автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Особенности работы аэротенков и отстойников при удалении азота и фосфора

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ АЭРОТЕНКОВ И ОТСТОЙНИКОВ ПРИ УДАЛЕНИИ АЗОТА И ФОСФОРА

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

*

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВА Елена Александровна

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена на кафедре "Водоотведение и экология" Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Мишуков Борис Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Феофанов Юрий Александрович кандидат технических наук, доцент Блинов Андрей Валентинович

Ведущая организация -

ООО НИИГИПРОХИМ, г. Санкт- Петербург.

Защита состоится 'Ч/у "декабря 2003года в _ часов на заседании диссертационного совета Д.212.223.06 при Санкт - Петербургском государственном архитектурно - строительном университете по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул. д. 4, ауд. 206. Телефакс: (812) 316-58-72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт - Петербургского государственного архитектурно - строительного университета.

Автореферат разослан " "ноября 2003года.

Ученый секретарь >^-7/

диссертационного совета ъ>" Дерюгин В.В.

А

18454

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В текущем XXI веке технологии очистки городских сточных вод, связанные только со снижением БПК до предельно допустимого уровня, уходят в прошлое. На ведущие позиции выдвигаются технологии биологического удаления азота и фосфора, изменяющие требования к работе очистных сооружений. Определение эффективности работы системы взаимосвязанных сооружений, от входа воды в первичные отстойники до выхода ее из вторичного отстойника, по результатам анализа параметров эксплуатации действующих сооружений, является весьма актуальной задачей. Существующие нормативные документы - СНиП 2.04.03-85, справочники и справочные пособия не позволяют производить обратные расчеты по определению качества очищенной воды, включая показатели состава по азоту и фосфору, по объемам и пропускной способности действующих сооружений. Актуальность данных исследований повышается в условиях перехода на автоматизированные системы управления процессом очистки, при накоплении материалов эксплуатации, последующей их обработки, и создания управляющих программ.

Цели и задачи работы. Слабое отражение в научной литературе параметров эффективной эксплуатации первичных и вторичных отстойников, аэротен-ков в схемах нитрификации, денитрификации и дефосфатирования, предопределяет постановку следующих задач:

- сбор и обработка материалов эксплуатации первичных и вторичных отстойников, а также блоков биологической очистки;

- определение основных параметров, влияющих на эффективность работы отстойников и блоков биологической очистки;

- анализ литературных материалов по работе первичных и вторичных отстойников, а также по биологическому удалению азота и фосфора;

- формулирование зависимостей процессов очистки сточных вод в первичных и вторичных отстойниках, а также нитрификации, денитрификации и дефосфатирования в блоках биологической очистки.

Научная новизна работы. По результатам сбора и анализа данных по эксплуатации действующих очистных сооружений Санкт - Петербурга и Москвы подготовлены:

■ зависимости для определения эффективности работы первичных радиальных отстойников на основе постоянно измеряемых на очистных станциях параметров (зольности осадка, режима его выгрузки, гидравлических условий);

■ метод расчета состава осветленной воды по БПК, ХПК, азоту и фосфору в зависимости от эффективности осветления сточных вод;

■ зависимости для ориентировочных и детальных расчетов процессов биологической очистки, в том числе нитрификации по глубине окисления аммонийного азота, денитрификации по абеспеяенн0схилш«20кисляемым

субстратом, дефосфатирования по 11#Д(оЛМ#&9ЙАдЬ1<А%наэробной

БИБЛИОТЕКА { 3 С.Петер$ург/^^»

1 ОЭ ОД)ахт'

обработки в технологических схемах биологического удаления азота и фосфора;

■ материалы для расчета эффективности работы вторичных отстойников, учитывающие высоту стояния ила и нагрузку на водосборные лотки.

Научно - практическая значимость. Подготовлены методические материалы для прямого и обратного расчета системы первичных и вторичных отстойников и блоков биологической очистки с денитрификацией и дефосфатиро-ванием. Привлечены в качестве расчетных параметров показатели загрязне- '

ния азотной и фосфатной группы, которые могут выступать как оперативные критерии в системах автоматизированного контроля и управления процессами очистки сточных вод. По результатам исследований были подготовлены рекомендации по расчету и проектированию очистных сооружений в ходе их реконструкции, переданные проектным организациям Ленводока-налпроект, Водопроект - Гипрокоммунводоканал, Ленгипроинжпроект, ООО "Прирост". Рекомендации использованы при реконструкции очистных сооружений гг. Нарьян - Map, Петродворец, Находка, пос. Репино, Важины Ленинградской области, базы отдых "Сторожинец" Псковской области. В пос. Важины очистные сооружения реконструированы, и в настоящее время функционируют.

Апробация. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на: международных научно - технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов № 53 - 55 в 1999 -2001 годах (СПбГАСУ); научных конференциях профессоров преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета № 57 - 60 в 2000 - 2003 годах (СПбГАСУ). Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ. На защиту выносятся.

■ результаты оценки эффективности работы первичных радиальных отстойников;

■ закономерности процессов биологической очистки сточных вод в аэротенках с денитрификацией и дефосфатированием; ;

■ зависимости качества очищенной воды от эффективности работы вторичных отстойников.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении. Обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели исследований, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе. Приводится оценка эффективности работы первичных отстойников в эксплуатационных условиях. В системах управления работой первичных отстойников должны применятся зависимости, которые позволяли бы прямой и обратный расчеты эффективности, а также накопление, анализ и систематизацию параметров в условиях постоянно меняющейся обстановки на очистных станциях. Учитывая климатические особенности

4

■■ф Ч

Санкт-Петербурга, следствием которых является значительная неравномерность зольности осадка сточных вод, возникает необходимость более полного учета влияния зольности на расчетный эффект осветления при математическом описании работы первичного отстойника. В результате уравнение математической модели первичного отстойника приняло вид:

Лъ

г»/та, ю, оа, «тчь .т. ,

= ср10 (1)

7 _ ^ле! 7 _ Д

' 2~С~

^■ОД ОС

где: Си и Сех - концентрация взвешенных веществ во входящей воде и выходящей из отстойника, мг/л; (зольность, доли единицы); * - средняя

продолжительность отстаивания, с; гидравлическая нагрузка ц - , м3/ч на 1 погонный метр длины водосборных лотков; Нш - глубина проточной части в отстойнике, м (Нш- Я^-Я^.); С^ - концентрация сухого вещества в осадке, г/л; и - количество выгрузок осадка, в сутки. Результаты расчетов помещены в табл. 1 для очистных станций Санкт г-Петербурга.

Таблица I

Значения коэффициентов и показателей степеней эксплуатационной модели первичпых отстойников

Станция аэрации си О-г аз 0<4 тг В

Центральная (ЦСА) 0,026 0,209 0,088 0,720 0,592 4,108

Северная (ССА) 0,0! 8 0,219 0,111 0,840 0,585 4,063

Пушкинская (ПСА) 0.034 0,389 0.055 0,963 0,598 4,235

В качестве иллюстрации соответствия расчетных значений фактическим на рис. 1 приведены графики сопоставления фактических и расчетных значений Сгх для станций аэрации Санкт - Петербурга.

По данным, собранным в процессе экспериментальной работы на станциях аэрации, было рассчитано эквивалентное количество удаляемых примесей по отношению к беззольному веществу (для каждой станции аэрации).

Формула для определения состава осветленной воды учитывает зольность взвешенных веществ.

С,мв =Снеос.-ф/Э Со, (1-s) (2)

где ф - эквивалентное количество загрязнений, выводимых с органическим веществом осадка, г/г. Значения <р(, полученные для Северной (ССА), Пушкинской (ПСА) и Центральной (ЦСА) станций аэрации представлены в табл. 2.

