Моделирование системы аэробной биологической очистки сточных вод

Введение 4
1. Литературный обзор 7
1.1. Обзор основных методов очистки сточных вод и их сравнение 8
1.2. Описание аэробной биологической очистки и ее преимущества 14
1.2.1. Этапы биологической очистки сточных вод в аэротенках 14
1.2.2. Факторы, влияющие на жизнедеятельность активного ила 15
1.3. Характеристика сооружений аэробной биологической очистки сточных вод 19
1.4. Изучение существующих моделей и подходов к моделированию систем аэробной биологической очистки сточных вод 28
Выводы к главе 1 37
2. Объекты и методы исследования 39
2.1. Объекты исследований 40
2.2. Составление и анализ математической модели биологической очистки сточных вод 41
2.3. Математическое описание процесса биологической очистки в реакторах аэробного типа 46
Выводы к главе 2 50
3. Экспериментальная часть 51
3.1. Решение математической модели 52
3.2. Расчет ячеистой модели 58
3.3. Применение разработанной математической модели процесса биологической очистки на городских очистных сооружениях г. Строитель Белгородской области 67
Выводы к главе 3 73
Заключение 75
Библиографический список 76

Весь текст будет доступен после покупки

Аэробная биологическая очистка сточных вод имеет важное значение в промышленности. Многие страны имеют жесткие нормативы и стандарты, регулирующие качество сточных вод, прежде чем они могут быть сброшены в окружающую среду. Аэробная биологическая очистка позволяет промышленным предприятиям соблюдать эти нормы, удаляя загрязнения из сточных вод и улучшая их качество.
Аэробная биологическая очистка сточных вод позволяет эффективно очищать и восстанавливать сточные воды для повторного использования в промышленных процессах. Это способствует экономии водных ресурсов и снижению потребления пресной воды. Промышленные сточные воды могут содержать различные вредные загрязнения, такие как органические соединения, токсичные вещества, тяжелые металлы и другие. Аэробная биологическая очистка обеспечивает эффективное удаление этих загрязнений, снижая негативное воздействие на окружающую среду, включая водные ресурсы, почву и живые организмы. Прямой сброс загрязненных сточных вод без предварительной очистки может представлять серьезные экологические риски, такие как уничтожение экосистем, заболевания рыб и других водных организмов, а также загрязнение питьевой воды [1].
Аэробная биологическая очистка сточных вод помогает снизить эти риски и поддерживать баланс в природных экосистемах. Аэробная биологическая очистка сточных вод может быть интегрирована в промышленные процессы, что способствует созданию более устойчивых и экологически ответственных систем. Это включает повышение энергоэффективности, снижение затрат на утилизацию и сокращение негативного воздействия на окружающую среду.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Литературный обзор

1.1. Обзор основных методов очистки сточных вод и их сравнение
Существует несколько основных методов очистки сточных вод, которые применяются для удаления загрязнений и обеспечения безопасного сброса сточных вод в окружающую среду. Выделяют физико-химические, химические, механические, биологические и комбинированные методы очистки.
1. Механические методы очистки сточных вод используются для удаления твердых частиц, плавающих веществ и других материалов из сточной воды. Вот некоторые из основных механических методов очистки сточных вод. Сюда относятся:
• Скребковые решетки: Скребковые решетки применяются для удаления крупных твердых частиц и отходов из сточных вод. Стоки проходят через решетку, а крупные частицы задерживаются на поверхности решетки и удаляются с помощью скребков.
• Отстойники: используются для осаждения тяжелых частиц и осадка в сточных водах. Стоки замедляются в отстойнике, что позволяет твердым частицам осесть на дно. Осадок удаляется из отстойника, а чистая вода переливается через переливные бортики.
• Фильтры: Могут быть использованы для удаления мелких частиц, суспензий и органических веществ. Они могут быть составлены из различных материалов, таких как песок, уголь, гравий или специальные мембраны. Вода протекает через фильтр, и твердые частицы задерживаются в фильтрующем материале.
• Ультрафильтрация и обратный осмос: являются методами мембранной фильтрации, которые используются для удаления молекул, ионов и микроорганизмов из сточных вод. При ультрафильтрации и обратном осмосе вода проходит через полупроницаемую мембрану, которая задерживает загрязнения и пропускает только чистую воду [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Вавилин, В.А. Время оборота биомассы и деструкция органического вещества в системах биологической очистки / В.А. Вавилин. – М.: Наука, 1986. – 144 с.
2. Белоконь П.И., Белоконь С.И., Юсупов И.А., Титова Ю.А. Формирование, очистка и использование сточных вод. / Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана № 3, 2017.
3. Варваров В.В., Брындина Л.В., Ильина Н.М. Биологическая очистка сточных вод. Экология и безопасность жизнедеятельности, 1996, № 1.
4. Вавилин, В.А. Моделирование деструкции органического вещества сообществом микроорганизмов / В.А. Вавилин, В.Б. Васильев, С.В. Рытов. М.: Наука, 1993. – 204 с.
5. Вавилин, В.А. Нелинейные модели биологической очистки и процессов самоочищения в реках / В.А. Вавилин. – М.: Наука, 1983. – 159 с.
6. Вавилин, В.А. Обобщенная модель аэробной биологической очистки / В.А. Вавилин // Водные ресурсы. – 1976. – № 4. – С. 136–148.
7. Вавилин, В.А. Сравнительная оценка математических моделей, применяемых для расчета аэротенков / В.А. Вавилин, В.Б. Васильев. // Водные ресурсы. – 1981. – № 4. – С. 132–145.
8. Волосюк С.В., Горносталь С.А. Имитационное моделирование работы сооружений биологической очистки сточных вод // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: сб. ст. по материалам всерос. научн.-практ. конф., 21 дек. 2012 / ФГБОУ ВПО Во- ронежский институт ГПС МЧС России. – Воронеж, 2012. – 380 с.
9. Горносталь С.А., Петухова Е.А., Уваров Ю.В., Повышение эффективности работы сооружений биологической очистки городских сточных вод, С.А. Горносталь, Е.А. Петухова, Ю.В.Уваров - Х: НУГЗУ, 2015. – 102 с.
10. Илялетдинов, А.Н. Микробиология и биотехнология очистки промышленных сточных вод / А.Н. Илялетдинов, Р.М. Алиева. – Алма-Ата: Гы- лым, 1990. – 224 с.
11. Кириллов А.Н., Смирнов Н.В. Компьютерное моделирование и управление процессом биологической очистки сточных вод в аэротенке // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2018. №26. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternoe- modelirovanie-i-upravlenie-protsessom-biologicheskoy-ochistki-stochnyh-vod-v- aerotenke (дата обращения: 16.06.2023).
12. Маршалов, О.В. Интенсификация массообменных процессов при биологической очистке сточных вод: дис. на соиск. ст. канд. техн. наук / О.В. Маршалов. – Москва, 2011. – 167 с.

Весь текст будет доступен после покупки