Выпуск 1 - Issue 1

Цель: Установить причины ошибок персонала, допускаемых при организации движения поездов. Изучить способы исключения (минимизации) этих ошибок, применяемые в настоящее время. Разработать инструменты для решения данной проблемы. Методы: Статистические данные о наиболее значимых некорректных действиях персонала железнодорожного транспорта, которые допускаются при организации движения поездов, обработаны с помощью математического анализа. Полученные результаты спроецированы на трехуровневую систему контроля, реализуемую в ОАО «РЖД». Результаты: Раскрыты недостатки каждого уровня системы контроля. Показано, что одной из наиболее серьезных проблем в работе оперативного персонала является качество принятия решений в нестандартных ситуациях, связанных с отказами технических средств. Выявлены объективные основы формирования новых подходов к улучшению управляемости процессами обеспечения безопасности движения поездов. Доказано, что трансформация отношений между различными структурными подразделениями представляет собой необходимое условие, а проводимая модернизация производства (особенно информационных систем) – достаточное условие для применения систем поддержки принятия решений. Указаны дополнительные риски, сопровождающие процесс обеспечения безопасности перевозочного процесса через статистику нарушений, допущенных работниками Дирекции управления движением в 2012 г. Определена зона первоочередного принятия мер (малый стаж работы) по минимизации риска. Для снижения данного риска предложена компьютерная программа поддержки принятия управленческих решений оперативного персонала. Практическая значимость: Разработанная программа исключит ошибки оперативного персонала, обеспечит гарантированную безопасность при организации движения поездов, улучшит управляемость, снизит время задержек поездов при отказах технических средств. Система имеет несколько уровней работы, которые в комплексе дают синергетический эффект и помогают оперативному работнику при его работе в нестандартных ситуациях.

Ключевые слова: Риск, нестандартная ситуация, диспетчер, принятие управленческих решений, надежность технических средств.

Контакты: vivdh@yandex.ru

Information support for personnel ensuring train movement security by expert systems. V. I. Vorontsov

Objective: To establish the causes of personnel errors occuring in organisation of train movement. To study methods for exclusion (minimisation) of such errors that are applied currently. To develop instruments for solution of this problem. Methods: Statistical data on the most significant incorrect actions of railway transport personnel that occur in organisation of train movement were processed with the use of mathematical analysis. The results obtained were projected on the three-level control system implemented by the Russian Railways JSC. Results: Shortcomings of each level of control system were uncovered. It was demonstrated that one of the most serious problems in the work of operators is the quality of decision-making in abnormal situations related to failures of technical equipment. Objective foundations for forming new approaches to improving manageability of processes of ensuring train movement safety. It was proven that transformation of relations between various structural units is a necessary condition of, and the ongoing modernisation of production (particularly information systems) is a sufficient condition for application of decision support systems. Additional risks that accompany the process of ensuring safety of transportation process are pointed out through the statistics of violations committed by the Traffic Control Directorate employees in 2012. The zone of top-priority actions to minimise risks (short length of employment) is identified. To decrease such risk, a computer program for support of managerial decision-making of operators is proposed. Practical importance: The program developed will eliminate operator errors, ensure guaranteed safety in organisation of train movement, improve manageability, and cut train delay time in cases of failures of technical equipment. The system has several operation levels which as a whole provide a synergetic effect and help an operator in his work in abnormal situations.

Keywords: Risk, abnormal situation, dispatcher, managerial decision making, dependability of technical equipment.

Contacts: vivdh@yandex.ru

Цель: Разработать прогноз срока службы мостов на основе моделирования процесса карбонизации защитного слоя железобетонных элементов мостов. Методы: В основе модели лежит аналитическое решение дифференциального уравнения теории диффузии первого закона А. Фика. Результаты: Приведен пример расчета сроков депассивации защитного слоя железобетонных элементов мостов с учетом вариативности исходных данных. Сопоставлены теоретическая модель деградации и фактической глубины карбонизации защитного слоя. Предложена модель прогнозирования срока службы железобетонных мостов, основанная на оценке времени карбонизации защитного слоя с учетом различных факторов: температуры, влажности окружающей среды, концентрации углекислого газа в атмосфере, прочностных характеристик бетона. Практическая значимость: Разработанная модель пригодна для прогноза долговечности на стадии проектирования.

Ключевые слова: Железобетон, долговечность, карбонизация, I закон диффузии А. Фика, концентрация углекислого газа в атмосфере.