За»исиностъ рлсчстныхм фжттаокю •нлчсняй Сш дня ПСА

70

во

50 40 30 20 10 О

/С

30 * во ♦дтнеокоеФниежсСвк.шЙ!

3»исм*о91ьр«сч«тнихи фдтмсвких

значений С*хдляССА

400

* 350

к

¥ эии

250

V

1 200

150

* 100

50

9 £ 0

О 100 200 300 400 Фаптеасие эночетя мг/л

Рис. 1. Сопоставление расчетных и фактических значений С„ для станций аэрации Петербурга.

Таблица 2

Эквивалентное количество удаляемых примесей по отношению к беззольному веществу осевшей взвеси (<рф()

Загрязняющие компоненты <?1(ЦС А) Ф/ (ССА) 9/ ^ПСА)

ХПК 1,69 1,66 1,72

БПК, 0,68 0,59 0,87

0,076 0,096 0,046

Рыж 0,027 0,024 0,013

Аналогичные исследования были проведены и для московских станций аэрации - Курьяновской и Люберецкой. Для расчетов была применена формула (1). Значения коэффициентов и показателей степеней для станций аэрации Москвы сведены в табл. 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов я показателей степеней эксплуатационной модели первичных отстойников

Станции аэрации ел а2 аз си т2 В

ЛСА 0,061 0,169 0,079 0,503 0^95 4,122

НЛСА 1 0,041 0,131 0,063 0,535 0,591 4,090

НЛСА2 0,081 0,112 0,051 0,457 0,597 4,012

КСА 0,034 0,216 0,061 0,867 0,580 3,859

ИКСА 1 0,033 0,243 0,063 0,943 0,579 3,643

ИКСА 2 0,034 0,246 0,060 0,935 0,580 4,068

По данным работы станций аэрации г. Москвы по формуле (2), было рассчитано эквивалентное количество удаляемых примесей по отношению к беззольному веществу осевших взвешенных веществ для каждой станции (табл. 4).

Таким образом, становится возможным оценить качество осветленного стока в условиях меняющегося состава воды, при использовании отстойни-

ков в качестве реакторов кислого брожения с высоким уровнем стояния осадка.

Таблица 4

Эквивалентное количество удаляемых примесей по отношению к беззольному

веществу осевшей взвеси (фф.) ЛСА и НЛСА; КСА и НКСА

Станции аэрации Значе ниеф/

ПоХПК По ВПК;

ЛСА 1,76 0,6/

НЛСА 1 1,7 0,72

НЛСА 2 1,73 0,68

КСА 1,92 0,81

НКСА 1 1,84 0,45

НКСА 2 1,64 0,82

Во второй главе. Рассматриваются технологии биологической очистки. Классическая технология разделяет фазы окисления углерода и азота: сначала окисляются 60-70 % органических загрязнений, после чего начинается фаза окисления азота, которая ранее была заторможена легкоокисляемыми органическими примесями.

Нагрузка на ил и величина его прироста тесно связаны. Отношение общей массы ила в аэротенках к количеству ила, выводимого из цикла, образует величину условного возраста ила 0, соответствующего расчетной продолжительности его нахождения в системе до момента вывода на обработку.

Растворенный в иловой смеси кислород оказывает влияние на скорость нитрификации: при содержании кислорода в пределах 0,5-1,5 мг/л процесс нитрификации тормозится, при 5-7 мг/л не влияет на ее скорость. Нитрификация происходит в нормальном режиме при концентрации кислорода 3-4 мг/л.

Некоторые микроорганизмы природного биоценоза способны накапливать полифосфаты в теле клетки. Избыточное количество фосфора в клетке, большее, чем потребность для функционирования бактерий, наблюдается при чередовании анаэробных и аэробных (аноксидных) условий при перемещении ила по аэротенку.

В анаэробных условиях, когда в иловой смеси нет растворенного и химически связанного кислорода (в форме нитритов и нитратов), микроорганизмы активного ила приспосабливаются к экстремальным условиям, включая в систему дыхания процессы трансформации фосфора.

Из всех кислородосодержащих соединений нитриты и нитраты используются для дыхания микроорганизмами как наиболее доступные. Для восстановления азота необходимо наличие энергетических субстратов в виде лег-коокисляемых органических веществ.

Денитрификация может осуществляется за счет накопления загрязнений в активном иле, примесей в осветленных и неосветленных сточных водах, органических кислот (в результате кислого брожения осадка), органических отходов предприятий пищевой промышленности, добавки этанола, метано-

ла. Скорость денитрификации повышается при наличии данных источников углерода и при увеличении концентрации субстрата. Денитрификация инги-бируется в присутствии растворенного кислорода.

Современные технологии биологической очистки включают предшествующую денитрификацию и анаэробные части аэротенка. Заведомые преимущества таких схем заключаются в совершенствовании процесса денитрификации и изъятия органических загрязнений без потери времени и кислорода. В настоящее время существует большое количество способов организации технологического процесса биологической очистки с целью удаления азота и фосфора. Основными из них являются схемы биологической очистки с удалением азота и фосфора: А/О (Anaerobic Oxic) - процесс, АА/О - процесс, Phoredox (Phosphorus, redox, oxidation), так же известна под названием Phoredox modification , UCT - процесс (University of Cape Town), JHB (Johannesburg).

Описание действующих станций аэрации. Биологическая очистка сточных вод на очистных станциях Санкт - Петербурга и пригородов осуществляется в аэротенках, построенных по типовым и индивидуальным проектам.

На Северной станции аэрации действуют аэротенки, в объеме которых реализованы две технологии денитрификации и дефосфатирования. В одной секции трехкоридорного аэротенка была реализована технология анаэробно- аноксидно- оксидной обработки сточных вод (рис.2) с двумя перекачками ила.

Я»,

ЦАИ

СВ

Я|

jz_

4.НЧ ^Т1

M

ъ

'pi

1

m

ис

ШлШ

Рис Z Схема очистки сточных вод в одной из секций азротенков ССА.

Сточные воды (СВ) и денитрифицированный активный ил (линия циркуляции ила Л12) смешиваются в отсеке 1 и направляются в анаэробные отсеки 2 и 3, и далее в аноксидные отсеки 4 и 5. В отсек 4 подается возвратный активный ил (линия циркуляции ила Я.,) и нитратсодержащая иловая смесь из концевой части аэротенка (линия циркуляции нитратов Отсек 6 был снабжен мешалкой и аэраторами, и мог использоваться как денитрификатор либо как часть аэробной зоны. В отсеках 7-10 установлены аэраторы с резиновыми диафрагмами. Отсек 11 состоял из двух камер с мешалками и двумя насосами для циркуляции нитратов Данные по работе секции приведены в табл. 5.

Таблица 5

Состав поступающих и очищенных сточных вод испытуемой секции аэротенка ССА

Показатели загрязняющих компонентов Средние концентрации загрязняющих компонентов, мг/л

1 этап 2 этап 3 этап

Взвешенные вещества 294**/- 252**/- 247**/-

БПК, 111/3,6 137/4,3 134/7,7

ХПК 390**/46* 425**/57* 390**/52*

ХПК фильтрованная проба 84/46 93/33 103/37

Общий азот 32**/6,3* 54**/6,8* 36**/7,9*

Азот аммонийных солей 20,4/0,24 39,8/0,23 24,5/2,2

Азот нитратов 0,11/5 0,09/4,2 0,08/3

Азот нитритов 0,06/0,01 0.06/0,02 0,1/0,68

Общий фосфор 8,4**/0,49* 8,7**/0,76* 7,7**/0,43*

Минеральный фосфор 2,8/0,02 3,7/0,1 4,7/0,03

Примечание: * - концентрации загрязнений в отстоенной пробе иловой смеси; ** - с учетом вторичных загрязнений от узла обезвоживания осадка.

