Совершенствование технологии очистки сточных вод в биологических реакторах периодического действия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.04, кандидат наук Чан Ха Куан

• Чан Ха Куан
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Чан Ха Куан

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Методы очистки сточных вод в реакторе периодического действия. Применение реактора на станциях очистки бытовых сточных вод во Вьетнаме

1.1. Особенности реактора периодического действия

1.2. Применение реактора периодического действия в непрерывной схеме очистки сточных вод

1.3. Теоретические основы процесса очистки сточных вод в реакторе периодического действия

1.4. Особенности очистки бытовых сточных вод во вьетнаме

1.5. Применение процесса биологической нитрификации и денитрификации в реакторе периодического действия

1.6. Выводы главы

ГЛАВА 2. Исследование процесса очистки быиовых сточных вод в лабораторных условиях

2.1. Материалы и методы исследований

2.2. Первый этап эксперимента

2.3. Второй этап эксперимента

2.4. Третий этап - Задача ЗА

2.5. Выводы главы

ГЛАВА 3. Математическое описание процессов биологической очистки в реакторе периодического действия

3.1. Цель математического описания

3.2. Описание работы прикрепленного активного ила на поверхности материала ВюСЫр и применения его в биологической реакторе (задача 1А и 1Б)

3.3. Описание влияния значения рН и щелочности в процессе нитрификации (задача 2А)

3.4. Описание применения процесса денитрификации в реакторе периодического

действия (задача 2Б)

3.5. Эффективность применения загрузочного материала BioChip для проведения процесса глубокой биологической очистки от соединении азота (Задача 3А)

3.6. Выводы главы

ГЛАВА 4. Исследование процесса очистки бытовых сточных вод на полупроизводственной установке реактора периодического действия

4.1. Применение разработанной технологии глубокой биологической очистки сточных вод на практике

4.2. Результаты эксперимента

4.3. Практическое применение расчета реконструкции и модернизации реактора периодического действия

4.4. Расчет модернизации станции очистки сточных вод Hoaxuan

4.5. Расчет реконструкции станции очистки сточных вод Phuloc

4.6. Выводы главы

ГЛАВА 5. Расчет экономических показателей и экологического ущерба

5.1. Экономические расчеты при проектировании реактора периодического действия

5.2. Применение реактора периодического действия во Вьетнаме

5.3. Особенности эксплуатации реактора периодического действия на практике

5.4. Выводы главы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ВВЕДЕНИЕ

С развитием промышленности и растущим количеством населения в Европе и Юго - Восточной Азии особенно резко встает проблема канализования каждого населенного пункта. При этом режим поступления сточных вод на очистные сооружения многих городов и поселков характеризуется непостоянным поступлением сточных вод, большим коэффициентом неравномерности. Особенно это характерно для общесплавной системы водоотведения стран Юго-Восточной Азии. Технологии периодического действия все чаще используются для очистки сточных вод как городских, так и промышленных, особенно в районах, характеризующихся низкими или переменными расходами. Sequencing batch reactors (SBR) или реактор периодического действия представляет собой разновидность сооружений, работа которых связана с применением взвешенной культуры активного ила в очистке сточных вод. В городах, населенных пунктах, курортах, а также в промышленности, включающей молочные, целлюлозно-бумажные, кожевенные заводы, текстильные предприятия, применяются сооружения периодического действия.

В начале 1900-х годов, основные принципы биологических процессов с применением активного ила были описаны Эдвардом Ардерном, Вильямом Локеттом, Гильбертом Фовлом (Edward Ardern, William Lockett и Gilbert Fowle). В это время, исследователями проведены биологические процессы в реакторе в режиме «заполнение - удаление» для очистки бытовых сточных вод в городе Манчестер, в Англии, тем самым они создали первую концепцию реактора периодического действия. Работа реактора основана на процессе повторяющихся циклов аэрации, отстаивания и слива очищенных вод. Однако, в этот период времени, в начале 20 века, эксплуатация реактора была затруднена в связи с наличием большого количества операционных трудностей, включающих расчеты, а также управление количеством избыточного активного ила в фиксированном объеме. Развитие технологии реактора периодического действия не происходило до 1950-х годов, когда доктор Пасвир (Pasveer) и его сотрудники объединили

принципы биологической очистки в едином переменном объеме с применением активного ила. В 1970-х годах, Агентство по охране окружающей среды США ЕРА) способствовало продолжению исследований и в 1986 году вышла публикация - отчет «Руководство по применению реактора периодического действия», что привело к широкомасштабному применению технологии в мире. Эксплуатационные трудности в реакторе разрешались с помощью технологического усовершенствования, особенно применения надежных микропроцессоров в системе управления, аэрационных устройств и электромеханических клапанов. Сегодня реакторы периодического действия применяются достаточно широко для очистных сооружений городов (с населением до 1 млн) и промышленных предприятий.

Преимущества применения реактора периодического действия состоят в следующем:

• Станция очистки сточных вод с применением реактора периодического действия может быть размещена на ограниченной площади, по сравнению со стандартной станцией аэрации, очистка происходит в одном реакторе, несколько процессов биологической очистки происходит в едином объеме;

• Цикл работы реактора настраивается на прохождение различных требуемых процессов - аэробного, аноксидного и анаэробного для интенсификации процесса глубокой очистки сточных вод от биогенных элементов. Таким образом, биологическая нитрификация и денитрификация могут быть проведены для преобразования аммонийного и органического азота сточной воды до нитратов и потом до газообразного азота в одном реакторе;

• При проведении реконструкции существующие сооружения, могут быть переоборудованы в реактор периодического действия.

• В настоящее время в городах Вьетнама действуют 15 станций очистки сточных вод, 14 станций применяют традиционную технологию аэрационной биохимической очистки или включают в свой состав биофильтры. При этом качество очищенных сточных вод по взвешенным веществам и органическим

загрязнениям ниже требуемого, а качество по биогенным элементам, особенно по аммонийному азоту не удовлетворяют требуемым условиям, которые определены действующим документом «Стандарт А» - качество очищенных сточных вод Вьетнама. Таким образом, вопрос разработки технологии очистки сточных вод, качество очистки которых будет соответствовать действующим нормативным требованиям является актуальным.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии очистки сточных вод в биологических реакторах периодического действия»

Актуальность темы исследования:

Данная работа выполнена на примере Социалистической республики Вьетнам. Вьетнам является развивающейся страной со средними показателями развития экономических показателей в Юго - Восточной Азии. Активное управление системой водоотведения городов влияет на многие аспекты, связанные

О О О О 1 1 с

с политической, экономической, социальной, технической, финансовой сферой. Изначально система каналов водоотведения во Вьетнаме строилась в городах с основной целью для сбора дождевой воды и предотвращения наводнения. В 1998 г., в связи с ростом населения и развитием инфраструктуры, система водоотведения городов Вьетнама получила широкое распространение. Таким образом, исторически сложилась общесплавная система водоотведения городов. Климат в различных городах Вьетнама, сезоны дождей и засухи, менталитет населения оказывают влияние на состав сточной воды. Часто, концентрация загрязняющих веществ в сточной воде не высока, и/или изменяется в большом диапазоне в течение времени.

Очистные сооружения городов и населенных пунктов Вьетнама в основном включают в состав аэрационные сооружения. При этом качество очищенных сточных вод по взвешенным веществам и органическим загрязнениям ниже требуемого, а качество по биогенным элементам не удовлетворяет требуемым условиям, которые определены действующим документом, определяющим качество очищенных сточных вод «Стандарт А - качество очищенных вод Вьетнама». Поэтому разработка новой и современной технологии биохимической

очистки сточных вод, которую возможно использовать для реконструкции действующих очистных сооружений становится главной задачей для обеспечения устойчивого развития городов и сохранения экологического равновесия.

Степень разработанности темы исследования:

Технологии очистки сточных вод в реакторе периодического действия в наибольшей степени посвящены работы Агентства по охране окружающей среды США (US EPA): Итоговый отчет и Оценка проекта опубликованы в 1983 г.

В период 2007 - 2009 г. - теоретический процесс очистки сточных вод от биогенных элементов в реакторе глубоко исследованы и опубликованы в Агентстве по охране окружающей среды США (US EPA) и Федерации водной окружающей среды (WEP - Water Environment Federation). В настоящее время, методу глубокой биологической очистки от аммонийного азота в бытовой сточной воде посвящены работы учёных Стига М. (Королевский технологический институт, Швеция), Аннализа О.Н., Даниила Д., Чендлера Д., Эйприла З. Г. (Северо-восточный университет, США и Аархус университет, Дания), Сианкайя С., Лезуна З., Донгфанга Л., Жианкианга З. (Тяньцзиньский муниципальный инженерный проектно-исследовательский институт, Китай.) и др.

В Российской Федерации большое внимание процессам биологической очистки в целом посвятили такие ученые, как С.В. Яковлев, Т.А.Карюхина, И.Н.Чурбанова, В.П. Саломеев, Н.А.Залетова, Ю.В.Воронов, В.И.Баженов, И.И.Павлинова.

Однако единого метода расчета реактора периодического действия, обеспечивающего глубокую биологическую очистку сточных вод от аммонийного азота в настоящее время не предложено.

Объект исследования:

Городские канализационные очистные сооружения биологической очистки.

Предмет исследования:

Процесс биологической очистки бытовых сточных вод от соединений азота в реакторе периодического действия в условиях Вьетнама.

Цель исследования:

Исследование и разработка технологии глубокой биологической очистки сточных вод от соединений азота с определением технологических параметров процесса глубокой биологической очистки в реакторе периодического действия в условиях Вьетнама.

Задачи исследования:

У Разработка технологии глубокой биологической очистки сточных вод от соединений азота в реакторе периодического действия с целью модернизации типового реактора периодического действия; У Определение основных технологических параметров работы реактора периодического действия для реализации эффективного процесса глубокой биологической очистки от соединений азота с применением процессов нитрификации и денитрификации и/или загрузочного материала в одном реакторе;

У Математическое описание процесса глубокой биологической очистки сточных вод в реакторе периодического действия с применением нитрификации и денитрификации; У Разработка методики расчета модернизации и реконструкции реактора

периодической действия в условиях Вьетнама; У Технико-экономическое обоснование разработанной технологии глубокой биологической очистки сточных вод в реакторе периодического действия.

