Page 2 - 1608

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

получены. Как результат, применение эмпирических
моделей при проектировании сооружений биологи-
ческой очистки (биореакторов-аэротенков, биофиль-
Эмпирический подход является тров, биореакторов с прикрепленной биомассой,
основным фактором риска получения реакторов периодического (циклического) действия
и т. д.) приводит к риску получения недостоверных
недостоверных результатов расчета результатов. Именно это объясняет заявления кол-
лег, использующих в расчетах эмпирические мо-
Если говорить конкретно о расчетах биологиче- дели, о том, что «концентрации азота аммонийного
ских реакторов, реализующих процессы биологиче- и нитритного на уровне ПДК для водоемов рыбохо-
ской очистки сточных вод (аэротенков, биофильтров, зяйственного назначения недостижимы».
реакторов периодического (циклического) действия В настоящее время в области биологической
и т. д.), то эмпирический подход является основным очистки сточных вод абсолютно приоритетное рас-
фактором риска получения недостоверных резуль- пространение получили теоретические модели. Те-
татов расчета. Высокий риск получения недосто- оретические модели описывают рассматриваемые
верных результатов связан с тем, что эмпирические процессы и/или объекты исходя из теории самого
модели расчета биореакторов получены на экс- процесса и функционирования объекта. Теоретиче-
периментально наблюдаемых зависимостях для ский подход к построению моделей основан на опи-
конкретных очистных сооружений, при конкретной сании сути рассматриваемых процессов на языке
температуре (или диапазоне температур), конкрет- физически интерпретируемых уравнений. Говоря
ном кислородном режиме, для конкретных сточных конкретно о теоретических моделях, описывающих
вод (текущие концентрации загрязнений, значения химические и биохимические процессы в реакто-
рН, щелочности, наличие или отсутствие в данный рах, к которым относятся и аэротенки, отметим, что
момент токсичных примесей и т. д.). В результате данные модели представляют собой системы диф-
получают зависимости, например «значение аэроб- ференциальных уравнений, основанных на балансе
ного возраста активного ила – температура сточных вещества и энергии. Теоретический подход не требу-
вод», которые представляют собой или эмпириче- ет, в отличие от эмпирического, избыточного набора
скую зависимость, или графики и таблицы. Очевид- опытных данных для идентификации разработанной
но, что в других условиях, даже для данных очистных модели. Параметры, используемые в теоретических
сооружений, эти зависимости будут иными, напри- моделях, имеют физический, химический и биологи-
мер, при той же температуре поступающих сточных ческий смысл, и могут быть определены (измерены)
вод, значение аэробного возраста активного ила, непосредственно. Кроме того, отражение в модели
которое позволяет достичь заданного качества очи- реальных физических, химических, биологических
щенной воды, может отличаться на десятки процен- явлений, имеющих место в реальных сооружениях
тов. А если говорить о других очистных сооружениях, и процессах, является гарантией работоспособно-
то очевидно, что эмпирическую модель необходимо сти данной модели в широком диапазоне различных
полностью перестраивать или, проще говоря, созда- внешних воздействий и для различных объектов.
вать заново такую эмпирическую зависимость или
графики/таблицы. Для того чтобы составить эмпири-
ческую модель даже для одного сооружения, нужны, Ферментативное описание процессов
минимум, месяцы исследований. биологической очистки
Таким образом, говоря о сооружениях биологи-
ческой очистки, очевидно, что любые эмпирические
модели, представляющие собой эмпирические фор- С учетом того, что процессы биологической
мулы, графики и/или таблиц, полученные в резуль- очистки сточных вод представляют собой фермен-
тате эксперимента для конкретного объекта, не по- тативные реакции , они и описываются с помощью
2
зволяют получать надежный результат за пределами формул ферментативной кинетики (с точки зре-
условий, при которых эти эмпирические модели были ния математики, это дробно-линейные функции).

2 Ферментативная реакция – это, как правило, многостадийный процесс, в котором на первой стадии образуется комплекс
между ферментом и субстратом (комплекс Михаэлиса). Чаще всего эта стадия представляет собой сорбцию субстрата
на ферменте, обусловленную, например, их гидрофобным, полярным и (или) ионным взаимодействием. – Примеч. ред.

№ 6’2021 51