Comparison of the results of calculating aeration tanks according to the method of Danilovich–Epov and ASM2d model (рart 2)
Authors: Харькина О.В. 
Published: November 2022

Продолжен анализ предложенной Д. А. Даниловичем и А. Н. Эповым Методики расчета аэротенков, которая основана на немецкой методике ATV. В силу определенной ограниченности эмпирической методики ATV, разработанной на основании данных только тех сточных вод, на которых авторы смогли провести исследования, методика ATV не может быть применена за пределами тех очистных сооружений, на которых проведены эти исследования. Проведено сравнение Методики с моделью ASM2d (матрица уравнений ферментативной кинетики, описывающих скорости роста микроорганизмов и скорости соответствующих биохимических процессов), а также с методикой НИИ ВОДГЕО/СамГТУ, которая является полностью теоретической моделью, а расчетные формулы представляют собой уравнения ферментативной кинетики. Расчеты аэротенков по формулам ферментативной кинетики были заложены еще в СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения» в 1974 г., а уже в СНиПе 1984 г. расчет был дан в виде отработанной методики для сооружений биологической очистки на окисление органических соединений. Эмпирический же подход, предлагаемый в Методике, вызывает не только технологический вопрос об области ее применения, но и вопрос ее целесообразности в целом. Применение эмпирических подходов, к которым относится Методика, формально связывает между собой заложенные параметры в виде неизменяемых коэффициентов и эмпирических зависимостей, полученных экспериментально в узком диапазоне параметров и условий конкретного объекта, что создает риски существенных ошибок. Показано, что Методика для городских сточных вод дает заниженные объемы аэротенков на десятки процентов по сравнению с результатами расчетов по теоретическим методикам ASM2d и ВОДГЕО/СамГТУ, разработанной В. Н. Швецовым, С. В. Степановым, К. М. Морозовой, которые описывают процессы очистки сточных вод с помощью формул ферментативной кинетики. При этом показано, что ASM2d и методика ВОДГЕО/СамГТУ дают высокую сходимость результатов в пределах различий менее 10%, что позволяет говорить о корректности модели ASM2d и методики ВОДГЕО/СамГТУ, и ограниченности Методики, позволяющей ее использование только для грубых прикидочных расчетов.

The analysis of the method for calculating aeration tanks proposed by D. A. Danilovich and A. N. Epov, based on the German ATV method, is continued. Due to certain limitations of the empirical ATV methodology developed on the basis of the data on the wastewater the authors were able to study, the ATV methodology cannot be applied anywhere except the treatment facilities where those studies were carried out. The Methodology has been compared with ASM2d model (a matrix of enzyme kinetics equations describing the growth rates of microorganisms and the rates of the corresponding biochemical processes), as well as with the NII VODGEO/SamGTU method that is a completely theoretical model, and the calculation formulas being enzyme kinetics equations. Calculations of aeration tanks according to the formulas of enzyme kinetics were laid down in SNiP «Sewerage. External Networks and Structures» in 1974; whereas in SNiP 1984, the calculation was given in the form of a proven methodology for biological treatment facilities for the oxidation of organic compounds. The empirical approach proposed in the Methodology opens not only a technological question about the scope of its application, but also the question of its expediency in general. The use of empirical approaches, to which the Methodology belongs, formally connects the inherent parameters in the form of invariable coefficients and empirical dependencies obtained experimentally in a narrow range of parameters and conditions of a particular object bringing the risks of significant errors. It is shown that the Methodology for municipal wastewater provides for underestimated volumes of aeration tanks by tens of percent compared with the results of calculations using the theoretical methods ASM2d and VODGEO/SamGTU developed by V. N. Shvetsov, S. V. Stepanov, K. M. Morozova that describe wastewater treatment processes using enzyme kinetics formulas. Herewith, it is shown that ASM2d and the VODGEO/SamGTU methodology give a high convergence of the results within differences of less than 10% which allows to speak about the robustness of the ASM2d model and the VODGEO/SamGTU methodology, and the limitations of the Method that can be used only for rough estimates.