- •С какой целью создавалось и на кого рассчитано это пособие?
- •2. Почему материал пособия изложен в диалоговой форме?
- •3. Как пользоваться этим пособием?
- •Глава 1. Характеристика технологической системы
- •1.1.Охарактеризовать структурную схему технологической системы “аэротенк-вторичный отстойник”
- •1.2.Дать характеристику входным и выходным потокам
- •1.3. Какие управляющие потоки используются при биологической очистке сточных вод в аэротенках и как они характеризуются?
- •1.4. Назвать какие ограничений накладываются на входные, выходные и управляемые параметры системы
- •1.5. Назвать структурные элементы и дать характеристику управляемого объекта технологической системы
- •1.6. Каковы принципы классификации аэротенков?
- •Глава 2. Технологические операции по управлению количественными и качественными характеристиками активного ила
- •2.1.Назвать качественные характеристики активного ила.
- •2.2.Назвать качественные характеристики активного ила. Какова область их применения?
- •2.3. Какие технологические операции используются для изменения количественных и качественных характеристик активного ила? к какой категории следует отнести параметры этих технологических операций?
- •2.4. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) количества избыточного ила, удаляемого из аэротенков? Какие отрицательные последствия могут при этом появляться?
- •2.5. Какие технологические задачи решаются при применении регенерации активного ила?
- •2.6. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) степени циркуляции активного ила? Какие отрицательные последствия могут сопутствовать этим операциям?
- •2.7. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) объема аэротенков?
- •2.8. Какая связь существует между количественными характеристиками активного ила и параметрами технологических операций?
- •2.8. 1.Как изменяются количественные характеристики активного ила, удаляемого из аэротенка?
- •2.8. 2.Как изменятся количественные характеристики активного ила, если будет уменьшена (или увеличена) степень циркуляции активного ила?
- •2.8. 4. В каком направлении изменяются количественные характеристики активного ила, если значительно увеличился (или заметно уменьшился) приток сточных вод в аэротенк?
- •2.9. В каких случаях имеется возможность уменьшить иловую нагрузку на вторичные отстойники, не снижая нагрузки по бпк на активный ил? Как это осуществить на практике?
- •2.10. При каких условиях можно снизить нагрузку по бпк на активный ил, не допуская увеличения иловой нагрузки на вторичные отстойники? Как это сделать?
- •2.12.В каких случаях можно уменьшить объем аэротенков, не увеличивая иловой нагрузки на вторичные отстойники и сохранив нагрузку по бпк на активный ил в аэротенках?
- •2.13. Какими причинами можно объяснить различные концентрации активного ила в разных секциях аэротенков?
- •2.17. В одной из секций аэротенков в значительных количествах появилась мыльная пена. Чем это объяснить?
- •2.18. Какие ограничения накладываются на количественные и качественные характеристики активного ила, а также на регулируемые параметры илового режима?
- •2.19. Дайте объяснение следующим явлениям:
- •Глава 3. Технологические операции по управлению кислородным режимом аэротенков
- •3.1. Назвать основные параметры кислородного режима аэротенков
- •3.2. Почему используются два параметра при оценке условий аэрации - удельный расход воздуха и интенсивность аэрации?
- •3.3. Какими факторами определяются минимальные и максимальные допустимые значения расхода воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •3.4. Какими факторами определяется необходимая расчетная величина удельного расхода воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •3.5. Какие условия определяют минимальное и максимальное значение интенсивности аэрации иловой смеси в аэротенках?
- •3.6. С помощью каких технологических операций можно изменить величину удельного расхода воздуха и интенсивности аэрации?
- •3.8. Установлено, что удельный расход воздуха ниже минимально допустимого, а интенсивность аэрации достигла своего максимально допустимого значения. Как нормализовать положение?
- •3.11. Какие типы пневматических аэраторов применяются в аэротенках? Сравните эффективность использования фильтросных плит и перфорированных труб.
- •3.12. Зависимость эффективности аэрации от расположения аэраторов в плане.