На Пушкинской станции аэрации (ПСА) узел биологической очистки состоит из трех секций трехкоридорного аэротенка глубиной 4,3 м, шириной 5 м, длиной 60 м. В процессе реконструкции секции коридорного аэротенка были разделены на предденитрификационную зону 1 (основное назначение - снижение уровня нитратов в циркулирующем возвратном иле), селектор 2 (снижение илового индекса при подавлении нитчатых бактерий путем шоковой нагрузки на ил в анаэробных условиях), анаэробный 3 и 4, анок-сидный 5 и 6, и аэробные резервуары. А1 - А14 точки отбора проб. Примерно 20% стока подавались в точке А13, остальные 80% в селектор 2. Технологическая схема биоблока после реконструкции на рис.4.

Рис. 4. Технологическая схема биоблока ПСА' I - предденитрификационный резервуар, 2 -селекторы; 3 - первый анаэробный резервуар, 4 - второй анаэробный резервуар, 5 - первый аноксидный резервуар; 6 - второй аноксидный резервуар, 7 - аэробный резервуар

Показатели состава поступающей и очищенной воды приведены в табл. 6.

Таблица 6

Показатели состава осветленной и очищенной воды на станциях аэрации Санкт - Петербурга за 1998-2002 годы

Показатель состава воды Концентрация з воде, мг/л (осветленная/очищенная)

ЦСА ССА ПСА

бпк5 62/4,7 84/3,8 72/3,4

БПКп 133/13 120/6,5 -/-

ХПК 160/45 210/39 141/30,4

Концентрация взвешенных веществ 69/12 100/9,3 37/10,6 ■

Азот общий 19/10 26/11 21,2/9,1

Азот аммонийный 15/3,5 15/5,2 19,7/1,8

Азот нитратов 0,21/5,3 0,13/3,5 0,11/6,2

Фосфор общий 3/1,5 5,5/0,38 3,6/1,33

Величина БПК5 и доза ила определяют нагрузку на ил, его прирост и стабильность существования культуры бактерий - нитрификаторов. Предлагается известный способ расчета аэротенков путем взаимного согласования ряда параметров - нагрузки на ил (Я), его возраста (8) и прироста (Р).

и(\р> -1 Щ Р, ,

где - ВПК сточных вод; ()сут - суточный расход сточных вод. В это соотношение входят все расчетные параметры - нагрузка на ил (Яр, доза ила (а), продолжительность очистки /= ТУ/О^, возраст (0) и прирост ила

{Р).

Предпочтение отдается нагрузке на ил Н. по БПК5, либо возрасту ила 0, сут. Назначать зависимость возраста ила от температуры воды и объемов сооружений до начала расчета затруднительно, поэтому в данном случае расчет начинают с назначения нагрузки, которая выбирается из условия сохранения требуемой степени очистки по азоту. В общем виде функция может быть представлена так:

Н, = А

с"

кн.

(4)

где А- коэффициент; а - показатель степени; Сын " - концентрация аммонийного азота в очищенной воде, мг/л; Ст- концентрация общего азота в осветленной воде, мг/л.

В качестве параметра уровня очистки принято отношение остаточного азота аммонийного в очищенной воде к содержанию общего азота в посту-

пающей осветленной воде. В частном виде для нагрузки на ил по БПК5 формула такова:

(5)

• # * У

• •• * "* к;

* ' А » *

*

..У

Факмческ НЛСА2; У »* чыруэк» ICA.CCACA *280)

МО <У>5 ою 0.15 1» 025 ■■ммм мммчтп амп ■■■iiwtmi» к моту авяяту т имтмм!

Рис. 5. Зависимость допустимой нагрузки на ил по BnKs от отношения азота аммонийного в очищенной воде к азоту общему в осветленной воде (Т-15° С) для HJICA 2; ЦСА; ССА, ПСА.

Я, =280

Зависимость между степенью снижения азота и нагрузкой показана на рис. 5 для очистных станций с технологией нитри - денит-рификации. Для нагрузки на ил по БПКп коэффициент А=550. Нагрузка на ил зависит от температуры сточных вод:

я,т = я,и 1,072г_|< (6)

Следовательно, назначив уровень удаления азота и БПК очищенной воды, определим нагрузку на ил и проведем процесс согласования параметров. Возраст и прирост ила:

А Р, 1

По представленным выше формулам становится известной величина Н и произведение IV а<

(8)

Далее выбираются путем согласования значения Ж и а, учитывая приоритеты качества очищенной воды и наиболее ответственный период года по влиянию на эвтрофирование соединений азота либо фосфора.

Детальные расчеты включают определение объема отдельных отсеков блока биологической очистки.

Анаэробная часть. На продолжительность обработки сточных вод в анаэробной части блока, являющегося реактором кислого брожения, оказывают влияние БПК (ХПК) сточных вод, доза ила, отсутствие растворенного кислорода и нитратов, необходимая степень накопления фосфора в иле. Показатели БПК5 и дозы ила возможно выразить в виде нагрузки на ил Я5, либо внести в формулу по отдельности. Из литературы известно, что степень вытеснения фосфора из ила в этой зоне связана практически прямо пропорциональной зависимостью с последующим потреблением фосфатов в аэробной части блока. Более практично внести в расчетную формулу сразу содержание фосфора в иле У. Влияние нитратов и растворенного кислорода возможно вынести в ограничения, предусмотренные технологией очистки в виде устройства предденитрификатора (схема Л1В) либо перекачки ила в анаэ-

робную часть после денитрификации (схема UCT). В общем виде продолжительность анаэробной обработки составит:

t,m = f{H.;J/,KT) (9)

где К,. - температурная поправка.

Требуемое содержание фосфора в иле может быть определено по приросту

jp = ^ , кг/кг (10)

*i

Сложным является оценка Jp и по этому показателю ведется накопление материалов. Для отдельных станций и установок Санкт - Петербурга формула (9) представлена в частном виде: КТ=К15 1,072г-15; #(5 в г/ кг сут.

= (Н,,)™ 1,072"' <И)

При пользовании формулой не следует забывать ограничения по кислороду и нитратам.

Предшествующая денитрифи-кация. Денитрификация в анок-сидной части блока зависит от наличия легкоокисляемого субстрата в виде БПК5, концентрации нитратов на входе и выходе блока, степени рециркуляции нитрифицированного потока, отсутствия растворенного кислорода. На рис. 6 показано влияние БПК5 на скорость денит-рификации для Пушкинской станции аэрации и некоторых зарубежных установок. Параметр влияния растворенного кислорода может быть вынесен в список ограничений. Объемная скорость денитрификации рд, г/м3 ч:

Рл= / (А<д ; С.vo'. C"0;RX;KT) (12)

где - отношение L'" к количеству денитрифицированного азота, 7Уд, то Ц

есть ; CNO"- количество нитратов в очищенной воде, г/ м3; (Cw™ RN)~

количество нитратов на входе в аноксидную зону, г/м3 (RN - в долях единицы); К=К15 1,072г"15.

В конкретном выражении для очистных станций Санкт - Петербурга в виду сложности в определении CNO" RN, дана упрощенная формула

л

|5.5

Iм

S *

I

X 4.0 «

è 3.5

; 25

>

1 ЛжрИДНШДИМ -»-ne*

1« 35 <« Ч И Я ЕЛ 65 71 71 ВЦ К 9* 95 М

Рис. 6 Зависимость скорости денитрификации от обеспеченности легкоокисляемым субстратом в виде БПК5 при Т=15° С для Пушкинской станции аэрации и по данным зарубежной литературы.

