона в мерную колбу объемом 0,5 л (рис. 3 а). Для одного контрольного квадрата процедура повторялась 10 раз для получения среднеарифметического значения. По разности массы мерной колбы с водой и с водно-иловой смесью определяли концентрацию свободноплавающего ила в контрольном квадрате (рис. 3 б). Общая концентрация ила в биореакторе определялась при добавлении активного ила отобранного из вторичного отстойника Правобережных КОС г. Иркутска. Результаты измерений для одного контрольного квадрата приведены в табл. 1.
Таблица 1
№ п/п Масса колбы с илом, г Масса колбы с водой без ила, г Масса ила в колбы, г Концентрация СП ила в контрольном квадрате, г/л Показания люксметра, люкс
1 602,44 602,04 0,45 0,9 172
2 602,54 602,04 0,5 1 172
3 602,24 602,04 0,2 0,4 172
4 602,44 602,04 0,4 0,8 172
5 602,34 602,04 0,3 0,6 172
6 602,24 602,04 0,2 0,4 172
7 602,34 602,04 0,3 0,6 172
8 602,34 602,04 0,3 0,6 172
9 602,34 602,04 0,3 0,6 172
10 602,34 602,04 0,3 0,6 172
Среднее значение 0,65 172
Изучение воздушной регенерации синтетической инертной загрузки проводили на физической модели биореактора установки, схема которой описанаранее [3].
В модельную ячейку помещались синтетические водоросли типа «Ерш», укрепленные на раме, изготовленной из нержавеющей стали. Водоросли крепились к раме вертикально с шагом 100 мм, чтобы на 1 м3 объема модельной ячейки приходилось в среднем 50 погонных метров «ершей». В модели они размещались на 0,12 м выше дна и на 0,1 м ниже поверхности водно-иловой смеси, что необходимо для движения жидкости в основном циркуляционном контуре. В ячейке размещались 7 вертикальных «ершей» длиной 0,62 м и диаметром 120 мм. Общая длина ершовой загрузки составляла 4,34 м. Таким образом, лишь 35 % объема модели аэротенка было занято синтетическими водорослями. Над мелкопузырчатым аэратором и с правой стороны модельной ячейки (0,15 м) ершовая загрузка отсутствовала. Люксметр устанавливали стационарно с координатами: от правой стенки модели 0,72 м, от днища модели 0,56 м, и контролировали интенсивность света в контрольном квадрате между вертикальными синтетическими водорослями.
Активный ил, находящийся в биореакторе с концентраций 0,41 г/л, оседал на синтетических водорослях, распределяясь по ним относительно равномерно гидродинамическим потоком основного циркуляционного контура. Средняя скорость в поверхностном слое потока жидкости составляла 0,6-0,65 м/с и обеспечивалась мелкопузырчатым аэратором установленным в левом нижнем углу биореактора. Удельная интенсивность аэрации водно-иловой смеси составляла 5,41 м3/м2ч.
Необходимо отметить основную особенность работы биореактора с синтетической ершовой загрузкой - увеличение концентрации коагулированного активного ила в объеме ершевой загрузки и обеднение основного циркуляционного контура диспергированным активным илом.
Для достижения квазистационарного процесса осаждения ила на ершовой загрузке проводили несколько воздушных регенераций и, контролируя процесс во времени, определяли концентрацию свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки при различной интенсивности удельной воздушной регенерации (рис. 4).
п
С □
О
в а
Ее
о
I
£
20
40
60
80 100 Время, минуты
120
140
160
180
Рис. 4. Динамика концентрации свободноплавающего ила при различной объемной интенсивности
воздушной регенерации ершовой загрузки: 1 - процесс осаждения на ершах; 2 - процесс регенерации; 3 - время регенерации 5 минут
0
Время воздушной регенерации, несмотря на различную удельную интенсивность, равнялось 5 минутам. Из рис. 4 видно, что нет необходимости проводить воздушную регенерацию более пяти минут.
В момент регенерации концентрация СП ила в объеме ершовой загрузки достигала 1,07 г/л при интенсивности регенерации 14,25 м3/м3ч и 0,88 г/л при меньшей интенсивности воздушной регенерации равной 2,5 м3/м3ч.
Обрабатывая результаты, приведенные на рис. 4, можно построить очень информативную зависимость концентрации свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки от удельной интенсивности воздушной регенерации (рис. 5). Зависимость имеет экспоненциальный характер с выходом на постоянное значение концентрации свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки ~ 1,07 г/л при интенсивности регенерации равной ~ 8 м3/м3ч.
Интенсивность воздушной регенерации, м3/м3ч
Рис. 5. Зависимость концентрации свободноплавающего ила в объеме ершовой загрузки (во время регенерации) от интенсивности воздушной регенерации
Таким образом, проводить воздушную регенерации ершовой загрузки в аэротенке целесообразно в течение 5 минут с интенсивностью, непревышающей 8 м3/м3ч.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воронов Ю.В., Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод : учебник для вузов. М. : Изд-во АСВ, 2006. 704 с.
2. Журба М.Г., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Том 2. Улучшение качества воды : учебник для вузов. М. : Изд-во АСВ, 2010. 544 с.
3. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Софарова О.В. Кинетика осаждения активного ила на синтетических водорослях в аэротенке / Изв. Вузов. Строительство, 2011. № 7. С. 40-45.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Кульков Виктор Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», Иркутский государственный технический университет, тел.: 89021763785, е-mai 1: kvn@istu.irk.ru.
Софарова Ольга Викторовна, ассистент кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», Иркутский государственный технический университет, тел.: 89021704566
Солопанов Евгений Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика», Иркутский государственный технический университет, тел.: 89021707622, е-mail: evgurso1o@mai1.ru
Ясных Илья Андреевич, студент группы ВВ-07-1, Иркутский государственный технический университет
Kulkov V.N., Doctor of Technical Sciences, professor, Engineering Communications and Life Support Systems Department , Irkutsk State Technical University, tel: 89021763785, e-mail: kvn@istu.irk.ru
Sofarova O.V., assistant, Engineering Communications and Life Support Systems Department, Irkutsk State Technical University, tel.:89021704566
Solopanov E.Yu., Candidate of Technical Sciences, associate professor, Information Science Department, Irkutsk State Technical University, tel.: 89021707622, e-mail: evgursolo@mail.ru
Yasnykh I.A., student, BB-07-1 group, Irkutsk State Technical University
УДК 625.712
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПЕШЕХОДНЫХ ПОТОКОВ В ЦЕНТРЕ ИРКУТСКА А.Г. Левашев, Е.С. Иванченко, Ю.А. Маркова
В статье рассмотрены транспортные проблемы Иркутска. Приводятся результаты обследований транспортных и пешеходных потоков, выполненные в центральной части города. Предлагается методика оценки транспортного спроса, включающая моделирование пешеходных потоков.
Ключевые слова: транспортные проблемы центра города, оценка транспортного спроса, моделирование пешеходных потоков.
MODELLING PEDESTRIAN TRAFFIC IN THE CENTRAL BUSINESS DISTRICT OF
IRKITSK
A.G. Levashov, Ye.S. Ivanchenko, Yu.A. Markova
The article is devoted to the transportation problems of Irkutsk. The results of the observations of traffic and pedestrian flows are discussed. The method of the traffic demand estimation using pedestrian flows modeling is presented.
Key words: Transportation problems of CBDdistricts, traffic demand estimation, pedestrians flow modelling.
