Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень
Наведено математичну модель забезпечення киснем біологічної очистки стічних вод від органічних забруднень в аеротенках зі зваженим і закріпленим біоценозом. При цьому розглядаються особливості моделювання кисневого режиму при очистці в аеротенках-змішувачах і в аеротенках-витискувачах....
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126689 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень / Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 21-27. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126689 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1266892017-12-02T03:03:30Z Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень Айрапетян, Т.С. Телима, С.В. Олійник, О.Я. Механіка Наведено математичну модель забезпечення киснем біологічної очистки стічних вод від органічних забруднень в аеротенках зі зваженим і закріпленим біоценозом. При цьому розглядаються особливості моделювання кисневого режиму при очистці в аеротенках-змішувачах і в аеротенках-витискувачах. Приводится математическая модель обеспечения кислородом биологической очистки сточных вод от органических загрязнений в аэротенках со взвешенным и закрепленным биоценозом. При этом рассматриваются особенности моделирования кислородного режима при очистке в аэротенках-смесителях и аэротенках-вытеснителях. A mathematical model of the oxygen supply for the biological purification of waste waters from organic pollutants in aerotanks with suspended and fixed biocenoses is presented. The features of a modeling of the oxygen regime at the purification in the aerotanks-mixers and aerotanks-displacers are considered. 2017 Article Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень / Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 21-27. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.06.021 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126689 628.35 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Механіка Механіка |
| spellingShingle |
Механіка Механіка Айрапетян, Т.С. Телима, С.В. Олійник, О.Я. Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень Доповіді НАН України |
| description |
Наведено математичну модель забезпечення киснем біологічної очистки стічних вод від органічних забруднень в аеротенках зі зваженим і закріпленим біоценозом. При цьому розглядаються особливості моделювання кисневого режиму при очистці в аеротенках-змішувачах і в аеротенках-витискувачах. |
| format |
Article |
| author |
Айрапетян, Т.С. Телима, С.В. Олійник, О.Я. |
| author_facet |
Айрапетян, Т.С. Телима, С.В. Олійник, О.Я. |
| author_sort |
Айрапетян, Т.С. |
| title |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| title_short |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| title_full |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| title_fullStr |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| title_full_unstemmed |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| title_sort |
моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Механіка |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126689 |
| citation_txt |
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод від органічних забруднень / Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 21-27. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT ajrapetânts modelûvannâkisnevogorežimuvbíoreaktorahaerotenkahpriočistcístíčnihvodvídorganíčnihzabrudnenʹ AT telimasv modelûvannâkisnevogorežimuvbíoreaktorahaerotenkahpriočistcístíčnihvodvídorganíčnihzabrudnenʹ AT olíjnikoâ modelûvannâkisnevogorežimuvbíoreaktorahaerotenkahpriočistcístíčnihvodvídorganíčnihzabrudnenʹ |
| first_indexed |
2025-07-09T05:33:15Z |
| last_indexed |
2025-07-09T05:33:15Z |
| _version_ |
1837146252350849024 |
| fulltext |
21ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
В реакторах біологічної очистки стічних вод, зокрема в аеротенках, вилучення органічних
забруднень (ОЗ) відбувається в аеробних умовах, тобто при споживанні кисню, необхідно-
го для біоокиснення ОЗ і самоокиснення кліткового матеріалу, а також використовується в
інших процесах, які в цей час можуть проходити. Тому моделювання і розробка системи
аерації полягає в забезпеченні такого кисневого режиму в реакторі, при якому швидкість
процесу біологічної очистки не повинна лімітуватись кількістю кисню, який знаходиться в
реакторі. В таких реакторах процеси розчинення і споживання кисню розвиваються одно-
часно і взаємозв’язано. У відомих біореакторах-аеротенках, за звичайних умов вилучення
ОЗ відбувається тільки за рахунок зваженого біоценозу (активного мулу), ці процеси до-
сить грунтовно розглянуті в спеціальній літературі.