Научная новизна:

У Научно доказана и экспериментально подтверждена реализация процесса глубокой биологической очистки сточных вод в реакторе периодического действия с применением процессов нитрификации и денитрификации в

условиях низкой концентрации органических веществ и высокой концентрации аммонийного азота в сточной воде; У Получены математические зависимости, описывающие процесс глубокой биологической очистки сточных вод на каждом этапе нитрификации и денитрификации в реакторе периодического действия при различных параметрах работы реактора бытовых сточных вод; У Показана эффективность применения плавающего загрузочного материала для оптимального процесса глубокой биологической очистки от аммонийного азота с применением нитрификации и денитрификации.

Теоретическая и практическая значимость исследования:

У Разработана и теоретически обоснована технология глубокой биологической очистки в реакторе периодического действия, позволяющая осуществлять очистку бытовых сточных вод с применением процессов нитрификации и денитрификации и/или загрузочного материала; У Разработана методика расчета реактора периодического действия, учитывающая концентрацию растворенного кислорода, значение рН, окислительно - восстановительный потенциал (ORP) и продолжительность пребывания сточных вод в реакторе; У Определены оптимальные режимы работы и операционные параметры реактора периодического действия для обеспечения эффективной глубокой биологической очистки сточных вод; У Разработаны рекомендации по применению разработанной технологии для реконструкции станции очистки сточных вод РМ1ос и модернизации реактора периодического действия станции очистки сточных вод Ноахиап.

Методология и методы исследования:

Методология исследования заключается в анализе научно-технической информации по российским и зарубежным источникам, сборе, обобщении и анализе экспериментальных данных по результатам физического моделирования, математического описания с использованием законов гидродинамики и биохимии.

Методы исследования: У методы планирования эксперимента;

У моделирование процессов очистки сточных вод на модельной жидкости и

реальной сточной воде; У методы технологического контроля;

У методы управления режимом работы лабораторной модели с применением

компьютера; У методы математической статистики; У методы микроскопических исследований.

Положения, выносимые на защиту:

У Результаты экспериментов, которые были проведены на модельной жидкости в лаборатории биологической очистки, кафедры Водоснабжения и Водоотведения, Национального исследовательского Московского государственного строительного университета и реальной бытовой сточной воде в лаборатории Центра Охраны Воды и Окружающей Среды (EPRC), Университета г. Дананг, при различных технологических режимах, обеспечивающих объективность эксперимента, описанные в виде математических уравнений с эмпирически установленными коэффициентами;

У Оптимальные технологические параметры для реализации предложенной

технологии для глубокой биологической очистки сточных вод Вьетнама; У Рекомендации для расчета реконструкции и модификации станции очистки сточных вод Вьетнама с качество очищенной сточной воды выше, чем Стандарт А Вьетнама.

Степень достоверности полученных результатов:

Подтверждается длительностью экспериментов, сходимостью результатов, полученных в лабораторных и полупроизводственных условиях, применением

стандартизированных методов измерений и анализа, использованием методов статистической обработки результатов.

Апробация результатов работы:

Основные результаты исследования выносились на обсуждение на конференциях и семинарах:

У FORM 2017: Строительство-формирование среды жизнедеятельности, XX Международная межвузовская научно-практической конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых (26-28 апреля 2017 г., МГСУ Москва)

У FORM 2018: Construction the formation of living environment, XXI International Scientific Conference on Advanced in Civil Engineering (25.04 - 27.04.2018, MGSU Moscow)

У FORM 2019: Construction the formation of living environment, XXII International Scientific Conference on Advanced in Civil Engineering (18.04 - 21.04.2019, TIIAME Tashkent)

У FORM 2020: Construction the formation of living environment, XXIII International Scientific Conference on Advanced in Civil Engineering (23.09 -26.09.2020, NUCE Hanoi) У IPSCE 2018: Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education, VI International Scientific Conference (14.11 - 16.11.2018, MGSU Moscow)

У IPSCE 2020: Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education, VII International Scientific Conference (11.11 - 12.11.2018, TIIAME Tashkent)

У ЯКОВЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2018, XIII Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти академика РАН С.В. Яковлева Сборник докладов (15-16 марта 2018 г., МГСУ Москва)

> ЯКОВЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2019, XIV Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти академика РАН С.В. Яковлева и 90-летию со дня создания факультета «ВиВ» (14-15 марта 2019 г., МГСУ Москва)

> IPB & KU International Symposium on Education and Research in Global Environmental Studies in Asia (30 Nov 2018, Bogor, Indonesia)

> 90 Лет факультета ВиВ, конференция НИУ МГСУ (25 октября 2019, МГСУ Москва)

Методические и проектные рекомендации, разработанные в результате исследования, были использованы при разработке предпроектных рекомендаций Центра Охраны Воды и Окружающей Среды (EPRC), для реконструкции действующих очистных сооружений больница «Vinhduc» (Вьетнам).

Личный вклад автора:

Составление программы и выполнение исследований, направленных на разработку технологии глубокой биологической очистки сточных вод в реакторе периодического действия. Обоснована и практически доказана в лабораторных исследованиях и полупроизводственных испытаниях теория возможности проведения процесса глубокой очистки от аммонийного азота с применением нитрификации и денитрификации и/или загрузочного материала в реакторе. К личному вкладу также относятся написание научных статей и апробация результатов исследования.

Область исследования:

Соответствует требованиям паспорта научной специальности 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» пункт «Методы очистки природных и сточных вод, технологические схемы и конструкции используемых сооружений, установок, аппаратов и механизмов».

Публикации по результатам исследований:

Основные научные результаты диссертации опубликованы в рецензируемых изданиях. Материалы диссертации опубликованы в 13 печатных работах, в том числе 4 статьи напечатаны в журналах, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук», 5 работы опубликованы в журналах, входящих в Web of Science (Core Colllection), Scopus

Структура и объем работы:

Диссертация изложена на 270 страницах машинописного текста, включает 46 рисунков, 36 таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 138 наименований, в том числе — 74 на иностранном языке, и приложений.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В РЕАКТОРЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ РЕАКТОРА НА СТАНЦИЯХ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ВО ВЬЕТНАМЕ

1.1. Особенности реактора периодического действия

Реактор периодического действия или Sequencing batch reactors (SBR) представляет собой специальный резервуар, используемый в процессе биологической очистки бытовых или промышленных сточных вод на станциях очистки сточных вод [39, 91, 114, 121]. Биологическая очистка в реакторе происходит практически по законам стандартных сооружений биологической очистки, которые используют активный ил. Фактически этот процесс аналогичен традиционной системе аэротенк - вторичный отстойник. Подача кислорода воздуха в сооружение способствует работе активного ила и снижению концентраций биологического потребления кислорода (БПК) и химического потребления кислорода (ХПК) в иловой смеси. После проведения процесса биологической очистки очищенные сточные воды сбрасываются в водоемы окружающей среды, при этом качество очищенных сточных вод должно удовлетворять требованиям, которые, как правило, определяются правительственными документами [50, 64, 124]. Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды США, реактор периодического действия относится к аэрационным сооружениям и может комбинировать все стадии биологической очистки сточных вод в единой емкости или в резервуаре. Основная концептуальная разница между реактором и аэротенком состоит в различии гидравлических условий, в которых работают сооружения [109, 121]. Традиционный аэротенк работает в постоянном проточном режиме, тогда как в системе с реактором периодического действия, поток сточных вод заполняет реактор в дискретный период времени и оперирует как реактор действия. Схемы очистки сточных вод в реакторе периодического действия и традиционном аэротенке представлены в таблице 1.1 [39, 95, 99].

Таблица 1.1 Технологическая разница между реакторами периодического действия и аэротенками

Гидравлические условия в сооружении

Операционный цикл в типовом реакторе

В настоящее время, реактор периодического действия имеет несколько модификаций [52]. В основном, процесс очистки сточных вод в реакторе происходит при использовании взвешенного активного ила, а реактор работает в цикле «заполнение - удаление». В дискретный период времени сточные воды заполняют реактор, после окончания биологических реакций происходит

разделение иловой смеси, очищенная сточная вода удаляется, а избыточный активный ил удаляется из реактора [108, 114, 124]. Как правило, циклическое действие каждого реактора состоит из 5 основных фаз, которые показаны в таблице 1.2

Таблица 1.2 Операционный цикл в типовом реакторе периодического действия

Фазы

Подача воды

Реакция

Осаждение

Слив

Удаление

Операция

4:

Сточные воды; смешение; аэрация

Смешение; аэрация

и-

Очищенные воды

и

Осадок

Объем, %

25 до 100

100

100

100 до 35

35 до 25

Время, %

25

35

20

15

5

1.1.1. Подача сточных вод

Это первая операционная фаза в реакторе периодического действия, когда сточные воды поступают в реактор и привносят питательные вещества для развития биомассы в активном иле. Таким образом, в реакторе создается среда для проведения биохимических реакций. Для лучшего проведения биохимических процессов необходимо применение процесса механического смешения и/или аэрации в фазе, в зависимости от цели применения реактора в системе очистки. Режим подачи сточной воды в реактор может иметь три основных вида [114, 124]:

Статическая подача — при статической подаче процесс смешивания и аэрации не производится при заполнении реактора. Статическая подача используется в системе очистки сточных вод, в которой не применяется процесс нитрификации и денитрификации, а также сохранение небольшой расход энергии.

Подача смешения — сточные воды поступают в реактор с применением механического процесса смешения без устройства аэрации. Таким образом, в реакторе образуется однородная смесь сточных вод и активного ила, кроме того возможно проведение процесса денитрификации при создаваемых аноксидных условиях. В этом случае в процессе подачи сточных вод концентрация растворенного кислорода ^О) находится в диапазоне 0,2 - 2,0 мг/л, а значение окислительно - восстановительного потенциала (ORP) от -200 до 200 мВ в реакторе.