- •3.13. Назвать нормативные сроки службы мелкопузырчатых аэраторов. Какими факторами определяются эти сроки?
- •3.14. Каковы недостатки существующих конструкций аэраторов? Как устраняются эти недостатки в новых модификациях аэраторов?
- •3.15. Как влияет температура сточных вод на кислородный режим аэротенков и ход биологического процесса? Как связаны между собой иловый, кислородный и температурный режимы?
- •3.16. Какова величина удельного расхода кислорода воздуха для различных технологических режимов биологической очистки?
- •3.17. Как следует распределять подачу воздуха по коридорам аэротенка?
- •3.18. Как должен выбираться режим подачи воздуха в аэротенки по часам суток, дням недели, сезонам года?
- •3.19. В аэротенках произошло уменьшение (или увеличение) концентрации растворенного кислорода. Каковы возможные причины?
- •3.20. Каковы наиболее характерные причины перерасхода электроэнергии при аэрации сточных вод? Назовите основные пути экономии электроэнергии, затрачиваемой на подачу воздуха в аэротенки?
- •Глава 4. Технические расчеты параметров биологической очистки сточных вод в аэротенках
- •4.1. Какие основные расчетные параметры используются для характеристики биологических процессов в аэротенках?
- •4.2. Как можно рассчитать величину средней дозы активного ила в аэротенке с регенератором? Как определить общую массу активного ила в аэротенке и в системе “аэротенк - вторичный отстойник?
- •4.3. Как рассчитать степень циркуляции активного ила? Как установить зависимость между величиной дозы активного ила в аэротенке и дозой возвратного ила и наоборот?
- •4.4. Как установить зависимость средней дозы активного ила в аэротенке от величины объема регенератора, степени циркуляции и дозы активного ила в рабочей зоне аэротенка?
- •4.5. Какие виды нагрузок на активный ил по загрязнениям в поступающей воде используются при оценке процессов биологической очистки сточных вод в аэротенках? Как они определяются?
- •4.6. Объясните смысловое значение структурных элементов формулы для определения нагрузки органических веществ на сухое беззольное вещество активного ила.
- •4.7. Почему в расчетах, как правило, используется значение активного ила по сухому беззольному веществу?
- •4.10. Что такое возраст активного ила? Как он определяется?
- •4.11. Как определить расчетное время обработки сточных вод и окисления органических загрязнений в аэротенках? Как рассчитать фактическое время пребывания сточных вод в системе аэрационных сооружений?
- •4.12. По каким формулам ведется расчет параметров кислородного режима? Объясните технологический смысл.
- •4.14. Как определить расчетом максимально и минимально допустимые значения средней дозы активного ила в аэротенках (с регенераторами) для того или иного режима нагрузок по бпк на активный ил?
- •4. 17. Как произвести оценку технологической эффективности аэротенков в реальных условиях по методике акх?
- •4.19. Как определить минимально допустимую степень циркуляции активного ила, если задана величина дозы в смеси перед вторичными отстойниками и известен иловый индекс?
- •4.20. Как различаются между собою методы расчета циркуляции активного ила при проектировании аэротенков и ее определение в условиях эксплуатации очистных сооружений?
- •4.21. Какова степень достоверности технологических расчетов показателей биологических процессов в аэротенках? Как использовать результаты этих расчетов на практике?
- •Глава 5. Характеристика технологических режимов биологической очистки сточных вод в аэротенках.
- •5.1. Назвать наиболее известные технологические режимы биологической очистки сточных вод в аэротенках, дать краткую характеристику режимам.
- •Дать детальную характеристику режиму полной биологической очистки.
- •Охарактеризовать режим частичной (неполной) биологической очистки. Каковы особенности этого режима.
- •Каковы особенности режима низких нагрузок (полного окисления).
- •Сравните различные режимы нагрузок между собой. Каковы достоинства и недостатки каждого из режимов? Каковы возможности и области применения этих режимов?
- •Охарактеризовать особенности режима промежуточных нагрузок бпк на активный ил (режима вспухания ила). Каковы возможности и перспективы практического применения этого режима?