рд = 1,оз (zj,n(c;\,)'"4 (13)

Формула действительна при Ä^=0,7-l,5, CNO" =5-10 г/м\ Продолжительность денитрификации

• '."^.ч (14)

Влияние дозы ила может быть компенсировано изменением RN. рис. 2. Нитрификация. Скорость нитрификации в первую очередь зависит от количества бактерий-нитрификаторов в активном иле. Выделение этих культур бактерий не осуществляется, так же как и оценка эффективности их функционирования. Учет влияния растворенного кислорода затруднен ввиду переменного значения показателя по длине аэрационной зоны. Целесообразно вынести этот параметр в число ограничений: средневзвешенная концентрация растворенного кислорода не ниже 2 мг/л, а в диктующей точке - 4-6 мг/л (диктующая точка располагается в части аэрационной зоны, в которой концентрация аммонийного азота снизилась на 70-80 %).

В общем виде, учитывая вышесказанное, скорость нитрификации будет зависеть от глубины окисления аммонийного азота Сш"/Сшя, количества общего азота Ст", из которого идет пополнение аммонийного азота, соотношения объема денитрификатора и общего объема биоблока WJ W^ (как отражение убыли азота в ходе очистки перед нитрификатором). В общем виде объемная скорость нитрификации:

Рн=/

w СГ

"=У» j

(15)

В формуле учитываются соотношение объемов денитрификатора и общего объема биоблока IV , кратности снижения аммонийного азота в осветленной Ст4еп и очищенной водеСда/\ концентрации общего азота в осветленной воде Сте". Формула требует знания общего объема установки и зависимости

В частном виде объемная скорость нитрификации, г/м3 ч по аммонийному азоту:

■VII 44

КТ (16)

п — А

V™.

На рис. 7 показано изменение скорости нитрификации от степени снижения аммонийного азота по данным, опубликованным в немецкой и датской литературе по обобщенным параметрам. Такая же зависимость составлена для азота общего. Влияние объема денитрификатора отражается в снижении содержания нитратов в очищенной воде, благодаря чему уменьшается ингибирова-ние процесса нитритами и нитратами.

По конкретным объектам Санкт- Петербурга -Пушкинской, Северной, Красносельской станций аэрации - возможно рекомендовать упрощенную формулу, расчет по которой приводит к несколько меньшей скорости из-за низкой концентрации общего азота, такого типа:

р„=8,37

(17)

^S

в

35 зо

15

/ /

х- г

/

/ •

/ /

/ (

1

ОД) 0.05 0,1С 0.15 ОД) 025 030 035 0.40 и ,45 СмНвк/СММм

Рис. 7. Зависимость объемной скорости нитрификации от отношения азота аммонийного в очищенной воде к азоту аммонийному в осветленной воде (Т=15° С).

Зависимость вынос* активного ила от гкдраелическои нагруэш при различных значениях (роизмдеиии илового индекса и дозы ила ра)

При пользовании формулой (17) следует учитывать диапазон изменяемых параметров: температура 13-20°С,

доза ила 2-3 г/л, растворенный кислород в среднем более 2 мг/л, общий азот менее 30 г/м\

В третьей главе. Эффективность работы вторичных отстойников зачастую предопределяет состав очищенной воды по лимитирующим показателям. При отсутствии фильтровальных сооружений доочистки вторичные отстойники становятся последней ступенью очистки, что повышает их роль и значимость. Расчет вторичных отстойников по формуле 67 СНиП имеет неприятную особенность: при низкой гидравлической нагрузке величина выноса ила становится отрицательным значением. Эта особенность просматривается на рис. 8, в котором показаны кривые осаждения ила в отстойнике диаметром 54 м.

Упомянутый недостаток исключил Эль Ю. Ф. в своей работе.

«а

я * о

л 1

О-20 X 3 ш

-40 -60 -ео

¿У*?

№ V ♦ 100 «150 ■260 • 350 А 45©

% /

{

0 1 2 3 4 5 6 Гидравлическая нагрузка, м куб/м кв'час

Рис. 8. Кривые осаждения ила в отстойнике диаметром 54 м при различных значениях и, а,

г

В основу математического описания должны быть положены: доза ила, иловый индекс, удельное количество осветленной воды за 30 минут отстаивания; кратность рециркуляции ила; высота стояния ила в отстойнике; глубина проточной части отстойника, от уровня ила до уровня воды; гидравлическая нагрузка на ребро водослива сборных лотков; кинетика осаждения ила в движущемся потоке воды, выраженная в виде продолжительности осветлении виды и проточной части.

Процессы осветления сточных вод во вторичных отстойниках могут быть выражены в виде формулы:

с^вх^х.х. (18)

где В - коэффициент, отражающий общее влияние таких факторов, как нагрузка на ил, глубина очистки, температура воды, качественный состав поступающих в аэротенки загрязнений; Л", - ХА - параметры, описывающие влияние отдельных факторов. Множитель Х1 учитывает влияние объема отделяющейся воды и описывается формулой:

Л-,=(1-7Л10-')" (19)

где а, - степенной коэффициент, учитывающий влияние множителя X,. Произведение За. является относительным объемом ила за 30 минут отстаивания иловой смеси, а разность (1- а. 10'3) - количеством отделившейся за это время воды. Множитель Х2 зависит от степени рециркуляции ила (К., доли единицы), и выражается формулой:

Г2 = 1+а2(я,-0,9У (20)

где а, - коэффициент, определяющий степень влияния множителя Хг

Кратность рециркуляции определяется как отношение расхода возвратного ила к среднему расходу сточных вод. Эта зависимость учитывает явления залеживания и частичного загнивания ила при Л <0,3 и взмучивания его в отстойнике при расходе возвратного ила более 1,5.

Множитель Хъ учитывает возможность подсоса и выноса ила вблизи водосборных лотков:

о(21)

где а, - степенной показатель нагрузка на водослив м3/ч на 1 п.м.; Н- высота стояния ила, м, Нш - глубина проточной части, м.

Множитель ХА описывает кинетику осаждения взвеси в отстойнике.

^=10-^""- • (22)

где * - средняя продолжительность пребывания сточных вод в осветленной зоне, с; тг - показатель степени, отражающий интенсивность осветления воды

во времени (по результатам работы принят равным 0,7); Л2 - коэффициент, являющийся одним из элементов кинетики осветления иловой смеси. Коэффициент Аг на основании проведенных исследований принят равным 0,47-10"3.

Для определения численных значений коэффициентов был проведен соответствующий анализ результатов работы вторичных отстойников станций аэрации Санкт - Петербурга. При анализе использовался массив фактических значений параметров работы вторичных отстойников, статистически достаточный для определения численных значений коэффициентов и формулирования выводов. Значение величин для станций аэрации Санкт-Петербурга сведены в табл.7.

Таблица 7

Значения коэффициентов и показателей степеней для станций аэрации Санкт- Петербурга

Станции аэрации а! а2 а3 ш2 В

ЦСА -0,8 0,6* 0,1 0,7 8,088

ССА -0,8 0,6 0,1 0,7 14,240

ПСА -0,8 0,6 0,1 0,7 19,855

СолостаотетефастпеспссирасчетшСве дп! ЦСА

« 0

ъ * * . * **

У * &у ♦

V /* 'г

4 в 8 10 12

Фактические значения Сех, тип

Рис. 9. Сопоставление расчетных и фактических значений концентрации взвешенных веществ С„ мг/л, в очищенной воде для вторичных отстойников станций аэрации Санкт - Петербурга.

1

Сопоставление фактических и расчетных значений С,ч, выполненное в графической форме, приведено на рис. 9. На рис. 10 показаны значения коэффициента В для петербургских и московских очистных станций (значения а, - а} и т2 те же, что и для Санкт - Петербурга). Рекомендуется принимать значение В = 15.