В даній роботі розглядаються особливості, які мають місце при моделюванні кисневого
режиму при аеробній біологічній очистці стічних вод в аеротенках-змішувачах і витискува-
чах із зваженим і закріпленим біоценозом. Для умов, коли процес біохімічного окиснення в
достатній кількості забезпечений киснем, тобто надходження кисню не буде лімітувати кі-
нетику біоокиснення (вилучення) ОЗ в аеротенках із зваженим і закріпленим біоценозом,
теоретичне обгрунтування такого процесу наведено в роботі [1].
Якщо врахувати, що забезпечення киснем відбувається з використанням найбільш по-
ширеної на практиці пневматичної (бульбашкової) технології подачі кисню в об’єм аеро-
© Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник , 2017
МЕХАНІКА
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.06.021
УДК 628.35
Т.С. Айрапетян1, С.В. Телима2, О.Я. Олійник2
1 Харківський національний університет міського господарства ім.О.М.Бекетова
2 Інститут гідромеханіки НАН України, Київ
E-mail: telymaser@gmail.com
Моделювання кисневого режиму
в біореакторах-аеротенках при очистці
стічних вод від органічних забруднень
Представлено членом-кореспондентом НАН України О.Я. Олійником
Наведено математичну модель забезпечення киснем біологічної очистки стічних вод від органічних забруд-
нень в аеротенках зі зваженим і закріпленим біоценозом. При цьому розглядаються особливості моделюван-
ня кисневого режиму при очистці в аеротенках-змішувачах і в аеротенках-витискувачах.
Ключові слова: модель, очистка, кисень, органічне забруднення, аеротенк-змішувач, аеротенк-витискувач,
біоплівка, активний мул.
22 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 6
Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник
тенка за рахунок використання повітря, то зазначені особливості використання кисню із
зваженим і закріпленим біоценозом, зокрема, полягають в наступному. Якщо зважений біо-
ценоз (частки активного мулу) безпосередньо використовують для окиснення розчинений
у стічній воді із бульбашок кисень, то у випадку закріпленого біоценозу (у вигляді утворе-
ної на поверхні матеріалу завантаження біоплівки) потрібно визначити потік розчиненого
кисню, який поступає до поверхні біоплівки через пограничний шар рідини і провести кіль-
кісну оцінку споживання кисню мікроорганізмами по товщині біоплівки. Вирішення цих
питань дозволяє оцінити кількість кисню, необхідного для біоокиснення зваженим і за-
кріпленим біоценозом і, крім того, дозволяє визначити субстрат (кисень чи ОЗ), який буде
лімітувати процес окиснення в біоплівці. Дослідженнями встановлено, що при значному
(насиченому) облаштуванні в аеротенку (реакторі) елементів завантаження кисень в біо-
плівку може поступати не тільки із об’єму рідини (розчинений кисень), а і в результаті так
званого міжповерхневого переносу (МПП) безпосередньо із прилиплих до поверхні біо-
плівки бульбашок. Врахування МПП дозволяє в окремих випадках збільшити концентра-
цію кисню, що надходить в біоплівку, до 20 % [2].
В обох випадках вилучення органічних забруднень зваженим і закріпленим біоцено-
зом в аеротенках для росту і життєдіяльності мікроорганізмів необхідно забезпечити без-
перебійне постачання кисню і контролювати його споживання в кількості, яка необхідна
для підтримки кінетики реакцій з високою швидкістю утилізації ОЗ в даних умовах аероб-
ного процесу. Для оцінки і аналізу кисневого режиму в аеротенках-змішувачах і витискува-
чах в зазначених умовах у наведеній роботі побудовано загальну математичну модель, яка
зводиться до реалізації відповідних рівнянь матеріального балансу, записаних відносно кон-
центрації кисню С.
Так для аеротенка-змішувача маємо
0( ) ( ) ,
l c
a
p a a p C p a c a p
C
W Q C C W K a C C F N R W
t δ
∂
= − + α β − − −
∂
(1)
а для аеротенка-витискувача
2
2
( ) ,l
c
a a a
c C p a c a
p
FC C C
D v K a C C N R
t x Wx
δ∂ ∂ ∂
ε = − + εα β − − −
∂ ∂∂
c a ca c cR R R= + .