Аэрационная подача — аэрация и перемешивание сточной воды и активного ила производится одновременно с подачей сточной воды в реактор. Таким образом, уже на фазе подачи сточной воды производится преобразование среды от аноксидной к аэробной. При создании определенных условий может производится процесс нитрификации в реакторе с концентрацией растворенного кислорода более 4,0 мг/л, и окислительно - восстановительный потенциал (ORP) более 200 мВ.

Кроме того, в фазе «подача», необходимо предусматривать управление расходом поступающих сточных вод в реактор. Поэтому при проектировании сооружения необходимо уделять особое внимание регулированию потоков сточных вод и/или загрязняющих веществ и также обеспечению качества очищенных сточных вод.

1.1.2. Реакция

Реакция является основной фазой и занимает самое большое время в операционном цикле реактора периодического действия. На этом этапе происходит собственно процесс биологической очистки в стандартном аэробном или в аноксидном режиме. Для обеспечения эффективности проведения биологических реакций в реакторе могут быть установлены механические мешалки, аэраторы, подключенные к компрессору для нагнетания воздуха в дискретный период времени. Чередование различных кислородных режимов способствует проведению биологических реакций нитрификации и денитрификации [1, 4, 64, 124].

Теоретический обзор процесса биологической очистки сточных вод от загрязняющих веществ описывается в части 1.4 главы. Таким образом, выбор этапов фазы реакции является основной задачей для разработки оптимального режима работы реактора. От работы реактора в данной фазе зависит не только достижение максимальной производительности сооружения, но также качество эксплуатации и обслуживания.

1.1.3. Осаждение

После фазы реакции, твердые частицы, взвешенные вещества и активный ил осаждаются в реакторе. Учитывая стационарный режим работы сооружения, отсутствие движения жидкости, эффективность осаждения в реакторе повышается в 10 раз по сравнению со вторичным отстойником традиционной системы. Кроме того, следует отметить, что в данной системе не требуются дополнительные сооружения для отстаивания и перекачки, возврата активного ила и пр.

1.1.4. Слив очищенной воды

Механическое устройство для сброса очищенных сточных вод в реакторе периодического действия называется декантер (decanter). Декантер состоит из трубы, которая устанавливается на определённом уровне реактора и соединяется с автоматическим клапаном или насосом. Когда процесс осаждения закачивается, сигнал посылается в декантер, его электрический клапан открывается для слива очищенных сточных вод из реактора. Вертикальное расстояние от декантера до дна реактора необходимо правильно вычислить для получения максимального объёма очищенных сточных вод в процессе слива и не допущения взмучивания биомассы в реакторе. Основная конструкция и режим работы декантера показаны на рисунке 1.1 [80]

Рисунок 1.1 Декантер для слива очищенных вод

1.1.5. Удаление осадка

Наличие или отсутствие фазы удаления осадка зависят от количества активного ила в реакторе или операционной стратегии работы реактора. В основном, процесс удаления осадка проводится между процессами слива очищенной сточной воды и подачей новой порции сточных вод. Удаление осадка происходит так же, как и в стандартном вторичном отстойнике. Избыточный активный ил откачивается с дна реактора и направляется на сооружения обработки, обеззараживания и утилизации осадков [1, 34].

1.2. Применение реактора периодического действия в непрерывной схеме

очистки сточных вод

Один из основных вопросов, возникающих на стадии проектирования станции очистки сточных вод с реакторами периодического действия, связан с обеспечением непрерывности работы станции. Как правило, на станции проектируется для проведения процесса биологической очистки 2 или более

реакторов, которые работают параллельно и независимо друг от друга. Например, во время подачи сточной воды в первый реактор, в другом реакторе проводятся фазы осаждения и слива очищенной сточной воды. Таким образом, обеспечение непрерывности процесса очистки сточных вод и производительности станции должно быть заложено на стадии проектирования и составления графика работы станции в зависимости от проектируемых фаз. Типовая схема станции с применением реактора показана на рисунке 1.2 [10, 39, 52, 98, 108]

Рисунок 1.2 Непрерывная схема очистки сточных вод с применением реактора периодического действия и операционная система на станции

Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды США (US EPA), преимущества реактора периодического действия в непрерывной схеме работы станции очистки сточных вод перед традиционными системами с активным илом следующие [52, 91, 109]:

У во время фазы «подача», реактор может управлять расходом сточных вод, поэтому возможна работа сооружения с целью регулирования потоков сточных вод и/или загрязняющих веществ в независимости от качества очищенных сточных вод; при этом процесс отвода очищенных вод является периодическим, что благоприятно влияет на самоочищающую способность водоема;

У незначительные преобразования периода работы, устройств и оборудования реактора позволяют увеличивать или уменьшать расход обрабатываемых сточных вод;

У отстойники, насосы для возвратных потоков не требуются, и иловая смесь всегда удерживается в реакторе;

У после фазы реакции, взвешенные вещества и активный ил осаждаются. Высота сооружения способствует лучшему отстаиванию взвешенных веществ и активного ила;

У применение реактора в непрерывной схеме очистки сточных вод разрешает некоторые основные проблемы системы канализации бытовых сточных вод, например поступление неравномерного потока сточной воды;

У в реакторе возможно проведение процессов нитрификации, денитрификации и удаления фосфора без добавления химических реагентов путем изменения операционных параметров в фазе реакции.

К недостаткам реактора периодического действия следует отнести: достаточно сложный процесс тонкой настройки реактора, контроль и эксплуатацию, синхронизацию фаз и работы оборудования; сложный процесс обработки осадков; необходимость защиты системы аэрации в цикле работы. В

качестве примеров рассмотрим несколько очистных сооружений мира городов с различным количеством населения.

Станция Дублин бухти, Ирландия - Это большой комплекс реакторов периодического действия, который применяется для очистки бытовых сточных вод в г. Дублин с населением свыше 1 миллиона человек. Станция состоит из 24 реакторов в двух уровнях, очищается 320 000 м3 сточных вод в среднем и 960 000 м3 сточных вод во время дождя (максимальный поток воды).

Станция Chatuchak, Таиланд - станция очистки сточных вод ЗДаШ^ак представлена самыми новыми технологиями в Бангкоке, Таиланд. Система начала работать в 2006 году, обслуживает 432 тысячи человек с расходом 200 000 м3 бытовых сточных вод в среднем и 500 000 м3 в максимальный приток. Станция

«-» «-» л _

состоит из двух последовательных очередей, и в каждой схеме есть 4 ступени реактора.

Станция Моаб, Юта, США - С 2018 г. система реакторов периодического действия применяется в станции очистки сточных вод города Моаб для защиты окружающей среды национальных парков и популярного курорта. С целью мелиорации и повторного использования воды окрестности, 2 реактора на станции очищают 7 000 м3/сут сточных вод; эффективность очистки достигает 97 - 99% для органических веществ, а концентрация общего азота в очищенной сточной воде равно 3 - 4 мг/л.

Станция Дублин бухти

Станция Chatuchak

Станция Моаб, Юта Рисунок 1.3 Примеры реакторов периодического действия в мире

1.3. Теоретические основы процесса очистки сточных вод в реакторе

периодического действия

В основном, эффективность процесса очистки сточных вод в реакторе

периодического действия соответствует традиционной технологии применения

активного ила для очистки сточных вод, в зависимости от динамики утилизации

субстрата и процесса роста микроорганизмов в иловой смеси. Таким образом,

основное содержание разделов 1.3 и 1.4 посвящено представлению кинетических

параметров и также описанию биологических реакций в реакторе периодического

действия, направленных на уменьшение концентрации загрязняющих веществ в сточной воде.

1.3.1. Терминология кинетического роста микроорганизмов

Кинетический рост микроорганизмов в реакторе биологической очистки представляет собой управление и регулирование процесса утилизации субстрата биомассой, которая образуется в активном иле в реакторе. Процесс преобразования и трансформации загрязняющих веществ в реакторе периодического действия в процессе окисления субстрата и роста биомассы называется биологической очисткой и разделяется по концентрации растворенного кислорода в реакторе. Субстрат в сточной воде представляет собой органические соединения, состоящие от растворимых частиц, коллоидов и биоразлагаемых компонентов. На практике, субстрат, как правило, характеризуется по параметрам концентрации полного биологического потребления кислорода БПКп или/и биоразлагаемого химического потребления кислорода ХПКрб. Биомасса в реакторе представлена примесями, включающими части взвешенных веществ и иловой смеси (дозы ила) (TSS и VSS). Доза ила и концентрация активного ила в реакторе представляют собой количество взвешенных веществ в смешанной жидкой среде реактора периодического действия (MLVSS). Кроме того, типовые кинетические коэффициенты активного ила, применяющиеся в биологической очистке бытовых сточных вод от органических веществ при температуре 20оС показаны в таблице 1.3 [50, 64, 124]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чан Ха Куан, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов: информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 10. Принят Росстандартом. Утвержден приказом Росстандарта от 12.12.2019 N 2981. Дата введения 2020-09-01.

2. Баженов В. И. Использование комплексов имитационного моделирования для технологий очистки сточных вод / Эпов А.Н., Носкова И. А. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2014. — № 2. — С. 62—71.

3. Баженов В. И. Принцип продольной рециркуляции в аэротенках карусельного типа // Водоснабжение и канализация. — 2014. — №11—12. — С. 101—111.

4. Баженов В. И. Комплексная рециркуляционная модель биохимических процессов аэробной биологической очистки: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 03.00.23: защищена 2009 г. /Баженов Виктор Иванович. — Щелково., 2009. — 445 с. — 900491.

5. Баженов В. И. Механизм адаптации активного ила к низким концентрациям кислорода / Канунникова М. А. // Достижения науки и техники АПК. — 2012. — № 9. — С. 82—84.