------------------,

я V

1

« 3 мл |

• со* •

в таг • •

1*01* • |

9 \

» г * в а « в м «

Рис. 10. Значение величины В при различной концентрации

взвешенных веществ Са в очищенной воде на станциях

Санкт-Петербурга и Москвы.

В четвертой главе приведены рекомендации и предложения по внедрению методов расчета сооружений.

Первичные отстойники. Экспериментальная проверка эксплуатационной модели на очистных станциях Москвы и Санкт- Петербурга выявила элементы общности в работе отстойников, создав основу для оценки усредненных параметров и выбора наилучших условий эксплуатации.

Таблица 8

Значения обобщенных коэффициентов и показателей степеней эксплуатационной модели первичных отстойников

Станция аэрации сц а2 аз оц т В

Москва, общие 0.045 0.19 0,055 9,92 0.59 4.22

Санкт - Петербург, общие 0,028 0,32 0,034 0,89 0,59 4,27

Обобщенные Москва и Петербург 0,03 0,25 0,05 0,88 0,59 4,25

Обобщенная формула для Санкт -Петербурга и Москвы:

4£-] = 4,25ССГМ (23)

\Ч**) Ч ОС/

Для сравнения результатов расчета отстойников по СНиП 2.04.03-85, по формулам Калицуна В. И. (в учебнике Яковлев С. В. и др. "Водоотведе-ние и очистка сточных вод",2002), и по обобщенной формуле (23) проведено определение эффекта осветления для отстойников диаметром 54 м и глубиной 5 м. Данные приведены на рис. 11.

Биологическая очистка. Расчет объемов биоблоков по детальным формулам, проведенный для Пушкинской станции аэрации, показал достаточно близкую сходимость (в пределах 10 %) результатов.

17

Цяяммтммхепмиц

Рис. 11. Эффект осветления сточных вод в для радиальных отстойниках 1>=54м, Н=5 м.

Вторичные отстойники. Для сравнения результатов расчета отстойников по СНиП 2.04.03-85, по данным Ю. Ф. Эля и по формуле эксплуатационной модели (18) проведено определение выноса ила из вторичных отстойников диаметром 54 м и глубиной 5 м в зависимости от гидравлической нагрузки. Рекомендуется принимать максимальные значения выноса ила. Использование рекомендаций. Рекомендации по расчету очистных сооружений использованы для гг. Нарьян-Мар, Петродворец, объектов в Находке, Репино, Важины Ленинградской области и "Сторожинец" Псковской области.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Создание программ контроля и управления процессами механической и биологической очистки сточных вод с удалением азота и фосфора, подготовка прогнозов качества очищенной воды, сбор и обработка эксплуатационных параметров по аэротенкам, первичным и вторичным отстойникам возможны при наличии анализа работы указанных сооружений в эксплуатационных условиях.

' 2. Изучение работы первичных радиальных отстойников очистных станций

городов Санкт - Петербурга и Москвы показало, что основными влияющими параметрами являются зольность взвешенных веществ, условия сбора

■ь осветленной воды, режим выгрузки осадка, продолжительность осветления.

Выявлены общие явления, в частности близкая сходимость результатов осветления от продолжительности отстаивания, и индивидуальные особенности узлов механической очистки, обусловленные составом сточных вод и технологическим регламентом по эксплуатации.

3. Установлена зависимость изменения состава стоков после осветления, благодаря чему становится возможным определить состав воды, поступающей на биологическую очистку по ХПК, ВПК, азоту и фосфору и при необходимости управлять ими.

4. В нормативной и специальной литературе недостаточно отражены рекомендации по расчету процессов нитрификации, денитрификации и дефосфа-тирования в технологических схемах с удалением азота и фосфора. Проверка технологии биологического удаления азота и фосфора на очистных станциях города Санкт - Петербурга показала, что наиболее перспективными, надежными и экономичными являются схемы с анаэробно- аноксидно- оксидными зонами и предварительной денитрификацией циркулирующего активного ила.

5. Для оценки соответствия параметров работы блока биологической очистки расходу и составу сточных вод выбран принцип взаимного согласования нгрузки на ил, возраста и прироста ила. Ориентировочные расчеты позволяют определить массу ила в биоблоке и затем назначить объем блока и дозу ила в нем. Основным параметром становится нагрузка на ил. Определена взаимосвязь нагрузки на ил и степени снижения содержания аммонийного азота, в связи с чем в систему согласования параметров введена степень окисления азота.

6. По результатам работы блоков биологической очистки в Санкт - Петербурге (Красносельская, Пушкинская, Северная станции аэрации) и изучение материалов зарубежной практики (Германия , Дания, Швеция, Финляндия) составлены зависимости для определения скорости и продолжительности обработки сточных вод в анаэробной, аноксидной и оксидной частях биоблока.

7. Расчет вторичных отстойников по действующему СНиП 2.04.03-85 приводит к неверным результатам в области значений гидравлической нагрузки

менее 2 м'/м2 ч. Обработка данных по эксплуатации вторичных отстойников очистных станций Москвы и Санкт - Петербурга с учетом основных изменяемых параметров - дозы ила и его индекса, кратности рециркуляции, высоты стояния ила в отстойнике и нагрузки на ребро водослива сборных лотков - позволила составить расчетные зависимости, пригодные для подготовки прогнозов и оценки эффективности действия вторичных отстойников. 8. На основе приведенных материалов составлены рекомендации по расчету сооружений, ориентировочных либо детальных оценок эффективности их '

эксплуатации. Сбор, обработка и анализ материалов по биологическому удалению азота и фосфора продолжается, формулы для расчета отдельных процессов приобретут в будущем более полное содержание.

Основные положения диссертации представлены в следующих опубликованных работах:

1. Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева. Эксплуатационная модель первичных отстойников/ Труды молодых ученых. Часть 2. СПбГАСУ. СПб, 1999. С. 27-30.

2.Е. А. Соловьева. Параметры математической модели первичных отстойников очистных станций Санкт -Петербурга/ Труды молодых ученых. Часть

2. СПбГАСУ. СПб, 2000. С. 55-58.

3. Б. Г. Мишуков, И. И. Иваненко, Е. А. Соловьева. Результаты испытаний секции аэротенка ССА с удалением азота и фосфора/ Доклады 57-й научной конференции: СПбГАСУ. СПб, 2000. С. 24-25.

4. Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева. Результаты работы первичных радиальных отстойников КОС Санкт -Петербурга и Москвы и их математическая интерпретация/Доклады 58-й научной конференции: СПбГАСУ. СПб, 2001. С. 34-36.

5.Е. А. Соловьева. Результаты работы вторичных радиальных отстойников канализационных очистных сооружений и их математическая интерпретация/ Труды молодых ученых. Часть 2. СПбГАСУ. СПб, 2001. С. 55-58.

6. Е. А. Соловьева. Описание процессов нитрификации и денитрификации в биологической очистке сточных вод/ Доклады 60-й научной конференции: СПбГАСУ. СПб, 2003. С. 23-25.

7. Б. Г. Мишуков, И. И. Иваненко, Е. А. Соловьева. Производственная проверка технологии биологического удаления азота и фосфора на Северной станции аэрации Санкт -Петербурга// Вода и экология. Проблемы и решения. 2000. №2 .С. 43-45.

8. Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева. Математическое описание работы первичных радиальных отстойников Санкт-Петербурга// Вода и экология. Проблемы и решения. 2000. №3 .С. 45-48.

9. Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева. Результаты работы вторичных радиальных отстойников канализационных очистных сооружений и их математи-

20

ческая интерпретация // Вода и экология. Проблемы и решения. 2001. №2 . С. 45-48.

10. Г. П. Медведев, Б. Г. Мишуков, Е. А. Соловьева. Экспериментальное исследование радиальных отстойников// Водоснабжение и санитарная техника. 2000. №8. С. 18-20.

