Научная статья на тему 'ЯКіСТЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ СТіЧНИХ ВОД ЯК ФУНКЦіЯ СКЛАДУ ВХіДНОГО ПОТОКУ'

ЯКіСТЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ СТіЧНИХ ВОД ЯК ФУНКЦіЯ СКЛАДУ ВХіДНОГО ПОТОКУ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
104
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТіЧНі ВОДИ / ЯКіСТЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ / БіОХіМіЧНЕ СПОЖИВАННЯ КИСНЮ / SEWAGE WATER / QUALITY OF PURIFICATION / BIOCHEMICAL OXYGEN CONSUMPTION

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Шатохіна Ю. В., Клінцов Л. М., Шкінь О. М., Мазюк Н. С.

В роботі проведено дослідження стабільності показників вхідного потоку стічних вод та впливу її на якість процесу очищення стоків в умовах діючого підприємства ДП «Чернігівводоканал» з використанням аналітичних та експериментальних методів. Виявлено значну нестабільність процесу, у кореляцію між БСК5 на вході і виході, та отримано уточнення між значенням показників БСК5 і БСКповн.

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

Quality of sewage water purification as composition function of input stream

The article considers the actual problem of the quality of sewage water purification. Due to the fact that the contamination of an input stream of sewage water flow is influenced by external factors (usage of detergents containing phosphates, and illegal discharges), and these external factors are given insufficient attention, the goal of the research is the study of stability of indicators of an input flow of sewage water, and its impact on the quality of the purification of sewers. As a result of research in utility enterprise «Chernihivvodokanal» within 18 months, it was revealed that the frequency histogram of occurrence of the indicator BOC5 (biochemical oxygen consumption for 5 days) in selected ranges indicates considerable instability of content of sewage water over time that stipulates the complexity of quality and process stability assurance. We have obtained data that specify the relationship between the BOC at the input and output, as well as between BOC5 and BOCfull that has practical value for the improvement of the efficiency of control over the process of sewage water purification.

Текст научной работы на тему «ЯКіСТЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ СТіЧНИХ ВОД ЯК ФУНКЦіЯ СКЛАДУ ВХіДНОГО ПОТОКУ»

9. Chellappa, R. Human and machine recognition of human face images : [Текст] / R. Chellappa, C. L. Wilson, S. Sirohey // Proceeding of the IEEE. - 1995. - № 83. - С. 705-741.

10. Borkar, M. User identication systems leverage smarter biometrics technologies : керівний документ / White paper : Texas Instruments, 2012. — 6 с.

использование биометрических термопоказателей для идентификации в системах доступа

Рассматриваются предпосылки использования биометрических методов идентификации и аутентификации, основанные на особенностях термограмм личности человека. Приводится последовательность работы алгоритма по градиентному методу выделения контуров и решения задачи распознавания

термограммы лица, который может быть использован для повышения качества функционирования систем доступа к информационным ресурсам.

Ключевые слова: идентификация, аутентификация, термограмма, доступ, FAR, FRR.

Фразе-Фразенко Олексій Олексійович, заступник начальника Центру інформаційних технологій, Одеський національний економічний університет, e-mail: fraze@ukr.net.

Фразе-Фразенко Алексей Алексеевич, заместитель начальника Центра информационных технологий, Одесский национальный экономический университет.

Fraze-Frazenko Alexey, Odessa National Economic University, e-mail: fraze@ukr.net.

УДК 658.562.3

якість процесу очищення стічних вод як функція складу вхідного потоку

В роботі проведено дослідження стабільності показників вхідного потоку стічних вод та впливу її на якість процесу очищення стоків в умовах діючого підприємства ДП «Чернігів-водоканал» з використанням аналітичних та експериментальних методів. Виявлено значну нестабільність процесу, у кореляцію між БСК5 на вході і виході, та отримано уточнення між значенням показників БСК5 і БСКповн.

Ключові слова: стічні води, якість процесу очищення, біохімічне споживання кисню.

Шатохіна Ю. В., Клінцов л. М., Шкінь о. М., Мазюк Н. С.

1. Вступ

Актуальною проблемою сьогодення є забезпечення якості продукції і процесів її отримання для різних галузей народного господарства, особливо — для збереження водних ресурсів, захисту їх від забруднення. Відомо, що у порівнянні з іншими країнами Європи Україна — одна із найменш забезпечених водними ресурсами країн, а це є вагомим фактором на думку комісії ООН обмеження для соціально-економічного розвитку держави [1, 2]. В Австрії, наприклад [3], визнали найважливішими цілями каналізаційної системи громадське здоров’я і безпеку, охорону довкілля, що дозволило профінансувати понад 20 млрд. євро у розбудову каналізаційної системи.