(2)
У практичних розрахунках достатньо розглянути рівняння (1)—(2) в стаціонарних
умовах і провести оцінку їх членів із врахуванням відомого дифузійного критерія Пекле
Pe
c
l
D
ν= згідно з [1]. Для подальшої реалізації приведемо їх до вигляду:
для аеротенка-змішувача
0 3( ) 0,a C p a aC C K a C C T R− + α β − − =
3 , ,l
c
p
c a a a
a a
F W
R N R T T
Q Q
δ= + = (3)
23ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод
для аеротенка-витискувача
( ) 0, .
c
a
C p a c c a c
FC
K a C C N R
x F
δ∂
−ν + εα β − − λ − = λ =
∂
(4)
У цих рівняннях в загальному випадку значення потоку кисню, який поступає в біо-
плівку через її поверхню, визначається за рівнянням:
0 0(1 ) ( ) ( )c c C a z Cn p z
d C
N D K C C K C C
d z = == − = − η − + ηα β − , (5)
де η — відношення площі поверхні біоплівки при контакті з бульбашками повітря до за-
гальної площі поверхні біоплівки.
Тобто, у рівнянні (5) враховано можливе додаткове надходження кисню в біоплівку як із
об’єму рідини у вигляді розчиненого кисню, так і в результаті так званого МПП безпо-
середньо із прилиплих до біоплівки бульбашок. Врахування МПП доцільне при досить
насиченому елементами завантаженні в аеротенку (реакторі), що має місце, наприклад, в
затоплених фільтрах з пісчано-гравійним матеріалом завантаження. В аеротенках із зак-
ріпленим біоценозом (біоплівкою) можна обмежитись неврахуванням МПП і деякий мож-
ливий позитивний вплив МПП піде в запас розрахунку. В цьому випадку при реалізації
моделей необхідно прийняти 0η = і враховувати тільки надходження розчиненого кисню
із об’єму рідини до біоплівки за рахунок дифузії:
0( )C C C a z
C
N D K C C
z =
∂= − = −
∂
. (6)
Відзначимо, що визначення потоку кисню через поверхню біоплівки cN так і для одер-
жання кількістних оцінок вилучення ОЗ біоплівкою в залежності від їх параметрів, зо-
крема, який із субстратів (забруднення чи кисень) лімітують процес очистки в біоплівці,
одержимо в результаті рішення наступних рівнянь, які характеризують споживання кисню
при вилученні ОЗ закріпленим біоценозом (біоплівкою).
В загальному випадку
2
2
0.c c
C
D R
z
∂ − =
∂
(7)
Таке рішення рівняння (7), яке виконано за граничних умов, а саме: cN при 0z = і
0
C
z
∂ =
∂
при z = δ дозволяє визначити зміну концентрації кисню по товщині біоплівки C і
головне для подальших розрахунків концентрації кисню на поверхні біоплівки 0zC C= δ= .
Зазначимо, що в умовах елементів завантаження циліндричної форми, на яких утворю-
ється біоплівка, рівняння для біоплівки буде мати вигляд
2
2
1
0,c c
C C
D R
z rr
⎛ ⎞∂ ∂+ − =⎜ ⎟⎜ ⎟∂∂⎝ ⎠
(8)
воно вирішується за граничних умов cN при 0r = і 0
C
r
∂ =
∂
при r = δ ; 0zC C= δ= .
В загальному випадку швидкості реакцій описуються такими рівняннями:
1 2 ,c L c
mc
C
R R b X
K C
= α + α
+
(9)
24 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 6
Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник
L C
m
L
m m
L C
R X
Y K L K C
μ
= ⋅ ⋅
+ +
, (10)
1 2a L C
C
a
c a a a a a
ma a
C
R R b X
K C
= α + α
+
, (11)
L
C
ma a a
a a
ma ma aa
L C
R X
Y K L K C
μ
= ⋅
+ +
. (12)
У цих рівняннях і залежностях С , Nδ , aC , 0C — відповідно концентрації кисню в біо-
плівці, на поверхні біоплівки, в аеротенку і в стічній воді на вході в аеротенк; pC — кон-
центрація насичення (розчинна) кисню повітря в рідині; cR , ac
R — швидкість реакцій ви-
користання кисню в біоплівці і в аеротенку з врахуванням швидкості окиснення виділе них
речовин при відмиранні мікроорганізмів; aW , pW , Wδ — відповідно робочий об’єм аеро тен-
ка, об’єм рідини в аеротенку, об’єм елементів встановленого завантаження із закріпленим
біоценозом; lFδ , Fδ — відповідно загальна площа поверхні біоплівки в аеротенку (реак-
торі), площа поверхні біоплівки на одиницю довжини аеротенка (реактора); CK a ,
nCK ,
CK — відповідно об’ємний коефіцієнт масопередачі, коефіцієнт МПП кисню в біоплівку,
коефіцієнт масопереносу кисню в рідинній плівці. Позначення інших величин, використа-
них у рівняннях, наведені в роботах [1, 3].