6. Баженов В. И. Пуск современных очистных сооружений в г. Кунгур / Эпов А. Н., Канунникова М. А., Изместьев М. Е., Тарасов А. В., Чен С. // Водоснабжение и канализация. — 2010. — № 1. — С. 134—143.

7. Бескровная М. В. Математическое моделирование процессов очистки от соединений азота в проточных биореакторах // Коммунальное хозяйство городов. — 2010. — Т. 93. — С. 372—376.

8. Васильев Б.В. Технология биологического удаления азота и фосфора на станциях аэрации / Б.В. Васильев, Б.Г. Мишуков, И.И. Иваненко, Е.А. Соловьева // Водоснабжение и санитарная техника. — 2001. — № 5. часть 1. — С. 22— 25.

9. Винарский М.С. Планирование эксперимента в технологических исследованиях / М.С. Винарский, М.В.Лурье. — Техтка, 1975. — 168 с.

10. Воронов Ю.В. Водоотведение: учебное издание / Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, Е.А. Пугачев. — М.: АСВ, 2014. — 416 с.

11. Вострова Р.Н. Использование кассет с носителем биомассы на сооружениях очистки сточных вод / Р. Вострова, А. Роденко, Д. Макаров // Вода magazine. — 2015. — № 8 (96). — С. 20— 23

12. Вострова Р.Н. Применение иммобилизационной загрузки для интенсификации биологической очистки сточных вод / Р.Н. Вострова, А.В. Роденко // Вода Magazine. — 2018. — № 2 (126). — С.32— 36.

13. Гинцбург А.Л. Quorum sensing, или социальное поведение бактерий / А.Л. Гинцбург, Т.С. Ильина, Ю.М. Романова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2003. — № 5. — C. 86— 93.

14. Гогина Е. С. Удаление азота в модели циркуляционного окислительного канала при пониженном содержании органики в сточных водах / Гульшин И. А. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2017. — № 12. — С. 26—33.

15. Гогина Е. С. Исследование принципиальной возможности применения одноиловой схемы денитри-нитрификации при реконструкции очистных сооружений российской федерации / Гульшин И.А. // Вестник МГСУ. — 2013.

— № 10. — С. 166—174.

16. Гульшин И.А. Адаптация нитрифицирующего активного ила к симультанной нитрификации и денитрификации // Материалы межрегиональной научной конференции "IX Ежегодная научная сессия аспирантов и молодых ученых" / Мин-во обр. и науки РФ; Вологод. гос. ун— т. — Вологда: ВоГУ, 2015.

— С. 146— 148.

17. Данилович Д. А. Крупномасштабные сооружения биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов / Козлов М. Н, Мойжес О. В., Шотина К. В., Ершов Б. А. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2008. — № 10.

18. Дзюбо В.В. Причины неудовлетворительной работы малых канализационных очистных сооружений (КОС) / В.В. Дзюбо, Л.И. Алферова // Водоочистка. — 2015. — № 3. — С. 34— 40.

19. Долина Л.Ф. Реакторы для очистки сточных вод. В Реакторы для очистки сточных вод / Л.Ф. Долина. — Днепропетровск: Издательство Стандарт. — 2001. — 82 с.

20. Душкин С.С. Ресурсосберегающие технологии очистки сточных вод: монография / С.С. Душкин, А.Н. Коваленко, М.В. Дегтярь, Т.А. Шевченко. — Харьков: ХНАГХ, 2011.— 146 с.

21. Жмур Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. — М.: АКВАРОС. — 2003. — 512 С.

22. Залетова Н. А. Очистка городских сточных вод от биогенных веществ (соединений азота и фосфора): диссертация на соискание ученой степени доктора тех. наук //Поступила в редакцию в феврале 2012 г. — 1999.

23. Захватаева Н.В. Активный ил как управляемая экологическая система: под редакцией д.т.н., проф. Пупырева Е.И. / Н.В. Захватаева, А.С. Шеломков. — М: «Экспо-Медиа-Пресс», 2013. — 288 с.

24. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями / Д.Г. Звягинцев. — М.: МГУ, 1973. — 126 с.

25. Кампер Э. К. Биопленки в процессах обработки и распределения питьевой воды / Э.К. Кампер // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2012. — №11. — С.42 — 55.

26. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03— 85: свод правил СП 32.13330.2012: введ. 01.01.2013. — М.: Минрегион России. — 2012.

27. Кириллов А. Н. Параметрическая идентификация математической модели процесса биологической очистки в аэротенке / Смирнов Н.В. // Труды Карельского научного центра РАН. — 2014. — Т. 4. — С. 67—74.

28. Кичигин В.И. Моделирование процессов очистки воды: учебное пособие / В.И. Кичигин. — М.: Изд— во АСВ, 2003. — 230 с.

29. Крыклаев К. Эффективные сооружения: применение биореакторов с полимерной загрузкой на малых очистных сооружениях / К.Крыклаев // Вода magazine. — 2014. — №4. 80. — С. 22— 23

30. Кульков В.Н. Кинетика иммобилизованного и свободно плавающего ила в биореакторе при среднепузырчатой регенерации ершовой загрузки / В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, В.М. Сосна // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. — 2016. — № 2 (17). — С. 146 — 153.

31. Куюкина М. С. Адсорбционная иммобилизация клеток родококков в гидрофобизованных производных широкопористого олиакриламидного криогеля / М.С. Куюкина, И.Б. Ившина, Е.В. Рубцова, Р.В. Иванов, В.И. Лозин // Прикладная биохимия и микробиология. — 2011. — Т.47, №2. — С.176 — 182.

32. Лаврухина О. Н. Требования к созданию локальных очистных сооружений / О. Н. Лаврухина // Справочник эколога. — 2014. — № 11. — С. 19— 24.

33. Макиша Н.А. Глубокое удаление аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала / Н.А. Макиша, Д.Г. Смирнов // Интернет— вестник ВолгГАСУ. — 2012. — Вып.3 (23).

34. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. — М.: Стройиздат, 1977. — 299 с.

35. Нечаев А. П. Интенсификация доочистки биологически очищенных сточных вод / А.П. Нечаев, Л.В. Смирнова // Водоснабжение и санитарная техника. — 1991. — №12. С. 18— 20.

36. Никитина О.Г. Биоэстимация: контроль процесса биологической очистки и самоочищения воды / О.Г. Никитина. — М.: Макс Пресс, 2010. — 288 с.

37. Николаев Ю.А. Инновационная энергоэффективная и ресурсосберегающая технология очистки сточных вод от аммония в анаэробно-аноксидных условиях / Ю.А.Николаев, М.Н.Козлов, А.М.Гаврилин, М.В.Кевбрина, Н.В.Пименов, А.Г.Дорофеев, А.М.Агарев, А.Ю.Каллистова // Водоснабжение и санитарная техника. — 2016. — № 10. — С. 30— 35.

38. Олейник А. Я. Моделирование процессов удаления азота из сточных вод на малогабаритных установках биологической очистки / Тетеря А.И. // Прикладна пдромехатка. — 2001. — Том 3 (75). — № 3. — С. 59— 65.

39. Панова И.М., Нойберт И. Биологическая очистка по технологии SBR // Экология производства. 2014. № 6. С. 58— 61

40. Приказ об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (с изменениями на 10 марта 2020 года) / Министерство Сельского Хозяйства Российской Федерации 552 от 13 декабря 2016 года

41. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП 2.04.03 — 85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». — М.: Стройиздат, 1990. — С. 89.

42. Пупырев Е. И. Экономическое обоснование экологически безопасных технологий очистки сточных вод / Е. И. Пупырев, А. С. Шеломков // Водоснабжение и санитарная техника. — 2014. — № 1. — С. 5 — 12.

43. Разумовский Э.С. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов / Э.С. Разумовский, Г.Л. Медриш, В.А. Казарян. — М.: Стройиздат, 1986. — 173 с.

44. Рахманкулова З.Ш. Оценка способности нитрифицирующих микроорганизмов к образованию биопленок / З.Ш. Рахманкулова, Т.В. Кирилина, А.С. Сироткин // Вестник Технологического университета. — 2016. — Т.19. № 16. — С.152— 154.

45. Саломеев В.П. Глубокая очистка сточных вод в биореакторах с прикрепленной биомассой / В.П. Саломеев В.П. // Вода Magazine. — 2016. — № 5 (105). — С.38— 43.

46. Саломеев В.П. Реконструкция инженерных систем и сооружений водоотведения: монография / В.П. Саломеев. — М.: Издательство АСВ, 2009. — 192 с.

47. Саломеев, В.П. Решение вопросов удаления биогенных элементов из бытовых сточных вод / В.П. Саломеев, Е.С. Гогина, Н.А. Макиша // Водоснабжение и канализация. — 2012. — № 11— 12. — С.31— 39.

48. Смирнова Т.А. Структурно — функциональная характеристика бактериальных биопленок / Т.А. Смирнова, Л.В. Диденко, Р.Р. Азизбекян. — Т.: Микробиология. 2010. № 4. 79 — 432 — 446 с.

49. Стрелкова Е.А. Роль внеклеточного полимерного матрикса в устойчивости бактериальных биопленок к экстремальным факторам среды / Е.А. Стрелкова, Н.В. Позднякова, М.В. Журина, В.К. Плакунов, С.С. Беляев // Микробиология. — 2013. — №2. 82. — С.131— 139.

50. Технический справочник по обработке воды: в 2т.: пер. с фр. — СПб.: Новый журнал, 2007. — 1696 с.

51. Унифицированные методы исследования качества вод. М.: Совет экономической взаимопомощи, 1987. Ч. 1.

52. Феофанов Ю.А. Биореакторы с неподвижной и подвижной загрузкой для очистки воды: монография / Ю. А. Феофанов. — СПб.: СПбГАСУ, 2012. — 201 с.

53. Харькин С.В. Реализация технологий удаления азота и фосфора из сточных вод: роль проектирования и эксплуатации / С.В. Харькин, О.В. Харькина // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения.

— 2014. — № 1. — С. 4 — 15.