Захист від забруднення водних ресурсів має для України дуже важливе значення, Україна потерпає від того, що практично 100 % діючих спеціалізованих каналізаційно-очисних споруд (КОС) не забезпечують необхідний рівень очищення за окремими компонентами [4], але три сторони соціального партнерства — споживачі, КОС і держава — ще не досягли необхідної співпраці.

2. Аналіз останніх досліджень і публікацій

Так, саме споживачі забезпечують понад 90 % біогенних елементів у стічній воді (СВ) внаслідок використання певних миючих засобів [5], а держава забезпечила існування законів і важливих документів для нормативного

захисту водних ресурсів (наприклад, Закон України «Про охорону навколишнього середовища» , Водний кодекс, стандарти серії ^О 14000, значну кількість міжнародних стандартів, гармонізованих в Україні щодо очищення стічних вод [6—9]), але поки що недостатньо впливає на споживачів у питаннях використання ними тих миючих засобів, що містять біогенні елементи, які не очищуються за технологіями діючих КОС, а потрапляють у водойми та знищують їх.

Про недостатнє розуміння проблеми забруднення водних ресурсів свідчать також проведені нами дослідження, які виявили на Чернігівщині високі темпи зростання суб’єктів господарської діяльності, що наднормативно забруднюють довкілля і водні ресурси, а готовність суспільства до розвитку екологічних аспектів корпоративної соціальної відповідальності за розглянутий десятирічній період зменшилась з 88 % до 39 % [10, 11]. Недостатньо враховується і існування зовнішніх для КОС причин, які впливають на якість процесу очищення СВ. Так, порушення існуючих правил (наприклад, залпові скиди токсичних речовин) здатні зруйнувати усю складну систему очищення [12, 13], а зміна складу СВ внаслідок зміни соціально-економічних умов у регіоні потребує своєчасного фінансування для реконструкції КОС чи впровадження нових технологій і обладнання. Цим зовнішнім причинам приділяється недостатня увага, зокрема, нами не виявлено в літературних джерелах даних відносно кінетики зміни показників СВ для стабільно працюючих КОС за тривалий період часу.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 1/1(9], 2013, © Шатохіна Ю. В., Клінцов Л. М.,

Шкінь О. М., Мазюк Н. С.

J

Мета роботи — дослідження стабільності показників вхідного потоку стічних вод та впливу її на якість процесу очищення стоків.

Об’єкти та методи дослідження — проаналізовано результати вимірювань деяких показників стічної води на вході і виході з очисних споруд на протязі 18 місяців в умовах КП «Чернігівводоканал», використано аналітичні та експериментальні методи дослідження, що базуються на принципах TQM, традиційних для водовідведення методах контролю якості процесу, визначенні хімічного споживання кисню (ХСК), біохімічного споживання кисню (БСК) [13—15], розрахунки виконувались із застосуванням процесора Microsoft Excel 7.0.

3. Результати та їх обговорення

Аналіз показників стічної води на вході у КОС за тривалий період — 18 місяців — дозволяє виявити зміну показників з часом, що необхідно для обрання стратегії управління процесом очищення стічних вод. Так, зміни показників БСК5, БСКповн, ХСК (рис. 1) демонструють, що деякі періоди відносної стабільності показників завершуються раптовим зростанням показників, що свідчить про зростання забрудненості стічних вод.

Таблиця 1

Статистичний розподіл значень БСК5 у вихідній СВ

№ п/п Діапазон значень, мг/дм3 Кількість вимірів БСК5, що потрапили у діапазон

1 до 180 0

2 180—276 13

3 276—372 16

4 372—468 9

5 468—564 5

6 564—660 7

7 660—756 1

показника забруднення БСК5 не відповідає класичним типам розподілу і має декілька максимумів, що свідчить про значну нерівномірність вмісту СВ з часом, що підкреслює складність забезпечення якості і стабільності процесу, що розглядається.

Відомо, що недоліком очищення стічних вод в аеро-тенку є деяка інерційність системи, обумовлена властивостями активного мулу (сукупності певних гідробіонтів) збільшувати чи зменшувати кількість популяцій, а також їх здатністю засвоювати і перетворювати забруднення або ігнорувати їх. Проведений нами на підставі фактичних даних аналіз впливу складу вхідного потоку на процес очищення СВ виявляє певну тенденцію — погіршення якості очищення зі збільшенням БСК5 вхідного потоку (рис. 3).