Подписано к печати 10.11.2003. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 242.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.

I

1 *

t

»

Р1845 4

i

4

ч

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЕРВИЧНЫХ

ОТСТОЙНИКОВ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ

Условные обозначения к главе

1.1. Общепринятые методы расчета отстойников

1.2. Выбор типа математического описания эффективности работы отстойников

1.3. Теоретические предпосылки работы первичных отстойников

1.4. Эксплуатационная математическая модель

1.5. Экспериментальное тестирование эксплуатационной математической модели

1.6. Усовершенствование эксплуатационной математической модели

1.7. Применение эксплуатационной математической модели для первичных отстойников станций аэрации г. Москвы

1.8. Анализ результатов применения эксплуатационной модели

1.9. Расчет геометрических параметров первичного отстойника по заданному эффекту осветления

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА

Условные обозначения к главе

2.1. Технологии биологической очистки 38 2.2 Характеристика действующих аэротенков и их классификация по степени развития нитрификации и дефосфатирования

2.2.1 Схемы очистки

2.2.2 Описание действующих станций аэрации

4 2.3. Способы математического описания биологического процесса

2.3.1. Порядок и скорость химической реакции

2.3.2. Ингибирование и активация 64 2.3.3 Одностадийная модель кинетики процесса биохимической очистки 67 2.4 Выбор показателей качества очищенной воды для расчета и управления. 69 ^ 2.5. Математическая оценка эффективности работы аэротенков с развитой нитрификацией, денитрификацией и дефосфатированием

2.5.1. Принцип расчета и ориентировочные параметры процесса

2.5.2. Анаэробная часть

2.5.3. Предшествующая денитрификация

2.5.4. Нитрификация 78 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВТОРИЧНЫХ

ОТСТОЙНИКОВ

Условные обозначения к главе

3.1. Разделение иловой смеси

3.2. Эксплуатационная модель работы вторичных отстойников

3.3. Расчет геометрических параметров вторичного отстойника по заданной концентрации взвешенных веществ в очищенной воде ц ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ

МЕТОДОВ РАСЧЕТА СООРУЖЕНИЙ

4.1. Первичные отстойники

4.2 Аэротенки

4.2.1 Оценка работы аэротенков Пушкинской станции аэрации

4.2.2 Затраты электроэнергии на биологическую очистку сточных

4.3. Вторичные отстойники

4.4. Использование результатов исследований 119 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Актуальность темы диссертации. В текущем XXI веке технологии очистки, связанные только со снижением БПК до предельно допустимого уровня, уходят в прошлое. На определяющие позиции выдвигаются технологии биологического удаления азота и фосфора из городских сточных вод, изменяющие требования к работе очистных сооружений. Определение эффективности работы системы взаимосвязанных сооружений от первичных отстойников до выхода воды из вторичного отстойника по результатам анализа параметров эксплуатации действующих сооружений является весьма актуальной задачей. Действующие нормативные документы - СНиП 2.04.03-85, справочники и справочные пособия не позволяют производить обратные расчеты по определению качества очищенной воды по объемам и пропускной способности действующих сооружений. Актуальность данных исследований повышается в условиях перехода на автоматизированные системы управления процессом очистки, накопления материалов эксплуатации, их обработки и создания управляющих программ. Цели и задачи работы. Слабое отражение в научной литературе параметров эффективной эксплуатации первичных и вторичных отстойников, а также аэро-тенков в схемах нитри — денитрификации и дефосфатирования предопределяет постановку следующих задач:

- сбор и обработку материалов эксплуатации первичных и вторичных отстойников, а также блоков биологической очистки;

- определение основных параметров, влияющих на эффективность работы отстойников и блоков биологической очистки;

- анализ литературных материалов по работе первичных и вторичных отстойников, а также по биологическому удалению азота и фосфора;

- формулирование зависимостей процессов осветления городских сточных вод в отстойниках, а также нитрификации, денитрификации и дефосфатирования в блоках биологической очистки.

Научная новизна и значимость. По результатам сбора и анализа фактических данных по эксплуатации действующих очистных сооружений определены и сформулированы:

- зависимости для определения эффективности работы первичных радиальных отстойников на основе постоянно измеряемых на очистных станциях параметров (концентрация и зольность взвешенных веществ, гидравлические условия осветления воды, режим выгрузки осадка);

- оценочные зависимости для определения состава осветленной воды по БПК, ХПК, азоту и фосфору по эффективности осветления сточных вод;

- зависимости для ориентировочных и детальных расчетов процессов биологической очистки нитрификации, денитрификации и дефосфатирования в технологических схемах биологического удаления азота и фосфора, в том числе нитрификации по глубине окисления аммонийного азота, денитрификации по обеспеченности легкоокисляемым субстратом, дефосфатирования по продолжительности анаэробной обработки;

- зависимости для расчета эффективности работы вторичных отстойников, исключающие недостатки формул, содержащихся в нормативной литературе, и обеспечивающие более высокую точность расчетов по сравнению с общепринятыми методиками.

Научно - практическая значимость. Подготовлены методические материалы для прямого и обратного расчета системы первичных и вторичных отстойников и блоков биологической очистки с денитрификацией и дефосфатированием. Привлечены в качестве расчетных параметров показатели загрязнения азотной и фосфатной группы, которые могут выступать как оперативные критерии в системах автоматизированного контроля и управления процессами очистки сточных вод. По результатам исследований были подготовлены рекомендации по расчету и проектированию очистных сооружений в ходе их реконструкции, переданные проектным организациям Ленводоканалпроект, Водопроект - Гипрокоммунводоканал, Ленгипроинжпроект, ООО «Прирост». Рекомендации использованы при реконструкции очистных сооружений гг. Нарьян - Map, Пет-родворец, Находка, пос. Репино, Важины Ленинградской области, базы отдых «Сторожинец» Псковской области. В пос. Важины очистные сооружения реконструированы, и в настоящее время функционируют.

Личный вклад:

- сбор и анализ фактических материалов о работе очистных сооружений станций аэрации Санкт - Петербурга и Москвы;

- обработка полученных материалов;

- составление формул математического описания эксплуатационного процесса в отстойниках и блоках биологической очистки;

- анализ адекватности полученных формул фактически происходящим на станциях аэрации процессами;

На защиту выносятся:

- результаты оценки работы первичных радиальных отстойников;

- закономерности процессов биологической очистки сточных вод в аэро-тенках с денитрификацией и дефосфатированием;

- зависимости качества очищенной воды от эффективности работы вторичных отстойников.

Автор диссертации выражает глубокую благодарность ГУП «Водоканал» и лично Медведеву Г.П., Васильеву Б. В., сотрудникам ЦСА и Рафаловичу Г. Н., сотрудникам ССА и Протасовскому Е. М., сотрудникам ПСА, Иваненко И. И.,

МГП «Мосводоканал» и лично |Загорскому В. А.| и Даниловичу Д. А., а также

Козьминой И. М. и сотрудникам кафедры «Водоотведение и экология» Санкт -Петербургского государственного архитектурно - строительного университета.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Создание программ контроля и управления процессами механической и биологической очистки городских сточных вод с удалением азота и фосфора, подготовка прогнозов качества очищенной воды, сбор и обработка эксплуатационных параметров по аэротенкам, первичным и вторичным отстойникам возможны только при наличии анализа работы указанных сооружений в эксплуатационных условиях. Исследованию работы сооружений и подготовке математического описания посвящена настоящая диссертация.