54. Харькина О.В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод/ О.В. Харькина. Волгоград: Панорама, 2015.

— 433 с.

55. Чан Ха Куан, Гогина Е.С. Влияние технологических параметров работы реактора периодического действия на эффективность процесса глубокой очистки сточных вод от соединения азота// Строительство: наука и образование. 2020. Т. 10. Вып. 2. Ст. 5. URL: http://nso-journal.ru DOI: 10.22227/23055502.2020.2.5

56. Чан Ха Куан, Гогина Е.С. Методы реконструкции и модификации реактора периодического действия станций очистки сточных вод во Вьетнаме // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 5. С. 589-602. DOI: 10.22227/19970935.2019.5.589-602

57. Чан Ха Куан, Гогина Е.С. Применение загрузочного материала BioChip в реакторе периодического действия // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 4. С. 592604. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.592-604

58. Чан Ха Куан, Гогина Е.С. Решение вопросов биологической очистки с применением реактора периодического действия в условиях Вьетнама // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2018. № 1. С. 32-35

59. Швецов В. Н. Использование блоков биологической загрузки на сооружениях очистки сточных вод / В.Н. Швецов, К.М. Морозова, И.И. Смирнова, М.Ю. Семенов, М.Л. Лежнев, Г.Г. Рыжаков, Т.М. Губайдуллин // Водоснабжение и санитарная техника. — 2010. — № 10, ч.2. — С. 25— 31.

60. Швецов В. Н. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод по схеме нитри-денитрификации / В.Н. Швецов, К.М. Морозова, К.В. Домнин, Е.Е. Архипова // Водоснабжение и санитарная техника. — 2012. — № 7. — С. 53— 58.

61. Швецов В. Н. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов / В.Н. Швецов, К.М. Морозова // Водоснабжение и санитарная техника. — 2012. — № 7. — С. 53— 58.

62. Шмидт А. В. Городские агломерации в региональном развитии: теоретические, методические и прикладные аспекты / Антонюк В.С., Франчини А. // Экономика региона. — 2016. — Т. 12, вып. 3. — С. 776— 789.

63. Эпов А.Н. Разработка типовых решений по автоматизации процессов биологической очистки сточных вод с совместным удалением азота и фосфора / А.Н. Эпов, М.А. Канунникова // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. — 2014. — №3. — С.40— 54.

64. Яковлев С. В. Биохимические процессы в очистке сточных вод / Карюхина Т.А. — М.: Стройиздат, 1980. 200 С

65. Ahn Y. H. Sustainable nitrogen elimination biotechnologies: a review // Process Biochemistry. — 2006. — Т. 41. — № 8. — С. 1709— 1721.

66. Annalisa Onnis— Hayden et al. Kinetics and nitrifying populations in nitrogen removal processes at a full— scale integrated fixed— film activated sludge (IFAS) plant // Proceedings of the Water Environment Federation — 2007 — №15 — С. 3099 — 3119 DOI: 10.2175/193864707787973789

67. Baeza J. A., Gabriel D., Lafuente J. Effect of internal recycle on the nitrogen removal efficiency of an anaerobic/anoxic/oxic (A2/O) wastewater treatment plant (WWTP) //Process Biochemistry. — 2004. — T. 39. — № 11. — C. 1615— 1624.

68. Barker P. S. General model for biological nutrient removal activated sludge systems: model presentation / Dold P.L. // Water Environmental Research. — 1997. — T. 69. — C. 969 — 984.

69. Benatti C. T., Tavares C.R.G, Filho B.P.D, Gaspar M.P. Sequencing batch reactor for treatment of chemical laboratory wastewater // Acta Scientiarum. Technology — 2003 — T.24 — № 2 — C 143 — 145.

70. Bertanza G. Simultaneous nitrification— denitrification process in extended aeration plants. Pilot and real scale experiments // Water Science and Technology. — 1997. — T. 35. — № 6. — C. 53—61.

71. Biological Nutrient Removal Processes // Operation of Municipal Wastewater Treatment Plants. Water Environment Federation — 2007. T. 2. C. 22.

72. Byung-Dae Lee. Theoretical Evaluation of Nitrogen Removal in Anoxic— oxic— anoxic— oxic Process // International Journal of Chemical, Environmental & Biological Sciences — 2016 — E. 4 — №. 3 — C. 4.

73. Brdjanovic D. Modelling COD, N and P removal in a full— scale WWTP Haarlem Waarderpolder / van Loosdrecht M.C.M., Versteeg, P., Hooijmans C.M., Alaerts G.J., Heijnen J.J. // Water Research. — 2000. — T. 34. — C. 846 — 858.

74. Canto C. S. A. et al. Feasibility of nitrification/denitrification in a sequencing batch biofilm reactor with liquid circulation applied to post— treatment //Bioresource Technology. — 2008. — T. 99. — № 3. — C. 644—654.

75. Chakraborty S., Khopade A., Mahadik K.R. Biofilm: Importance and applications // Indian Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8. Issue 2. Pp. 159— 168

76. Chiu Y. C. et al. Control of carbon and ammonium ratio for simultaneous nitrification and denitrification in a sequencing batch bioreactor //International biodeterioration & biodegradation. — 2007. — T. 59. — № 1. — C. 1—7.

77. Collivignarelli C. Simultaneous nitrification— denitrification processes in activated sludge plants: Performance and applicability / Bertanza G. //Water Science and Technology. — 1999. — T. 40. — № 4—5. — C. 187—194.

78. Consulting services: study on wastewater management strategy in Danang city / Da Nang Priority Infrastructure Investment Project, Final Report Package B28 Project ID No.: P086508, 2009

79. Damar Y., Ates A. and Ileri R. Treatment of Textile Industry Wastewater by Sequencing Batch Reactor (SBR), Modelling and Simulation of Biokinetic Parameters // International Journal of Applied Science and Technology — 2012 — T.2 — № 3 — C. 301 — 318

80. Decanting technology Type SBR— DEKA // Series documentation — version 12/2016 wilo gva URL: http://www.gva-net.de/fileadmin/pdfs/datenblaetter/50E N1612 TI DEKA.pdf

81. Drainage and sewerage — External Networks and Facilities — Design Standard / Viet Nam Water, Sanitation and Environment Joint Stock Company, 2008

82. Fitzgerald C. M. et al. Ammonia-oxidizing microbial communities in reactors with efficient nitrification at low-dissolved oxygen //Water research. — 2015. — T. 70. — C. 38—51.

83. Gao D. W. et al. Using oxidation-reduction potential (ORP) and pH value for process control of shortcut nitrification-denitrification //Journal of Environmental Science and Health, Part A. — 2003. — T. 38. — № 12. — C. 2933—2942.

84. Gaelle T., Josette G., Gilles B. and Michel G. Nitrous oxide emissions from denitrifying activated sludge of urban wastewater treatment plants, under anoxia and low oxygenation // Bioresource Technology — 2008 — T.99 — № 7 — C 2200 — 2209. DOI: 10.1016/j.biortech.2007.05.025

85. Gernaey K. V. Activated sludge wastewater treatment plant modelling and simulation: state of the art / van Loosdrecht, M.C.M., Henze M., Lind M., Jorgensen S.B. // Enviromental Modelling & Software. — 2004. — T. 19. — C. 763—783.

86. Hao O. J., Huang J. Alternating aerobic-anoxic process for nitrogen removal: process evaluation //Water Environment Research. — 1996. — T. 68. — № 1. — C. 83—93.

87. Helmer C., Kunst S. Simultaneous nitrification/denitrification in an aerobic biofilm system //Water Science and Technology. — 1998. — T. 37. — № 4—5. — C. 183—187.

88. Henze M., Gujer W., Mino T., Loosdrecht M. Activated Sludge Models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3, London: IAWPRC. — 2002.

89. H0iby N. A short history of microbial biofilms and biofilm infections // APMIS. 2017. Vol. 125. Issue 4. Pp. 272— 275. DOI: 10.1111/apm.12686

90. Holman J. B. COD, ammonia and dissolved oxygen time profiles in the simultaneous nitrification/denitrification process / Wareham D.G. // Biochemical Engineering Journal. — 2005. — T. 22. — C. 125—133.

91. Implementation of Sequencing batch reactors for municipal treatment / Barth E. F. EPA — 600/D — 84 — 022, 1983

92. Instructions and recommendations for the operation of Mutag BioChip 25TM carrier media. Multi Umwelttechnologie AG. URL: www.mutag-biochip.com

93. Jimenez J. Process control strategies for simultaneous Nitrogen removal systems / Bott C., Regimi P., Rieger L. // Proceedings of the Water Environment Federation. — 2013. — T. 4. — C. 492—505.

94. Kappeler J. Estimation of kinetic parameters of heterotrophic biomass under aerobic conditions and characterization of wastewater for activated sludge modelling / Gujer W. //Water Science and Technology. — 1992. — T. 25. — № 6. — C. 125— 139.

95. Koobum Kim. The characteristic of the sequencing batch reactor (SBR), anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) and sequencing batch biofilm reactor (SBBR) // URL: http://home.eng.iastate.edu/~tge/ce421-521/koobum.pdf

96. Laurent J. A protocol for the use of computational fluid dynamics as a supportive tool for wastewater treatment plant modelling / Samstag R. W., Ducoste J.

M., Griborio A., Nopens I., Batstone D. J., Wicks J. D., Saunders S., Potier O // Water Science and Technology. — 2014. — T. 70 (10). — C. 1575—1584.

97. Liu B. et al. Fate of dissolved organic nitrogen during biological nutrient removal wastewater treatment processes //Journal of environmental biology. — 2013.

— T. 34. — № 2. — C. 325.