660 756

БСК5 вхід, мг/дм3 Рис. 2. Гістограма частоти потрапляння показника БСК5 вхідного потоку у розглянутий діапазон значень

Рис. 1. Нестабільність показників вхідного потоку стічних вод

Використання 50 вимірів БСК5 для визначення статистичного розподілу показника забрудненості СВ у даному періоді часу виявило, що частоти зміни показника (тобто кількість вимірів БСК5, що відповідають певному діапазону значень) змінювались від 0 до 8 при діапазоні значень БСК5 від 180 до 715 мг/дм3 (табл. 1).

Рис. 3. Залежність між БСК5 на вході і виході процесу очищення

Ця нестабільність викликає потребу у постійному контролю показників забрудненості стічних вод для оперативних дій і забезпечення якості процесу. Але існуючі методи недостатньо оперативні і не повною мірою забезпечують потреби виробництва, наприклад, значення показника БСК5 визначається на протязі 5 діб, за цей час стічні води виходять за межи очисних споруд, а визначення показників БСК20, БСКповн потребує 20 діб та більше. Інколи використовують орієнтовну залежність БСК5 приблизно дорівнює 3/4 БСКповн, [13], але проведений нами методом найменших квадратів з використанням комп’ютерної програми аналіз дозволив уточнити залежність між цими показниками (рис. 4). Виявлено, що залежність між БСК5, БСКповн визначається наступним лінійним рівнянням:

БСКповн = 1,2608 х БСК5 - 0,1946, (1)

Гістограма (рис. 2), побудована з використанням представлених даних, свідчить, що частота потрапляння

з високим коефіцієнтом детермінації R2 = 0,9999.

(2)

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 1/1(9), 2013

37 J

БСКповн ! мг/дм3

900 800 700 600 500 400 300 200 100 С

О 2 ОС 400 600 300

БСК 5, мг/дм3

Рис. 4. Залежність між БСК5 І БСКповн У вхідній СВ

Отриманий результат можна використовувати для підвищення оперативності контролю за процесом очищення СВ і прогнозування ситуації.

4. Висновки

— дослідження показників вхідного потоку стічних вод та впливу стабільності цих показників на якість процесу очищення стоків, проведене з використанням вимірів показників забрудненості (БСК) в реальних умовах діючої КОС на протязі 18 місяців, виявило дані, що розвивають уявлення про особливості забезпечення якості процесу очищення СВ;

— гістограма частоти потрапляння показника забрудненості БСК5 у сім обраних діапазонів з кроком 96 мг/дм3 в інтервалі від 180 мг/дм3 до 756 мг/дм3 не відповідає класичним типам розподілу і має декілька максимумів, що свідчить про значну нестабільність вмісту СВ з часом, що обумовлює складність забезпечення якості і стабільності процесу, що розглядається;

— виявлено певну тенденцію — кореляцію між БСК5 на вході і виході потоку стічних вод, що свідчить про обмежені можливості даного варіанту техпроцесу аеротенку;

— отримано дані, що уточнюють залежність між показниками БСК5, БСКповн з високим коефіцієнтом детермінації R2 = 0,9999 у вигляді лінійної регресії: БСКповн = 1,2608 БСК5 = 0,1946, що має практичне значення для підвищення оперативності контролю за процесом очищення СВ і прогнозування ситуації.

Література

1. Рябцев, В. Е. Про якість питної води та стан безпеки водних ресурсів України [Текст] / В. Е. Рябцев, Ю. Л. Коваленко, Л. О. Тарасенко // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. — К. : КНУБА. — 2005. — № 5. — С. 4—14.

2. Guidelines for Drinking Water Quality,Third edition, v. 1, WHO, Geneva, 2004 (Керівництво з якості питної води, третя редакція).

3. Кречмер, Ф. Стратегічна інформація для плану реабілітації каналізаційної мережі Австрії [Текст] / Ф. Кречмер, Т. Ертл // Водопостачання та водовідведення. — К. : ТОВ «Гнозіс». — 2010. — № 2. — С. 12—17.