Для оцінки впливу вказаних механізмів забезпечення і споживання кисню при вилу-
ченні ОЗ доцільно розглянути граничні випадки роботи аеротенка в системі біологічної
очистки стічних вод.
1. У випадку, коли відсутня закріплена біомаса (додаткове завантаження), вилучення
ОЗ відбувається тільки зваженим активним мулом і для забезпечення і споживання кисню
наведені рівняння розв’язуються при 0cN = . Розрахунок параметрів кисневого режиму в
цьому випадку з врахуванням особливостей систем подачі кисню і режиму роботи аеротен-
ка розглядався, зокрема, в роботі [4].
2. У випадку, коли вилучення ОЗ відбувається тільки закріпленою на завантаженні біо-
масою, тобто при неврахуванні дії зваженого активного мулу, наведені рівняння розв’язу-
ються при 0ac
R = .
3. В даному випадку, коли вилучення ОЗ в аеротенку виконується за рахунок зваженого
і закріпленого біоценозу при визначенні оптимальних параметрів його роботи, можливі різ-
ні варіанти його розташування в об’ємі (в плані) аеротенка і прийнятої необхідної площі
поверхні біоплівки lFδ (елементів завантаження). При цьому елементи завантаження (на-
садки, сітки тощо) можуть бути розташовані по всьому об’єму аеротенка або більш щільно
і компактно тільки на його окремих ділянках. В залежності від технологічної схеми розта-
шування в аеротенку елементів завантаження по довжині (в об’ємі) і в зв’язку з цим при-
йнятих реакцій в біоплівці і аеротенку, загальні рівняння можна значно спростити. Далі роз-
глянемо деякі можливі технологічні схеми.
а) Елементи завантаження не досить щільно рівномірно розташовані по всій довжині
аеротенка. В цьому випадку в наведених рівняннях приймаємо 0η = , тобто МПП кисню
можна не враховувати і з достатнім обгрунтуванням вилучення ОЗ в об’ємі аеротенка від-
бувається за реакцією нульового порядку, а в біоплівці — за реакцією першого порядку [1].
25ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод
Так як у рівняннях (9) і (11)
CmK C<< ,
Cma aK C<< , то для кисню в практичних розра-
хунках окиснення відбувається за реакцією нульового порядку в біоплівці і в аеротенку.
Таким чином для реакцій маємо
1 2c L cR R b X= α + α ; (13)
m
L L
mL
X
R k L L
Y K
μ
= = ; (14)
1 2a cc a a a a aR R b X= α + α ; (15)
ma a
a
a
X
R
Y
μ
= . (16)
Визначення значення концентрації ОЗ в біоплівці ( )L z і зокрема на її поверхні Lδ
наведено в роботі [5]. Розрахунок значення концентрації кисню С в біоплівці і зокрема
на її поверхні Lδ відбувається за результатом рішення рівнянь (7), (8) в залежності від
конструкції елементів завантаження, на яких формується біоплівка, наприклад, чи у ви-
гляді плоских пластин із отворами, чи сітки із окремих стержнів циліндричної форми.
При цьо му з деяким наближенням можна прийняти для визначення реакції
LcR по за-
лежності:
1 2c L p cR k L b Xδ= α + α , (17)
де pLδ — осереднене значення концентрації ОЗ в біоплівці [5].
б) Елементи завантаження розташовані на початку аеротенка в першій його час-
тині — реакторі 1, в якому вилучення ОЗ відбувається за рахунок закріпленої біомаси, а в
другій його частині — реакторі 2, де вилучення ОЗ відбувається зваженою біомасою (ак-
тивним мулом), тобто реактор 2 працює як звичайний аеротенк.