98. Lucia Hernández Leal et al. Comparison of Three Systems for Biological Greywater Treatment // Water 2010, 2, 155 — 169; doi:10.3390/w2020155

99. Mahvi A. H. Sequencing batch reactor: a promising technology in wastewater treatment // Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. — 2008 — T. 5 — №. 2, C. 79— 90

100. Magrí Albert, Flotats Xavier. Modelling of biological nitrogen removal from the liquid fraction of pig slurry in a sequencing batch reactor // Biosystems Engineering

— 2008 — T. 101 — №. 2 — C. 239 — 259. DOI 10.1016/j.biosystemseng.2008.08. 003

101. Meijer S. C. F. Theoretical and practical aspects of modelling activated sludge processes. Doctoral dissertation, Delft University of Technology, 2004.

102. Meyer R.L. Challenges for simultaneous nitrification, denitrification and phosphorus removal in microbial aggregates: mass transfer limitation and nitrous oxide production / Zeng R.J., Giugliano V., Blackall L.L. // FEMS Microbiology Ecology.

— 2005. — T. 52. — C. 329—338.

103. Morling S. Nitrogen removal efficiency and nitrification rates at the Sequencing Batch Reactor in Nowy Targ. Poland — 2008 — T. 8 — №. 11 — C. 121— 128

104. Mueller J., Boyle W. C., Popel H. J. Aeration: Principles and practice. — CRC press, 2002. — T. 11.

105. Ni B.J., Mathematical modeling of aerobic granular sludge: a review / Yu H.Q. // Biotechnology advances. — 2010. — T. 28. — № 6. — C. 895—909.

106. Novak L., Goronszy M. C. and Wanner J. Dynamic mathematical modelling of sequencing batch reactors with aerated and mixed filling period // Wal. Sci. Tech — 1997 — T. 35 — № 1 — C. 105— 112.

107. Nutrient control design manual State of technology review report / EPA/600/R

— 09/012, 2009

108. Patil et al. Aerobic Sequencing Batch Reactor for wastewater treatment: A review // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) — 2013. — V. 2 № 10 — C. 534 — 550.

109. Primer for Municipal wastewater treatment systems / EPA 832— R— 04 — 001, 2004

110. Pasveer A. A.O contribution to the development in activated sludge treatment //J Proc Inst Sewage Purif. — 1959. — T. 4. — C. 436.

111. Pittoors E., Guo Y., WH Van Hulle S. Modeling Dissolved Oxygen Concentration for Optimizing Aeration Systems and Reducing Oxygen Consumption in Activated Sludge Processes: A Review // Chemical Engineering Communications, 201 (8), 2014, C. 983—1002.

112. Pochana K. Model development for simultaneous nitrification and denitrification / Keller J., Lant P. // Water Science and Technology. — 1999. — T. 39.

— № 1. — C. 235—243.

113. Pochana K. Study of factors affecting simultaneous nitrification and denitrification (SND) / Keller J. // Water Science and Technology. — 1999. — T. 39.

— № 6. — C. 61 — 68.

114. Poltak R.F. Sequencing Batch Reactor Design and Operational Considerations. New England Interstate Water pollution control commission, 2005.

115. National technical regulation on domestic wastewater QCVN 14: 2008/BTNMT/

116. Raboni M. et al. Calculating specific denitrification rates in pre- denitrification by assessing the influence of dissolved oxygen, sludge loading and mixed-liquor recycle // Environmental Technology — 2014 — T.35 — №. 20 — C. 2585 — 2588 DOI: 10.1080/09593330.2014.913690

117. Ricardo Silveira Bernardes et al. Modelling Nutrient Removal in a Sequencing Batch Reactor with Respirometry // dr. ir. W. H. Rulkens and dr. ir. A. Klapwijk Thesis Landbouw Universiteit Wageningen. — WorldCat — 1996

118. Standard Methods of the Examination of Water and Wastewater. 20th ed. / ed. Lenore C., Arnold G., Andrew E. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, 1999

119. Sequencing batch reactors for nutrification and Nutrient removal / EPA 832 R— 92— 002, 1992

120. Song X., Zhao L., Liu D., Zhao J. Step— feeding SBR for nitrogen removal from expressway service area sewage // 11th Asian conference on chemical sensors: (ACCS2015) — 00421 — DOI: 201710.1063/1.4977293

121. Summary report Sequencing batch rectors / EPA/625/8— 86/011, 1986

122. Sun S-P. Effective Biological Nitrogen Removal Treatment Processes for Domestic Wastewaters with Low C/N Ratios: A Review/ Carles Pellicer I Nacher, Brian Merkey, Qi Zhou, Si-Qing Xia, Dian-Hai Yang, Jian-Hui Sun, Barth F. Smets // Enviromental Engineering Science. — 2010. — T. 27. — № 2. — C. 111— 126.

123. Szilveszter et al. Lab Scale SBR reactor construction and characterization for dynamic modelling with ASM // Studia UB Chemia — 2010 — Sp.ISS

124. Tchobanoglous G., Burton F.L., Stensel H.D. Wastewater Engineering Treatment and Reuse. 5th ed. Mc Graw Hill, 2014

125. Third K. A., Burnett N., Cord-Ruwisch R. Simultaneous nitrification and denitrification using stored substrate (PHB) as the electron donor in an SBR //Biotechnology and bioengineering. — 2003. — T. 83. — № 6. — P. 706— 720.

126. Torretta V. et al. Assessment of Biological Kinetics in a Conventional Municipal WWTP by Means of the Oxygen Uptake Rate Method // Sustainability — 2014 — T.6 — C.1833— 1847

127. Uby L. Handbook of Mixing for Wastewater and Similar Applications. — Sundbyberg, Sweden: Xylem Water Solutions AB. — 2012.

128. Van Loosdrecht M. C. M. et al. (ed.). Experimental methods in wastewater treatment. — IWA publishing, 2016.

129. Van Niekerk A.M. A mathematical model of the carbon— limited growth of filamentous and floc— forming organisms in low F/M sludge / Jenkins D., Richard M.G. // Journal (Water Pollution Control Federation). — 1988. C. 100—106.

130. Vietnam Urban Wastewater review / Report No: ACS7712, The world band and Australian Aid, 2018

131. Yingyu L., Liu Y. Yuting P., Zhiguo Y. Nitrous oxide emissions from wastewater treatment processes // Phil. Trans. R. Soc. B — 2012 — T.367 — № 1593 — C. 1265 — 1277. DOI: 10.1098/rstb.2011.0317

132. Yoo H. et al. Nitrogen removal from synthetic wastewater by simultaneous nitrification and denitrification (SND) via nitrite in an intermittently-aerated reactor //Water research. — 1999. — T. 33. — № 1. — C. 145—154.

133. Zambrano J. Steady— state analysis of simple activated sludge processes with Monod and Contois growth kinetics / Carlsson B. //IWA Special International Conference: "Activated Sludge-100 Years and Counting", Essen, Germany. — 2014.

134. Zhang L. et al. Anaerobic ammonium oxidation for treatment of ammonium— rich wastewaters //Journal of Zhejiang University Science B. — 2008. — T. 9. — № 5. — C. 416 — 426.

135. Zhang P. Simultaneous nitrification and denitrification in activated sludge system under low oxygen concentration / Qi Z. //Frontiers of environmental science & engineering in China. — 2007. — T. 1. — № 1. — P. 49 — 52.

136. Zhao H. W. et al. Controlling factors for simultaneous nitrification and denitrification in a two-stage intermittent aeration process treating domestic sewage //Water research. — 1999. — T. 33. — № 4. — C. 961— 970.

137. Zhu G. et al. Simultaneous nitrification and denitrification in step feeding biological nitrogen removal process //Journal of Environmental Sciences. — 2007. — T. 19. — № 9. — C. 1043 — 1048.

138. Zhu S., Chen S. The impact of temperature on nitrification rate in fixed film biofilters // Aquacultural Engineering — 2002 — T. 26 — №. 4 — C. 221— 237. DOI: 10.1016/S0144— 8609(02)00022— 5

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Справки о внедрении результатов диссертационного исследования

UNIVERSITY OF DANANG

ENVIRONMENT PROTECTION RESEARCH CENTER

54 Nguyen Luong Bang, Danang, Vietnam; Tel: [phone]; Fax: 0511,3735595 Email: eprvilut 'Ti dut uiin. m

REFERENCE

Practicality in the research results of the Phi) thesis

PhD Candidate: I ran Ha (¿nan

I'he science results in the PhD thesis nbout the topic: "The research of technology SDK in Vietnamese municipal wastewater treatment" has been used by Environment Protect Research Center, Danang University in work: "Simulation process nitrification and dcnilrification by laboratory model" and has been introduced and presented in scientific research activities of Center

In particular, the details of them are included

• The model in laboratory has been used in evaluation process wastewater treatment of some kind of treated water, depending on request of Center

• Calculate the specific nitrification rale and denitrilocation rate through ihc products and results of experiment. The scheme, flowchart, source and results file of model has been attached below.

Vice rector of EPRC

Prof Tran Van Quang

Перевод с вьетнамском» и английского языков на русский язык

ДАНАНГ УНИВЕРСИТЕТ

Няучно-обри ншиtc.tMii.ii' центры «Цещр Охраны Поды л Окружающей Средин

Вьетнам. Дананг .iiptxy 54 Нгуен Лыонг Банг улица Tea. <84 Я13?¡5595 Факс -Н4 51 13 735595 Email ei>rc<jt,!udut.uiin.\-n

СПРАВКА О внедрении рМУЛЬТЯТОИ диссертационной риГииЫ Аспират: Чан Хя Куян

Результаты диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук по теме «Совершенствование технологии очистки сточных вол в биологических реакторах периодического действия» использованы НОЦ «Центр Охраны Волы и Окружающей Среди». Ланит Университет при выполнении работы: «Моделирование процесса нитрификации и лс нитрификации по лабораторной модели» и будут внедрены при обра to ванн и и научно-исследовательской дехгслыюсги.

В частности, и с пользуются:

> Применение модели дзя мониторинга и оценки процесса очистки сточных вод и лабораторной модели, зависимоегн от запроса Центра

> Применение расчета удельной скорости Денитрификацин и Низрифнкацни и процессе биологической очистки в образовании при условиях Вьетнама с применением результатов диссертации.