2. Изучение работы первичных радиальных отстойников очистных станций городов Санкт - Петербурга и Москвы показало, что основными влияющими параметрами являются зольность взвешенных веществ, условия сбора осветленной воды, режим выгрузки осадка, продолжительность осветления. Выявлены общие явления, в частности близкая сходимость результатов осветления от продолжительности отстаивания, и индивидуальные особенности узлов механической очистки, обусловленные составом сточных вод и технологическим регламентом по эксплуатации.

3. Установлена зависимость изменения состава стоков после осветления, благодаря чему становится возможным определить состав воды, поступающей на биологическую очистку по ХПК, БПК, азоту и фосфору.

4. В нормативной и специальной литературе недостаточно отражены рекомендации по расчету процессов нитрификации, денитрификации и дефосфатиро-вания в технологических схемах с удалением азота и фосфора. Проверка технологии биологического удаления азота и фосфора на очистных станциях города Санкт - Петербурга показало, что наиболее перспективными, надежными и экономическими являются схемы с анаэробно- аноксидно- оксидными зонами и предварительной денитрификацией циркулирующего активного ила.

5. Для оценки соответствия параметров работы блока биологической очистки расходу и составу сточных вод выбран принцип взаимного согласования нагрузки на ил, возраста и прироста ила. Ориентировочные расчеты позволяют определить массу ила в биоблоке и затем назначить объем блока и дозу ила в нем. Основным параметром становится нагрузка на ил. Определена взаимосвязь нагрузки на ил и степени снижения содержания аммонийного азота по отношению к общему в зависимости от технологии удаления азота, благодаря чему в систему согласования параметров введена степень окисления азота.

6. По результатам работы блоков биологической очистки в Санкт — Петербурге ( Красносельская, Пушкинская, Северная станции аэрации) и изучение материалов зарубежной практики (Германия, Дания, Швеция, Финляндия) составлены зависимости для определения скорости и продолжительности обработки сточных вод в анаэробной, аноксидной и оксидной частях биоблока.

7. Расчет вторичных отстойников по действующему СНиП 2.04.03-85 приводит к неверным результатам в области значений гидравлической нагрузки менее 2 м3/м2 ч. Обработка данных по эксплуатации вторичных отстойников очистных станций Москвы и Санкт — Петербурга с учетом основных изменяемых параметров - дозы ила и его индекса, кратности рециркуляции, высоты стояния ила в отстойнике и нагрузки на ребро водослива сборных лотков — позволила составить расчетные зависимости, пригодные для подготовки прогнозов и оценки эффективности действия вторичных отстойников.

8. На основе приведенных материалов составлены рекомендации по расчету сооружений, ориентировочных либо детальных оценок эффективности их эксплуатации. Произведен расчет затрат электроэнергии в технологии биологической очистки с нитрификацией, денитрификацией и без них.

9. Сбор, обработка и анализ материалов по биологическому удалению азота и фосфора продолжается, формулы для расчета отдельных процессов приобретут в будущем более полное содержание.

1. Бондарев А. А. Биологическая очистка промышленных сточных вод от соединений азота; Автореф. дис.д-ра техн. наук., ВНИИВОДГЕО. М., 1990. 49 с.

2. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения/ Спр-к под ред. Б. Н. Репина, М. Высшая школа ,1995.

3. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. Наука, М:, 1975. 871 с.

4. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Высшая школа М: 2000. 478 с.

5. Гурский Е. И. Теория вероятностей с элементами математической статистики. Высшая школа, М: 1971. 327 с.

6. Гюнтер Л. И., Запрудский Б. С. К выбору математической модели процесса биохимической очистки сточных вод.// Микробиологическая промышленность, №5, 1971.

7. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Канализация промышленных предприятий. М.: Госстройиздат, 1962. С. 122-150.

8. Залетова Н. А. Очистка городских сточных вод от биогенных веществ (соединений азота и фосфора); Автореф. дис.докт. техн. наук / НИИКВОВ. М., 1999. 50 с.

9. Игнатчик В. С., Блинов А. В. Определение показателей надежности радиальных отстойников /51-я научная конференция СПбГАСУ: Тезисы докладов. СПб 1994, 72 с.

10. Игнатчик В. С., Ильин Ю. А., Блинов А. В. Управление комплексом «аэро-тенк вторичный отстойник»// Материалы 51-й научной конференции СбГАСУ, СПб, 1994, с. 50-53.

11. Исследования по удалению азота и фосфора из сточных вод на опытно-промышленной установке. Отчет о НИР, СПбГАСУ, 1997.

12. Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Спр-к проектировщика под ред. В. Н. Самохина. М., Стройиздат, 1981.638 с.

13. Кармазинов Ф. В. и др. Отведение и очистка сточных вод Санкт- Петербурга. СПб.: Изд-во « Новый журнал », 2002. 683 с.

14. Кармазинов Ф. В. и др. Отведение и очистка сточных вод Санкт- Петербурга. СПб.: Стройиздат, 1999. 424 с.

15. Кинетика отстаивания взвешенных веществ сточных вод / Скирдов И. В. // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. № 6. С. 4-6.

16. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Наука, М:, 1974. 831 с.

17. Метод расчета аэротенков по кинетическим параметрам процесса / Репин Б. Н. // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. № 2. С. 8-10.

18. Мишуков Б. Г Схемы биологической очистки сточных вод от азота и фосфора/Методические рекомендации СПбГАСУ: СПб, 1995, 35 с.

19. Мишуков Б. Г. Удаление из сточных вод азота и фосфора биологическим методом// Отведение и очистка сточных вод: Научные чтения, посвященные 100- летию со дня рождения С. М. Шифрина/ СПбГАСУ. СПб. 1999. с.18.

20. Мишуков Б. Г. Расчет канализационных очистных сооружений г. Пушкина и оценка эффективности их работы в ходе реконструкции, СПбГАСУ, 2000.

21. Модель биологической очистки городских сточных вод в системе аэротенк — вторичный отстойник / Николаев А. Н., Большаков Н. Ю. // Вода и экология, 2001. №4. С. 27-32.

22. Определение параметров работы аэротенков, уплотнителей и центрифуг при глубоком удалении азота и фосфора из сточных вод КОС г. Пушкина / Ми-шуков Б. Г.: Отчет о НИР // ЗАО «Водопроект — Гипрокоммунводоканал», х/д №3063, СПб, 2002, 82 с.

23. Определение эксплуатационных параметров работы аэротенков, уплотнителей и центрифуг при глубоком удалении азота и фосфора из сточных вод КОС г. Пушкина: Отчет о НИР / СПбГАСУ, х/д №3063, СПб, 2002, 82 с.

24. Определение эксплуатационных параметров работы узла удаления биогенных элементов на опытно — промышленной установке Красносельской станции аэрации: Отчет о НИР / СПбГАСУ, х/д 90, СПб, 1998, 84 с.

25. Орловский 3. А. Очистка сточных вод в аэротенках. М. МКХ РСФСР, 1960.

26. Оценка эффективности работы крупноразмерных вторичных отстойников / Иванов Г. Г., Эль Ю. Ф., Телеснин М. Р. // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. № 3. С. 5-6.

27. Пономарев В. Г. Очистка производственных сточных вод от грубодисперги-рованных примесей: Автореф. дис.докт. техн. наук / ВНИИВОДГЕО. М., 1993. 65 с.

28. Расчет параметров процесса нитрификации — денитрификации и разработка технического регламента работы секции 5 аэротенка 1 / Мишуков Б. Г.: Отчет о НИР // СПб, 1999. 40 с.

29. Расчет сооружений механической очистки городских сточных вод: метод, указ. СПбИСИ, сост. Мишуков Б. Г., СПб, 1993.

30. Савельев С. Ф. Исследование вертикальной составляющей скорости потока: Известия ВНИИГ им. Веденеева. JL, 1938. Т. 22.