в) Елементи завантаження розташовані в кінці аеротенка в другій його частині — ре-
акторі 2, в якому вилучення ОЗ відбувається за рахунок закріпленої біомаси, а в першій
частині — реакторі 1, вилучення ОЗ відбувається за рахунок зваженої біомаси (активного
мулу), тобто реактор 1 працює як звичайний аеротенк.
В залежності від прийнятого гідродинамічного режиму руху рідини реактори 1 і 2 мо-
жуть працювати як біореактори-змішувачі і біореактори-витискувачі. Забезпечення киснем
вилучення ОЗ в реакторах відбувається згідно з наведеною загальною математичною мо-
деллю з врахуванням прийнятих реакцій утилізації ОЗ і окиснення.
В якості прикладу розрахунку (моделювання) кисневого режиму розглянемо аеротенк-
змішувач, в якому у реакторі 1 вилучення ОЗ відбувається зваженим біоценозом (активним
мулом), а в реакторі 2 вилучення ОЗ відбувається за рахунок закріпленої біомаси (біоплів-
ки) на встановленому тут завантаженні. Така технологічна схема очистки з практичної точ-
ки зору буде доцільною і більш відповідає сучасним вимогам забезпечення киснем ступені
очистки, бо в існуючих традиційних аеротенках забезпечити належну, більш високу якість
очистки виконати надто складно і неекономічно.
В цьому випадку для визначення концентрації кисню в реакторах 1 і 2 загальне рівнян-
ня (3) при 0η = можна спростити до розв’язання більш простих рівнянь:
26 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 6
Т.С. Айрапетян, С.В. Телима, О.Я. Олійник
для реактора 1 зі зваженою біомасою (активним мулом)
10 1 1 1 1 1 1 1 1( ) 0,
Ca C p a aC C K a C C T w T− + α β − − = (18)
для реактора 2 з закріпленою біомасою (біоплівкою)
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2( ) ( ) 0.a a C p a C aC C K a C C T K C Cδ− + α β − − λ − = (19)
Тут Сa1, Сa2 — відповідно концентрації кисню на виході із реакторів 1 і 2; 2Сδ — концент-
рація кисню на поверхні біоплівки в реакторі 2,
2
2
l
a
F
Q
δλ = , 1
1
p
a
W
T
Q
= , 2
2
p
a
W
T
Q
= , (20)
1T , 2T — тривалість аерації в реакторах 1, 2;
1pW ,
2pW — об’єми рідини відповідно в ре акто-
рах 1 і 2;
2l
Fδ — загальна площа поверхні завантаження у реакторі 2 довжиною 2l .
Згідно з наведеним рівнянням вилучення ОЗ в реакторі 1 відбувається за реакцією
нульового порядку, а в реакторі 2 біоплівкою — також за реакцією нульового порядку.
Для забезпечення киснем утилізації ОЗ в реакторах реакцію прийнято нульовою. Тоді в
цьо му випадку маємо:
2 11 1 1 11 1 cac a aw w b X= α + αà à à , 1
1
1
1ma a
a
a
X
w
Y
μ
= , 2
2
2
2 2 ,
c
c
a
w
C C
Kδ
δ
= −
(21)
22 2 22 2 21 2 cc L p aw k L b Xδ= α + αà à , 2
2
2
2
2
m
L
m L
X
k
Y K
μ
= ,
де параметри з індексом 1 відносяться до реактора 1, а з індексом 2 — до реактора 2;
2pLδ — осереднене значення концентрації ОЗ в біоплівці товщиною 2δ [5].
Реалізація наведених моделей дозволяє при заданих геометричних і інших характе-
ристиках оцінити вплив кисневого режиму на процеси очистки в аеротенках за різних умов
їх роботи і обґрунтувати економічну і ефективну технологічну систему забезпечення кис-
нем з врахуванням особливостей вилучення ОЗ в аеротенках зі зваженим і закріпленим біо-
ценозом. При цьому можна обгрунтувати критерії, при яких процес біохімічного окиснен-
ня в достатній кількості забезпечений киснем, тобто не буде лімітувати кінетику біоокис-
нення як зваженим так і закріпленим біоценозом.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Олійник О.Я., Айрапетян Т.С. Моделювання очистки стічних вод від органічних забруднень в біо реак-
торах-аеротенках зі зваженим (вільноплаваючим) і закріпленим біоценозом. Допов. Нац. акад. наук Ук-
раїни. 2015. № 5. С. 55—59.