Проректор Центра

Подпись: Чан Ван Кушн. профессор

I le'iat ь: Миннсгсрсгоо образования и профессиональной подготовки Вьетнама

НОЦ «Центр Охраны Волы и Окружающей Среды», Дананг Университет

Подпись владельца

<7mK i) FNHH Diu tur phat iricn C ONG HOA - XA HQI -CHI! NGHlA VlpT cong nghj Moi tririmy Qll NAM

f)(k lap - Tfr tlo Ifgiih pJiuc

»AMI CIA Mi HI EM C(TU

Tinh tli tic tien in hi» cac kit qua nghien ciru cuu tiifin an Tien Sy

Nghiin cuv sinh; Trail lid Qiiim

Cac kct qua nghien cihi khoa h^c cua luan an Tien sy v<Vi dc tai: "Cong ngh? xu ly nude thai bang bi phan img theo me SBK trong di£u kien Viet Nam" du<?rc sir dyng bi'ti Colli! ty Cong ty TNHH Dau tir phat trien Cong ngh<- Moi trufrng Ql) trong qua trinh thvtc hien dy an "Cai 190 va nang cap 1 le thong Xir ly nude thai B^nh vicn VTnh Due, linh Quang Nam" va dtrite lien hanh trong thicl ke ciia b£ sinh hoa hiC;u klu Aerotank b^c 1 va b^c 2 ciia 11? thong xir ly nirae thai.

Cac noi dung cu the bao gom;

> Thiet ke va tinh loan lirtjng nude hoi luu nham thi/c hign qua trinh Den itri deal ion Irong be sinh hoa b£c 1

> Tinh toan Iirgng kieni lieu thi,i eho qua trinh Nitrification trong be sinh hoa bac 2

Перевод с вьетнамског о и английского тыков па русский ятык

ООО «Инметмцнн и СОЦИАЛИСТИЧЕСКАЯ РЕСПУБЛИКА ВЬЕТНАМ ражи 1 иг Экологической Не )авискмосп>*( во6ола-( час!ьс

типологии КД»___

СПРАВКА

о внедрении рпулыатвлнсссрпшионний района Аспирант: Чан \а Куан

Результаты диссертационной роботы на соискание ученой степени кандидата технических наук но теме «Совершенствование технологии очистки еючкьп вол в биологических реасторах периодического действия» испольчованы ООО «Инвестиции и развитие Экологической технологии КД» при выполнении работ; «Ре ко не фу к ни я схемы очистки сточных вол сооружений больница Виньдук, Куан! Нам» и булуг внедрены при проектировании Ачрогеикн системы очистхи сточных вод. В частности, кенопьтуклея:

г Проектировании реконструкции первого атротенка для применения биологическою

процесса Денитрификацни и реакторе > Расчет оптимального решета - щелочность для интенсификации процесса Нитрификации в торой аэротенке

Директор Компании Подпись: Фпм Ань Туаи

Печать: Горол Дананг. Социалистическая Республика Вьетнам

ООО «Инвестиции и рати тис Экологической технологии КД»

Подпись владельца

Итого пронудерс лио, прк>шн>роыно н Скреплено new ыо____*02- лисп

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Соглашение научно - исследовательской программы во Вьетнаме

o

uf* IM04

THE UNIVERSITY OF OANANG DANANG UNIVERSITY OF TECHNLOGY

54 Nguy*n Luong lisrg ttinu-<3 Vwtna-n T»1 (M) 511 3W2 308. Fa- (M) 61 1 3M2 771 Fm*i dhbitgduludn.wi «obi.» http 0VMw.dut«4u vn

Danang, May /5*. 2019

CONFIRMATION LETTER FOR RESEARCH PROGRAM

Dear PhD student Trail Ha Quan (Passport No.: N1959070)

Greetings from the Da Nang University of Science and Technology!

Alter assessment the Research Program Agreement and Plan of Mr. Tran «i

II,t Quan. 3 grade PhD program in Department of Water Supply and Water removal, Moscow State University of Civil Engineering; we are agree your requirements about working in Vietnam.

Your dissertation is considered the new appliance for reconstruction and modification of wastewater treatment plants, using SBR technology in developing countries.

With the purpose of your deeper research, it is my pleasure to officially agree and confirm you to work in Danang city. Vietnam as a researcher from 28th May to 07* July, 2019.

Your kind attention to this matter is greatly appreciated. We look forward to seeing you in Danang city, Vietnam.

Sincerely yours.

Prof, Trail Van Quang

Dean of Faculty of Environment

Da Nang University of Science and Technology

Соглашение научно - исследовательской нрш раммы

Аспирант З-tic курса Чан Ха Кули, кафе.тры (водоснабжения и Водоотводе пня. Института Инженерно-экологического Строительства и Механизации, Национального Исследовательского Московского Государственного Строитель! юга Университета, принимаю участке н нее ледовагельской деятельности в Университете науки и техники Дананга (DUT).

1, Ф И О: Чан Ха Куан

V День рождения: 2 Января 1900 г.

> Кг Паспорта,: N1959070

> E-mail: haqnan_891300'â!yahoo.eoni

2, Научно-исследовательская Hpoipuuua: Модификация реактора периодического действия для процесса биологической очистки бытовых сгонных вод в городе Дананг, Вьетнам

3, Продолжительность программы: 29 мая • 7 июля 2019 года -4. Содержание программы: приложенные документы

5. Содержание nporjjaMiau'

> Университет науки и техники Дананга (DUT).

> Адрес: 54 Nguyen Luong Hang Улица, Дананг, Вьетнам

> Тел: [phone]

А. Научный руководитель: 1 огина Клена Сергеевна, канд. теки. наук, доцент 7. Научный руководитель по месту исследования: Проф. Чан Ван Куан г К. Командировочные расходы: ча счет принимающей стороны - Чан Ха Куан.

9, Lodgings: та счет принимающей стороны - Чан Ха Куан,

10, Трудоустройство: В соответствии с условиями учебного плана обучения M ПСУ

Два экземпляра Соглашения подготовлены и подписаны обеими организациями, и каждый экземпляр сохранен каждой стороной.

Проф. Члн R.™ Куаг

Зап. Кафедры Технологической Ixmormi Унниерснгет науки и техники Данаша

Канд. Техн. Наук. Тогнна рленв Ггргесвнл До»(н1 кафедры Водоснабжения н Водоотвод ни и Московский Государственный Строительный Университет

UNIVERSITY OF DANANG

ENVIRONMENT PROTECTION RESEARCH CENTEI

54 Nguyen Luong Bang. Danang, Vietnam; Tel: [phone]; Fax: [phone] Email: eprcdut aJut. ucbt. vn

CONFIRMATION

Methods for the examination of water ami wastewater

From 29,b May 2019 to 7th July 2019. the candidate 7ran Ha Quan, 3,d grade PhD program iti Department of Water Supply and Water removal, Institute of Environmental Engineering and Mechanization (IIESM), Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), taked part in research activities in the Environment protection Research center (EPRC), Da Nang University of Science and Technology (DUT). In this time, he analyzed water quality by Standard methods.

The methods included:

,No. Parameters Methods/Dev ice

! pH Eeo Sense pH 10A

2 DO HACH HCWOd Portable

f3 ORP HACH H040d Portable

4 Solids (Suspended/sludge) SMEWW 2540 SOLIDS #(43)*

5 BOD, SMEWW 5210 B. 5-Day BOD Test

6 COD SMEWW 5220 C. Closed Reflux. Titrimetric Method

7 N-NIÍ, SMEWW 4500-NfLC.T itrimetrie Method

N-NOr SMEW W 4500-N0; B. Colorimetric Method

9 N - NO, SMEWW 4500-NO. B. Ultraviolet Spectrophotometry Screening Method

10 Organic Nitrogen SMEWW 4500-N„fC H. Macro-Kjeldahl Method

ll I_ P - POj SMEWW 4500-i' C. Vanadomolybdophosphoric Acid Colorimelric Method

Note: AH devices has been calibrated before using by EPRC

Head of laboratory

Hoang Ngoc An

f EPRC

Prof Tran Van Quang

[ 1 ере вод е вьет намекого н английского языков на русский язык

ДАНАНГ УНИВЕРСИТЕТ Научно-обрэзовазс.зьныс нешры «Центр Охраны Волы н Окружякнисн Среды»

Вьетнам. Дананг город. 54 Нгуен Лыанг Ьанг у. шца Тел. 84 St¡3735595 Факс [phone]¡5545 Email: сргЫшШи!- uJn. vu

СПРАВКА Meии анализа качеств сючныз и оч мшенных но.i Аспирант: Чан Ха К'уан

С 29 мая 2019 г. по 7 июля 2019 г.. Аспирант 3-его курса ЧАН ХА КУАН из кафелры Водоснабжения и Водоот веления, Инспгтута инженерно-экологического строительства и механизации (ИИ'ХМ), Московского государственного стронтсльного университета принимал участие в научно-исследовательской деятельности » Научно-исследовательском центре Охраны Воды н Окружающей Среды. Данаш университете. В это время, он анализировал качество сточных и очищенных под но стандартными методами.