31. Савельев С. Ф. Исследование вертикальной составляющей скорости потока// Известия ВНИИГ им. Веденеева. JL, 1938.

32. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиз-дат, 1985. 72 с.

33. СНиП П-32-74. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1975. 88 с.

34. Сравнительная оценка методов определения концентрации кислорода для контроля процессов биологической очистки сточных вод / Дорофеев А. Г.,

35. Козлов М. Н., Данилович Д. А., Аджиенко Т. М., Рыбаков JI. А. // Вода и экология, 2001. № 4. С. 18-26.

36. Удаление азота и фосфора из сточных вод Санкт- Петербурга/ Алексеев М. И., Мишуков Б. Г., Гумен С. В., Васильев Б. В.// Водоснабжение и санитарная техника. 1998 № 10, с. И.

37. Удаление биогенных элементов / Данилович Д. А., Дайнеко Ф. А., Мухин В. А., Николаева Е. Б., Эпов А. Н. // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. №9. С. 10-13.

38. Чурбанова И. Н. Микробиология. М. МИСИ, 1974.

39. Шифрин С. М., Мишуков Б. Г., Феофанов Ю. А. Расчет сооружений биохимической очистки городских и промышленных сточных вод / Учебное пособие ЛИСИ: Л 1977, 73 с.

40. Шифрин С. М., Мишуков Б. Г., Феофанов Ю. А. Теория и практика расчета аэрационных сооружений канализации. Учебное пособие, ЛИСИ, Л.: 1976.

41. Шифрин С. М., Современные способы механической очистки сточных вод. М.: Госстройидат, 1956, 178 с.

42. Э. Корниш Боуден. Основы ферментативной кинетики.М.: МИР, 1979. 280с.

43. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. Спр-к. Л.: Стройиздат, 1988. 383 с.

44. Яковлев С. В. Воронов Ю. В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: М., 2002. 703 с.

45. Яковлев С. В. и др. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: М., 1996. 591 с.

46. Яковлев С. В., Калицун В. И. Механическая очистка сточных вод. М.: Стройиздат 1972. 199 с.

47. Яковлев С. В., Калицун В. И., Иткин А. Л. Отстаивание сточных вод в покое /Водоснабжение и канал из ация/№ 1, 1967.

48. Яковлев С. В., Калицун В. И., Иткин A. JI. Улучшение работы радиальных отстойников. Новая техника ЖКХ//Водоснабжение и канал изация/МЖКХ РСФСР. М., 1967.

49. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Ласков Ю. М. и др. Очистка производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1979, 320 с.

50. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Ласков Ю. М., Воронов Ю. В. Водоотводящие системы промышленных предприятий. Стройиздат, М: 1990.

51. Яковлев С. В., Карюхина Т. А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. М., Стройиздат, 1980.

52. Яковлев С. В., Карюхина Т. А., Чурбанова И. Н. Возникновение и развитие метода биологической очистки сточных вод. М., Московский рабочий, 1977.

53. Яковлев С. В., Худоба Я., Решетка Д., Карюхина Т. А. Очистка сточных вод химико- фармацевтической промышленности. Стройиздат, 1981.

54. Расчет одноступенчатых аэротенков и вторичных отстойников для приведенного числа жителей 5000 и более. Правила. Сточные воды отходы. ФРГ. 1991

55. Расчет параметров процесса нитрификации- денитрификации и разработка технического регламента работы секции 5 аэротенка 1. Отчет о работе по договору подряда 04.11.1999. СПб. 1999.

56. Anton Peter, Ferdinand Sarfert. Betrieb von Anlagen zur biologischen P-elimination / 1994, pp. 501 535.

57. Botts J., Morales M. Trans. Faraday Soc, 49, 1953. 707.

58. Brown A. J. J. Chem. Soc. (Trans.). 61, 1892. 388.

59. Brown A. J. J. Chem. Soc. (Trans.). 81, 1902. 385.

60. Combined nitrogen and phosphorus removal from wastewaters / Valve Matti // Publication of the Water Research Institute, National board of Waters, Finland. 58

61. Das ab~verfahren zur biologischen abwasser-reinigung: Forschungsinstitut fur Wassertechnologie an der RWTH Aachen, Aachen, 1990, 43 p.

62. Die Hochsculgruppe "Erfahrungsaustuasch Biologiche Phosphatelimination" — Uberblick liber Untersuchungen und Ergebnisse / Seyfreied C. F., Jardin N., Scheer H., Teichfisher Th., Wedi D //

63. Eisenthal R., Cornish-Bowden A., Biochem. J., 139. 1974, 720/

64. Esa K. Renko and Markku Pelkonen. Monitoring of sludge Settleability and characteristics / Biologien fosforin ja typen poisto yhdyskuntajatevesista suomenojan tutkimusasemalla: Valiraportti, 1997.

65. Gerard J. J. Kortstee, Klaas J. Appeldoorn etc. Biology of polyphosphate — accumulating bacteria involved in enhanced biologital phosphorus removal/ FEMS Microbiology Reviews 15/ 1994 137-153.

66. Haldane J. B. S., Enzymes, Longmans Green. London, 1930.

67. Henri V., C. R. Hebd. Acad. Sci., Paris. 1902, 919.

68. Henri V., Lois Generales de 1 Action des Diastases, Hermann, Paris. 1903.

69. Kezdy F. J., Jaz J., Bruylants A. Bull. Soc. Chem. Belg., 1958.

70. Langmuir I., J. Amer. Chem. Soc., 38. 1916.

71. Langmuir I., J. Amer. Chem. Soc., 40. 1918.

72. Lineweaver H., Burk D., J. Amer. Chem. Soc., 56. 1934.

73. Matsche N. Verfahrensmoglichkeiten und beeinflussende Faktoren der biologischen Phosphorentferung / Karlsruher Flockunstage ISWW, Universitat Karshule, 1993, pp.137 159.

74. Michaeles L., Menten M. L., Biochem. Z., 49. 1913.

75. Piijo Rantanen. A hybrid process for biological P and N removal — pilot plant experiments / Biologien fosforin ja typen poisto yhdyskuntajatevesista suomenojan tutkimusasemalla: Valiraportti, 1997.

76. Rantanen P. Biological phosphorus removal study at Suomenoja research station, Vatten 50, Lund, 1994.

77. S. Sozen, D. Orhon etc. A new approach for the evaluation of the maximum specific growth rate in nitrification/ Wat. Res. Vol. 30, № 7, 1996.

78. Schlegel S. Operation results of a waste water treatment plant with biological N&P elimination / Симпозиум «Удаление азота и фосфора из сточных вод». Материалы. СПб, 1992.

79. Sheer. Н. Ansatze zur Bemessung und Kostenabschatzung der biologischen Phosohorelimination / Karlsruher Flockunstage IS WW, Universitat Karshule, 1993, pp.267-295.

80. Swinbourne E. S., J. Chem. Soc., 1960.

81. T. Kuba, J. J. Heijnen Phosphorus and nitrogen removal with minimal COD requirement by integration of denitrifirying dephosphatation and nitrification in a two- sludge system/ Wat. Res. Vol. 30, № 7, 1996.

82. Toimintakertomus 1992: Espoon kaupungin vesi ja veimarilaitos. Espoo, 1992.

83. Vesihallituksen monistesaija №1981/51 / Ravinteiden poisto biologisessa puhdis-tuksessa. Valiraportti 2. Toinen painos: Helsinki, 1981, 89 p.

84. Vesihallituksen monistesaija №1982/108 / Ravinteiden poisto biologisessa puh-distuksessa. Valiraportti 3: Helsinki, 1982, 33 p.

85. Vesi-ja ymparistohallituksen monistesaija, № 479 / Typenpoisto yhdyskuntien jatevesista: Helsinki, 1993, 65 p.