2. Lee K.M., Stensel H.D. Aeration and substrate utilization in a sparged packed bed-biofilm reactor. JWPCF.
1986. 58. P. 1065—1073.
3. Маслун Г.С. Практичні рекомендації до розрахунку кисневого режиму при очистці стічних вод на зато-
плених фільтрах. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. 2013. Вип. 21. С. 123—142.
4. Репин Б.Н., Баженов В.И. Моделирование кислородного режима в аеротенках-вытеснителях. Водные
ресурсы. 1991. № 1. С. 122—130.
5. Олійник О.Я., Колпакова О.А. Моделювання і розрахунки біологічної очистки стічних вод на краплин-
них біофільтрах. Екологічна безпека та природокористування. 2014. Вип. 16. С. 68—86.
Надійшло до редакції 28.11.2016
27ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
Моделювання кисневого режиму в біореакторах-аеротенках при очистці стічних вод
REFERENCES
1. Olіynik, O. Ja. & Airapetian, T. S. (2015). The modeling of the clearance of waste waters from organic pollutions
in bioreactors-aerotanks with suspended (freeflow) and fixed biocenoses Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. No. 5.
55-60 (in Ukrainian).
2. Lee, K. M., Stensel, H. D. (1986). Aeration and substrate utilization in a sparged packed bed-biofilm reactor.
JWPCF. 58, pp. 1065-1073.
3. Maslun, G. S. (2013). Practical recommendations for the calculation of the oxygen regime at the purification of
waste waters on submerged filters. Problemy vodopost., vodovidv. ta gidr., Iss. 21, pp. 123-142 (in Uk rai nian).
4. Repin, B. N., Bazhenov, V. I. (1991). Modeling of the oxygen regime in aerotanks-displacers. Vodnye resursy,
No. 1, pp. 122-130 (in Russian).
5. Oliynik, O. Ja. & Kolpakova, O. A. (2014). Modeling and calculation of the biological purification of waste
wa ters on drop biofilters. Ekolog. bezpeka ta pryrodokoryst., Iss. 16, pp. 68-86 (in Ukrainian).
Received 28.11.2016
Т.С. Айрапетян1, С.В. Телыма2, А.Я. Олейник2.
1 Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова
2 Институт гидромеханики НАН Украины, Киев
E-mail: telymaser@gmail.com
МОДЕЛИРОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА
В БИОРЕАКТОРАХ-АЭРОТЕНКАХ ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Приводится математическая модель обеспечения кислородом биологической очистки сточных вод от ор-
ганических загрязнений в аэротенках со взвешенным и закрепленным биоценозом.При этом рассматри-
ваются особенности моделирования кислородного режима при очистке в аэротенках-смесителях и аэро-
тенках-вытеснителях.
Ключевые слова: модель, очистка, кислород, органическое загрязнение, аэротенк-смеситель, аэротенк-вы-
теснитель, биопленка, активный ил.
T.S. Airapetian1, S.V. Telyma2, O.Ja. Oliynik2
1 O.M. Beketov Kharkiv National University of Urban Economy
2 Institute of Hydromechanics of the NAS of Ukraine, Kiev
E-mail: telymaser@gmail.com
A MODELING OF THE OXYGEN REGIME
IN BIOREACTORS-AEROTANKS AT THE PURIFICATION
OF WASTE WATERS FROM ORGANIC POLLUTANTS
A mathematical model of the oxygen supply for the biological purification of waste waters from organic pollut-
ants in aerotanks with suspended and fixed biocenoses is presented. The features of a modeling of the oxygen re-
gime at the purification in the aerotanks-mixers and aerotanks-displacers are considered.
Keywords: model, purification, oxygen, organic pollutant, aerotank-mixer, aerotank-displacer, biofilm, active sludge.
|