Таблица методы:

No. Hapaxeipu Сгандаршме методы/ У с i poftci nu .г t и анализа

1 Водородный показатель (pH) Ее» Sense pH I0A

2 Растворенный кислород (IX)! HACH HQ4fkJ Portable

3 О к и сл нтс лы1 о- восстанон и i с. i ьн ы й потенциал (ORP) HACH HQ40d Portable

4 Взвешенное вещество SMEWW 2540 SOI.IDSf<43)*

5 ВПК» SMEWW 5210 В.5-Днсй ВПК

6 ХПК SMEWW 5220 С. Г ктри метрический метол

7 N - NHi SMEWW 4500-Nlh С. Титрнметрический метод

8 N - NO- SMEW 4500-NO; fj. Колориметрический метод

9 N - NO] SMEWW 4500-NO? В. ультрафиолетовый спекгрофотометрнческнй метод скрининги

10 Organic Nitrogen SMEWW 4500-NgqjB. Макро-Кьелюаль метол

11 P- PO* SMEWW 4500-1' С. Колориметр« чес к и и метол •анвломолнбдофосфорной кислоты

11рнмечание: все устройства откплнброваны перед анализом

Заведующий лабораторией

Подпись: Ноанг Нток Ан. матстр наук, доцент

Проректор Центра

Полнись: Чан Ван Куанг, профессор

Печать: Министерство образования и профессиональной подготовки Вьетнама

ПОП «Центр Охраны Воды и Окружающей Среды», Дананг Университет

I 1однись владельца

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Ведомость графических материалов

Лист Наименование Примечание

1 Станция Ноахиап: Схема очистки после реконструкции реактора периодического действия

2 Станция РМ1ос: План размещения до реконструкции М 1:100

3 Станция РМ1ос: Генеральный план станции после реконструкции М 1:80

4 Станция Phuloc: Схема очистки после реконструкции реактора периодического действия

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Ведомость символов в диссертации

Часть 1.3.1 - Терминология кинетического роста микроорганизмов

Символ Единицы Обозначение

ХПКрб мг 02/л Био-разлагаемое химическое потребление кислорода Biodegradable solube COD

TSS мг ила/л Общее количество взвешенных веществ Total suspended solids

VSS мг ила/л Взвешенные органические вещества в смеси сточных вод с активным илом Volatile suspended solids

MLVSS мг ила/л Взвешенные органические вещества в смеси сточных вод с активным илом Mixed liquor volatile suspended solids

k г ХПКрб/г илы/сут Максимальная скорость утилизации субстрата Maximum specific substrate utilization rate

Ks мг ХПКрб /л Коэффициент половинной скорости, когда концентрация субстрата равна половиной максимальной удельной скорости утилизации субстрата Half velocity constant, substrate concentration at one half the maximum specific substrate utilization rate

Y мг ила/мг ХПКрб Коэффициент отдачи, определяющийся как масса активного ила или биомасса, произведенная на единицу удаленного субстрата True yield coefficient

kd г ила /г ила/ сут Коэффициент эндогенного распада Endogenous decay coefficient

r 1 su г/м3/сут Скорость утилизации субстрата Rate of substrate concentration changes due to utilization

Символ Единицы Обозначение

S г/м3 Предел роста микроорганизмов в растворимом субстрате Growth-limiting substrate concentration in solution

X г/м3 Концентрация биомассы или микроорганизмов Biomass concentration (microorganism)

Мта г новые клетки/г клетки/сут Максимальная скорость роста бактерии Maximum specific bacterial growth rate

rg г ила/м3/сут Скорость роста биомассы Net biomass production rate

rXT г/м3/сут Скорость производства взвешенного вещества в иловой смеси Total VSS production rate

fd г VSS/ г VSS Фракция биомассы в клеточных остатках Rate of cell debris production

X0 мг VSS/л Концентрация части небиоразлагаемых взвешенных вещств в сточной воде Influent VSS concentration

FX.aKT г MLVSS/ г VSS Фракция или доля активного биомассы Active fraction of biomass

^эио г биомассы/ г используемых субстратов Массовая отдача биомассы Net biomass yield

Y *наб г VSS/ г удаленные субстраты Наблюдаемая отдача Observed yield

кг БПК/м3/сут Объемная нагрузка на реактор по органическим веществам The organic volumetric loading rate

Часть 1.3.3 — Теория биологической очистки сточных вод в реакторе

периодического действия

Символ Единицы Обозначение

|!п (или УСН) г новые клетки/г клетки/сут Удельная скорость роста нитрифицирующих бактерий Specific growth rate of nitrifying bacteria

Мпт г новые клетки/г клетки/сут Максимальная удельная скорость роста нитрифицирующих бактерий Maximum specific growth rate of nitrifying bacteria

Кп мг ХПКрб /л Коэффициент половинной скорости, когда концентрация субстрата равна половиной максимальной удельной роста нитрифицирующих бактерий Half velocity constant, substrate concentration at one half the maximum specific substrate utilization rate

kdn г VSS/ г VSS/сут Коэффициент эндогенного распада для нитрификации организмов Endogenous decay coefficient for nitrifying organisms

DO мг O2/л Концентрация растворенного кислорода Dissolved oxygen concentration

Ко г/м3 Коэффициент полунасыщения для растворенного кислорода. Half saturation coefficient for DO

УСД г новые клетки/г клетки/сут Удельная скорость денитрификации Specific growth rate of denitrifying bacteria

— г VSS/ г VSS Доля денитрифицирующих бактерий в биомассе Fraction of denitrifying bacteria in the biomass

Часть 1.3.4 — Моделирование процессов биологической очистки в реакторе

периодического действия

Символ Единицы Обозначение

ТА г ХПК/ г N03 Наблюдаемая отдача автотрофной биомассы

г ХПК/ г ХПК окисление Наблюдаемая отдача гетеротрофной биомассы

/р Фракция биомассы, образующие частицы

г азот/ г ХПК в биомассе Отношение массы азота к массе ХПК в биомассе

г азот/ г ХПК в массе эндогенного распада Отношение массы азота к массе ХПК в продуктах эндогенного распада

1% Сут-1 Максимальная скорость роста гетеротрофов

Сут-1 Максимальная скорость роста автотрофов

г 02/м3 Коэффициент половинной скорости использования кислорода для гетеротрофной биомассы

^£0 г N-N03^ Коэффициент половинной скорости использования нитратов для денитрификации гетеротрофной биомассы

г N-NHз/м3 Коэффициент половинной скорости аммонийного азота для автотрофной биомассы

ХПК*м3/г/сут Скорость аммонификации

г ХПКрб/г ХПК/сут Максимальная удельная скорость гидролиза

Корректирующий фактор для при аноксидных условиях

—Л Корректирующий фактор для гидролиза при аноксидных условиях

Сут-1 Коэффициент распада для гетеротрофной биомассы

А

Сут-1

Коэффициент распада для автотрофной биомассы

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Результаты эксперимента и расчета в диссертации

Задача 1А — Определение оптимального количества загрузочного материала ВюсЫр в реакторе

День 1 2 3 4

Время 9ч 17ч 9ч 13ч 17ч 9ч 17ч 9ч

Продолжительность 0ч 8ч 24ч 28ч 32ч 48ч 56ч 72ч

Концентрация иловой смеси в емкости, г/л

1- 5% ВюсЫр - 0,996 1,044 1,049 1,056 1,067 1,077 1,074

2- 10% ВюсЫр - 0,933 1,005 0,998 1,013 1,019 1,028 1,029

3- 25% ВюсЫр - 0,761 0,886 0,933 0,921 0,913 0,909 0,918

4- 35% ВюсЫр - 0,784 0,948 0,963 1,011 1,004 0,987 1,003

5- 50% ВюсЫр - 0,797 0,882 0,954 0,973 0,946 0,984 0,998

Концентрация иловой смеси на поверхности материала, г/л

1- 5% ВюсЫр 0 1,436 0,784 0,809 0,836 0,887 0,857 0,874

2- 10% ВюсЫр 0 1,783 1,265 1,388 1,333 1,409 1,408 1,379

3- 25% ВюсЫр 0 1,789 1,466 1,349 1,417 1,493 1,537 1,502

4- 35% ВюсЫр 0 1,452 1,185 1,174 1,108 1,158 1,212 1,177

5- 50% ВюсЫр 0 1,239 1,180 1,120 1,117 1,170 1,148 1,130

Общая концентрация иловой смеси в емкости, г/л

1- 5% ВюсЫр 0 2,432 1,828 1,858 1,892 1,954 1,934 1,948

2- 10% ВюсЫр 0 2,716 2,270 2,386 2,346 2,428 2,436 2,408

3- 25% ВюсЫр 0 2,550 2,352 2,282 2,338 2,406 2,446 2,420

4- 35% ВюсЫр 0 2,236 2,133 2,137 2,119 2,162 2,199 2,180

5- 50% ВюсЫр 0 2,036 2,062 2,074 2,090 2,116 2,132 2,128

Задача 1Б — Исследования работы реактора периодического действия с применением загрузочного материала

Реактор Без материала С материалом

Время 0 3 5 8 10 16 24 0 3 5 8 10 16 24

Концентрация очищенных сточных вод

БПК5, мг/л 1 115 107 68 26,00 23,00 16,30 15,20 115 86 53 15,80 10,20 7,60 7,10

2 123 101 73 32,00 28,00 16,30 15,80 123 89 56 18,00 11,00 8,10 7,80

3 137 106 77 41,00 26,00 17,50 17,20 137 93 61 23,00 14,00 9,80 9,90

4 232 - 96 41,00 - 20,50 19,70 232 - 83 26,00 - 13,90 13,40

5 256 - 101 49,00 - 21,60 20,80 256 - 84 30,00 - 12,70 12,30

6 127 - 73 21,00 - 16,80 14,90 127 - 56 14,10 - 7,60 7,40

7 118 - 83 45,00 - 24,00 17,70 118 - 76 28,00 - 8,50 8,30

8 106 - 78 36,00 - 21,00 16,80 106 - 59 30,00 - 10,10 9,50

ХПК, мг/л 1 182 135 105 54,00 46,00 30,00 30,00 182 117 93 30,00 18,00 15,00 14,00

2 176 128 110 68,00 47,00 33,00 28,00 176 121 88 37,00 22,00 16,00 15,00

3 193 135 113 73,00 49,00 30,00 29,00 193 119 95 46,00 28,00 14,00 14,00

4 345 - 133 61,00 - 27,00 25,00 345 - 111 42,00 - 18,00 17,00

5 350 - 127 53,00 - 30,00 27,00 350 - 108 42,00 - 18,00 16,00

6 189 - 102 49,00 - 28,00 27,00 189 - 96 35,00 - 14,00 14,00

7 175 - 108 69,00 - 27,00 23,00 175 - 88 41,00 - 16,00 15,00

8 170 - 111 64,00 - 26,00 24,00 170 - 93 47,00 - 18,00 16,00

1

3