- •Какие формы азота присутствуют в сточных водах, какие изменения происходят с ними в аэротенках? Что такое нитрификация, и какими факторами определяется ее глубина? Каковы условия денитрификации?
- •Какие элементы называют биогенными? Как нормируется содержание биогенных элементов во входном и выходном потоках?
- •Какими способами можно обеспечить удаление соединений азота и фосфора их сточных вод в аэротенках? Что такое «симультанное осаждение»?
- •Какие факторы определяет величину прироста активного ила в аэротенках? Как можно обеспечить снижение прироста активного ила?
- •На какие окислительные процессы расходуется кислород воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •Что такое аэробная стабилизация осадков, какие задачи она решает? Какова область применения этой технологии?
- •Что такое удельное сопротивление осадков влагоотдаче? Каково технологическое значение этого показателя? Каким образом можно влиять на величину удельного сопротивления активного ила в аэротенках?
- •Что такое регенерация активного ила в аэротенках? Каково ее назначение?
- •Какие гидродинамические режимы аэротенков используются в практике очистки сточных вод? Каковы их достоинства и недостатки?
- •Какие практические задачи решаются путем повышения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
- •Какие практические задачи решаются путем понижения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
- •Какова зависимость между нитрификацией аммонийного азота и нагрузкой по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Между нитрификацией и эквивалентной нагрузкой на биомассу ила?
2. Почему материал пособия изложен в диалоговой форме?
В процессе своей повседневной работы технологу на очистных сооружениях приходится постоянно отвечать на многочисленные вопросы, самому задавать вопросы, составлять и выдавать сменные задания, разрабатывать технологические программы.
Сама ситуация на очистных сооружениях ежедневно ставит перед технологом те или иные вопросы, которые необходимо осмыслить, сформулировать, а затем найти соответствующие решения.
От того насколько полно и убедительно технолог способен отвечать на поставленные вопросы, сформулировать и объяснить возникшую на сооружениях проблему, обычно оценивают уровень квалификации технолога.
Однако в реальных условиях эксплуатации оценивать сложившуюся ситуацию и ответить на все возникшие вопросы бывает весьма непросто.
Дело в том, что процессы биологической очистки отличаются крайней сложностью, к тому же они протекают в нестандартных многофакторных условиях, изменяющихся под влиянием многочисленных случайных воздействий. Поэтому биологические процессы не поддаются точному математическому описанию, расчёт их параметров дает весьма приблизительные результаты, отсутствуют на практике надежные методы непрерывного контроля состава очищенных сточных вод.
Для объективной оценки ситуации и принятия конкретных решений технологу необходимо собирать, анализировать и использовать большой объём информации из самых различных источников. При этом нельзя ограничиваться данными производственно-технологического контроля, их следует дополнять данными натурных обследований, визуально-органолептического контроля, результатами технологических расчетов.
Использованная в пособии диалоговая форма, безусловно, будет способствовать лучшему освоению материала. Такая форма окажет помощь в развитии и совершенствовании у технолога самостоятельного логического мышления, воображения, вызывая активную реакцию на поставленные вопросы, стремление осмыслить их и дать самостоятельный ответ на эти вопросы.
Вопросы, задания, упражнения, содержащиеся в пособии, поставлены так, что заучивать механически ответы на них (или их решения) в большинстве случаев практически сложно и бессмысленно. Только тогда, когда читатель детально разберется в существе задачи и ее решении, он без труда сохранит в памяти логический смыл такого решения.
Такая форма удобна при повторении и углублении знания материала, изложенного в пособии, при составлении учебных программ по повышению квалификации технологов, вопросников и тестов для проверки их знаний.
3. Как пользоваться этим пособием?
3.1.Пособие не является собранием готовых рецептов и не даёт ответов на все вопросы, возникающие при эксплуатации аэрационных очистных сооружений. Таких рецептов просто не существует.
Основу книги составляет комплексная методика, созданная путем использования тесно увязанных между собой методов, приемов, подходов, принципов, рекомендаций.