Контакты: kmost@pgups.edu

Forecast of reinforced concrete bridges' service life on the basis of protective cover carbonization process model. E. S. Karapetov, D. A. Shestovitskiy

Objective: To develop a forecast for bridges' service life on the basis of modelling of a process of carbonization of protective cover of bridges' reinforced concrete elements. Methods: The model is based on analytical solution of differential equation of Fick's first diffusion law. Results: An example of calculation for depassivation terms of protective cover of bridges' reinforced concrete elements is provided, taking into account variability of basic data. A theoretical model of degradation and actual depth of carbonization of protective cover are compared. A model for forecasting service life of reinforced concrete bridges is proposed, based on evaluation of time required for carbonization of protective cover taking into account various factors - temperature, environmental humidity, concentration of carbon dioxide in the atmosphere, strength characteristics of the concrete. Practical importance: The model is applicable for forecasting lifespan at design stage.

Keywords: Reinforced concrete, lifespan, carbonization, Fick's first diffusion law, concentration of carbon dioxide in the atmosphere.

Contacts: kmost@pgups.edu

Цель: Решить проблемы, возникающие при сливе вязких грузов из железнодорожных цистерн с электронагревом. Показать возможность совершенствования подвижного состава данного типа. Методы: При решении задачи теплопроводности для перевозимого груза применен метод конечных элементов. Результаты: Проанализированы конструкция и особенности выгрузки для четырехосной железнодорожной цистерны модели 15-1532, предназначенной для перевозки жидкого каменноугольного пека, и моделей 15-1480 и 15-1482 – для перевозки жидкой серы. Приведена информация об отрицательном влиянии грузов и их паров на организм человека, что говорит о необходимости сокращения времени контакта персонала с грузом. Поставлена задача теплопроводности, приведено её решение для определения поля температур в котле железнодорожной цистерны при электронагреве груза. Проанализирована конструкция вагонов-цистерн. На основании этого анализа рассчитано температурное поле наиболее неблагоприятного конструктивного элемента котла вагона-цистерны при сливе разогреваемого груза. На основании полученных градиентов температур спрогнозировано поведение оболочки котла вагона-цистерны в части появления остаточных деформаций расчетного элемента. Выявлена проблема неравномерного нагрева вязкого груза для существующих цистерн: перегрев нижней части котла при недостаточном нагреве верхних слоев груза. Предложено техническое решение для перераспределения тепловых нагрузок на котел цистерны, позволяющие сократить время слива груза из цистерны и увеличить срок службы подвижного состава. Сделан вывод о необходимости модернизации конструкции вагонов-цистерн для перевозки вязких и загустевающих грузов. Практическая значимость: Полученные результаты могут быть использованы при конструировании новых моделей вагонов-цистерн с электронагревом груза, а также для модернизации систем электронагрева имеющегося парка подвижного состава.

Ключевые слова: Вагон-цистерна, электрические нагреватели, температурное поле.

Контакты: s. b.komissarov@gmail.com

Perspectives for modernisation of electrical heating of vicsous cargoes for unloading cistern cars. I. G. Kiselev, V. V. Galov, S. B. Komissarov

Objective: To solve problems appearing when unloading viscous cargo from cistern cars equipped with electrical heating. To demostrate possibility of improving rolling stock of this type. Methods: Finite-elements method is applied to solving heat conductivity problems for the transported cargo. Results: Design and unloading peculiarities were analysed for model 15-1532 four-axle cistern car (designed for transportation of liquid colar-tar asphalt), and for models 15-1480 and 15-1482 (for transportation of liquid sulphur). Information concerning negative influence of these cargoes and their fumes on human organism is provided, which means that the time of contact between personnel and cargo should be reduced. Heat conductivity problem is set, its solution for determining the range of temperatures in the cauldron of the cistern car during electrical heating is provided. Design of cistern cars is analysed. On the basis of this analysis, temperature field for the most unfavourable design element of the cauldron of cistern car when unloading heated cargo is established. On the basis of thermal gradients thus obtained, behaviour of the cover of a cistern car's cauldron is forecast as regards appearance of permanent deformations of the calculated element. The problem of uneven heating of viscous cargo in existing cistern cars was identified, as bottom part of the cauldron is overheated, and upper layers of the cargo are subject to insufficient heating. A technical solution for redistribution of thermal strain on cistern's cauldron is proposed, allowing to cut the time of unloading cargo from cistern and to increase service life of rolling stock. The conclusion of the need for modernisation of cistern cars design for transportation of viscous and thickening cargoes is reached. Practical importance: Results of the study can be applied to designing new models of cistern cars with electrical heating of cargo, as well as for modernisation of electrical heating systems of existing rolling stock.

Keywords: Cistern car, electrical heaters, temperature field.

Contacts: s. b.komissarov@gmail.com

Цель: Исследовать модели MIMO-канала с учетом случайных изменений параметров канала за счет многолучевого распространения радиоволн и определить применимость модели канала к задаче формирования ключей для корреспондентов беспроводной сети. Метод: Использован метод имитационного моделирования. Результаты: Оценены характеристики параметров принимаемого сигнала, распределения вероятностей отсчетов и степень их коррелированности. Практическая значимость: Системы на основе MIMO-канала можно использовать для построения системы распределения ключей в подвижных сетях железнодорожного транспорта.