4. Щетинин, А. И. Опыт реконструкции очисних сооружений с применением технологии нитро-денитрификации [Текст] / А. И. Щетинин, Ю. М. Мешенгиссер, М. А. Есин, Б. Ю. Мал-биев, А. А. Реготун // Водопостачання та водовідведення. — К. : ТОВ «Гнозіс». — 2011. — № 3. — С. 41—49.

5. Шкінь, О. М. Технічні проблеми при дотриманні законодавчих вимог. Екологічні аспекти водовідведення [Текст] / О. М. Шкінь // IWAS-Міжнар. конф. «Українсько-німецьке партнерство у галузі водного господарства — завдання для науки і практики». 15-16.12.2008 р. — Івано-Фран-ковськ. — 35 с.

6. ISO 14001:2004. Environmental management systems — Requirements with quidance for use (Системи екологічного керування — Вимоги та настанови щодо застосування).

7. ISO 14004:2004. Environmental management systems — General guidelines on principles, systems and support techniques (Системи екологічного управління. Загальні настанови щодо принципів, систем та засобів забезпечення).

8. ISO 9001-2008. Quality management systems — Requirements (Системи управління якістю — Вимоги).

9. Іванова, Ю. В. Оцінка забезпеченості основних етапів життєвого циклу стічних вод нормативними документами [Текст] / Ю. В. Іванова, А. С. Зенкін, Ю. А. Федорченко, Н. С. Мазюк // Східно-Європейський журнал передових технологій. — 2012. — T. 3, № 6(57). — С. 56—61.

10. Іванова, Ю. Аналіз готовності суспільства до розвитку екологічних аспектів корпоративної соціальної відповідальності [Текст] / Ю. Іванова, І. Іванова, Н. Радченко, О. Федоренко // Стандартизація, сертифікація, якість. — 2010. — № 6. — С. 46—50.

11. ISO 26000:2010. Guidance on Social Responsibility (Настанова з соціальної відповідальності).

12. Eikelboom D. H. Process Control of Activated Sludge Plants by Microscopic Investigation. — London : IWA Publishing, 2000. — 156 p.

13. Накорчевська, В. Ф. Хімія води [Текст] : Навч. посібник / В. Ф. Накорчевська. — К. : ІСДО, 1993. — С. 27.

14. ISO 9004:2009. Managing for sustained success of an organization — A quality management approach (Управління з з метою сталого успіху організацій — Підхід з позицій управління якістю).

15. The Six Sigma Memory Jogger II [Текст] : Карман. справ. по инструментам и методам для совершенствования Шести Сигм (пер. с англ.) / М. Брассард, Л. Финн, Д. Джинн, Д. Риттер. — К. : Укр. ассоц. качества, 2007. — С. 214—217.

качество процесса очистки сточных вод как функция состава входного потока

В работе проведено исследование стабильности показателей входного потока сточных вод и влияния ее на качество процесса очистки стоков в условиях действующего предприятия ГП «Черниговводоканал» с использованием аналитических и экспериментальных методов. Выявлено значительную нестабильность процесса, корреляцию между БПК5 на входе и выходе, и получены уточнения между значением показателей БПК5 и БСКполн.

Ключевые слова: сточные воды, качество процесса очистки, биохимическое потребление кислорода.

Шатохіна Юлія Вікторівна, аспірант, кафедра метрології, стандартизації і сертифікації; Київський національний університет технологій та дизайну, е-mail: Juliaaabest@gmail.com. Клінцов Леонід Миколайович, доцент, кафедра економічної кібернетики та інформатики, Чернігівський державний інститут економіки та управління.

Шкінь Олександр Михайлович, начальник КП «Чернігівводо-канал».

Мазюк Наталія Степанівна, начальник лабораторії КП «Чер-нігівводоканал».

Шатохина Юлия Викторовна, аспирант, кафедра метрологии, стандартизации и сертификации; Киевский национальный университет технологий и дизайна.

Клинцов Леонид Николаевич, доцент, кафедра экономической кибернетики и информатики, Черниговский государственный институт экономики и управления.

Шкинь Александр Михайлович, начальник КП «Черниговводо-канал».

Мазюк Наталия Степановна, начальник лаборатории КП «Черниговводоканал».

Shatokhina Julia, Kyiv National University of Technologies and Design, е-mail: Juliaaabest@gmail.com.

Klintsov Leonid, Chernihiv State Institute of Economics and Management.

Shkin’ Alexander, Utility enterprise «Chernihivvodokanal». Mazyuk Natalia, Utility enterprise «Chernihivvodokanal».

технологический аудит и резервы производства — № 1/19) 2013

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.