Такая комплексная методика дает ключ к решению основных задач, встречающихся в процессе эксплуатации действующих систем биологической очистки: диагностики, прогнозировании, определяет направление перспективного развития.
3.2. Для овладения комплексной методикой управления, основы которой изложены в заключительном седьмом разделе пособия, необходимо последовательно освоить содержание предшествующих шести разделов, характеризующих структурную схему технологической системы “аэротенк-вторичный отстойник, технологические режимы биологической очистки и методы их расчета, технологические операции по управлению иловым и кислородным режимами, а также по осветлению сточных вод во вторичных отстойниках.
3.3. Решение большей части задач, примеров, упражнений в пособии приводится в логической, но не в математической форме, а результаты выражаются в качественном (условном) виде. Такая форма решения позволит технологу лучше разобраться в сущности процессов и механизме управления ними, способствует развитию самостоятельного инженерного мышления.
На числовых примерах, используя те или иные расчетные зависимости технолог при необходимости сможет сам проверить или уточнить механизм решения задачи, получив конкретные результаты.
3.4. Большинство примеров, содержащихся в пособии, относятся к решению задачи управления классической схемой биологической очистки городских сточных вод, основанной на коридорных аэротенках с регенераторами. Такая схема остается самой распространенной в действующих системах очистки средней и большой производительности, она носит наиболее общий характер. Многие другие схемы по существу являются частными случаями такой общей схемы.
При разработке методики решения практических задач для конкретных сооружений следует детально изучить специфические особенности сооружений и условия их функционирования, с максимальной полнотой учесть эту специфику при разработке рабочей методики в целом и математической модели в частности.
3.5. Напомним, что пособие рассчитано на специалистов, знакомых с основами биологической очистки сточных вод и имеющими опыт эксплуатации сооружений с аэротенками. Этим обстоятельством объясняется умышленное нарушение последовательности изложения материала: уже во втором и отчасти в третьем разделе приводятся примеры, упражнения, задачи решение которых, по существу, требует знания материала, содержащегося в последующих разделах. Однако специалист, накопивший достаточно практического опыта и обладающий развитым инженерным мышлением, сможет сразу решить все или, по крайней мере, часть задач, приведенных во втором и третьем разделах.
Если читателю не удается с первой попытки самостоятельно ответить на вопросы второго и третьего разделов, то ни в коем случае нельзя заучивать ответы на них механически. Следует вернуться к этим разделам позднее, после изучения содержания последующих разделов.
3.6. Успешное решение практических задач управления действующими системами биологической очистки с использованием классической методики на основе математического моделирования возможно лишь при использовании электронно-вычислительной техники. В полном объёме такие задачи можно решать только на П.К.
3.7. Комплексная методика создавалась таким образом, чтобы для её практического внедрения могли использоваться только те технологические и контрольные средства, которые имеются в распоряжении у технолога практически на любых современных (отечественных) очистных сооружениях.
3.8. Решение практических задач управления биологическими процессами на основе математического моделирования не гарантирует получение результатов с высокой точностью. Обычно такие результаты носят аппроксимированный (приближенный) характер.
Биологические процессы очистки сточных вод и условия их протекания отличаются большой сложностью, они не поддаются точному математическому описанию. Отсутствуют надежные методы непрерывного технологического контроля для основных параметров процесса. Всегда в реальных условиях имеют место проявления случайных, неконтролируемых факторов, затрудняющих решение практических задач и искажающих результаты очистки.
Поэтому иногда нельзя осуществлять оценку результатов на основе разовых, единичных показателей лабораторно-технологического контроля. Следует внимательно изучить существующую закономерность процессов и их результативность.
С целью повышения надежности и эффективности использования комплексной методики управления на основе математического моделирования следует накапливать массив фактических данных, анализировать их, регулярно осуществлять проверку адекватности структуры и коэффициентов математической модели реальному процессу, корректировать их, совершенствовать и обновлять методы технологического контроля.
Практический опыт - единственный критерий оценки и совершенствования конкретных методов управления действующими системами.