Ключевые слова: Подвижная радиосвязь, ключ, квантование, многолучевость, MIMO.

Контакты: paul.mylnikov@gmail.com

A study into characteristics of key forming system for mobile railway transport objects based on evaluation of mimo channel parameters. P. D. Mylnikov

Objective: To study MIMO channel models based on random variations in the channel parameters due to multi-path propagation of radio waves, and to determine the applicability of the channel model to the task of forming the channel keys in mobile networks. Method: The method of simulation modelling was applied. Results: Evaluation of performance parameters of the received signal, probability distribution of samples and degree of correlation were established. Practical significance: The study established that the system based on model of MIMO channel can be used to build a system of key distribution in mobile networks on railway transport.

Keywords: Mobile radio, key, quantization, multipath, MIMO.

Contacts: paul.mylnikov@gmail.com

Цель: Исследовать вычисления ускорения вагона и найти время движения и скорость вагона на втором скоростном участке горки до и после стрелочного перевода при воздействии попутного ветра. Методы: Вычисления ускорения вагона основаны на принципе Даламбера, а вычисления времени движения и скорости вагона – на широко известные из курса элементарной физики формулах пути и скорости при равноускоренном движении тела. Результаты: Исследованы силовые соотношения на втором скоростном участке горки при воздействии попутного ветра малой величины. Найдены конкретные значения проекции силы тяжести вагона с грузом и силы сопротивления ветра на направления скатывания вагона как сдвигающих сил. Вычислены силы трения качения колёс и силы трения скольжения гребней колёс с учётом воздействия на вагон сопротивлений всякого рода (среды, стрелки, кривых, снега и инея) и проекции силы ветра на боковую поверхность вагона до и после стрелки. Рассчитана величина силы трения скольжения гребней колёс при вхождении вагона в кривой участок пути после стрелочного перевода как удерживающих сил. На основе этих силовых соотношений с учётом инерции вращающихся масс вычислены конкретные значения ускорения вагона при различных видах сопротивления движению вагона до и после стрелки. По заданной величине скорости входа вагона на второй скоростной участок горки и вычисленному значению ускорения вагона выполнен расчёт времени движения и скорости вагона на данном участке горки. Построены графические зависимости времени движения от длины исследуемого участка горки и скорости скатывания вагона от времени. Практическая значимость: По результатам исследований можно разработать программу расчётов ускорения, времени движения и скорости скатывания вагона при воздействии ветров различных направлений, которые позволяют выполнить расчёт и проектирование всей длины сортировочной горки.

Ключевые слова: Сортировочная горка, вагон, попутный ветер, движение вагона, ускорение, второй скоростной участок горки, стрелочный перевод.

Контакты: khturanov@yandex.ru

Improved results of calculations of movement time and speed of a wagon on second speed section of gravity hump under the influence of rear wind. Kh. T. Turanov, A. A. Gordiyenko, A. V. Myagkova

Objective: To study calculations of wagon acceleration, and to find movement time and wagon speed on the second speed section of a gravity hump before and after railroad switch under the influence of rear wind. Methods: Calculations of wagon acceleration are based on the d'Alembert principle, and calculations of movement time and wagon speed are based on route and speed formulae for uniformly accelerated motion, widely known from elementary physics course. Results: Force correlations are studied for second speed section of a gravity wagon hump under the influence of low-intensity rear wind. Concrete values of projections of gravity force of a loaded wagon and of wind resistance force on directions of wagon loading as shearing forces are established. Calculated are wheels' forces of rolling friction and wheel flanges' sliding friction forces, taking into account influences of resistances of various types (environment, switch, curves, snow and frost) and projection of wind force on wagon's side surface before and after the switch. The value of wheel flanges' sliding friction force upon wagon's entrance into a curve track under railroad switch is calculated as restraining forces. On the basis of these force correlations, taking into account rotating mass inertia, concrete values of wagon acceleration are calculated under various types of resistance to wagon movement before and after a switch. From the set value of a wagon's velocity at entry into second speed section of the gravity hump and from calculated value of wagon acceleration, calculation of the movement time and speed of a wagon at this section of the gravity hump is carried out. Characteristic curves of movement time from the length of gravity hump section under study and of wagon rolling speed from time are presented. Practical importance: Study results allow for development of a program for calculation of acceleration, movement time and wagon rolling speed under the influence of winds from different directions, allowing calculating and designing the entire length of gravity hump.

Keywords: Gravity hump, wagon, rear wind, wagon movement, acceleration, second speed section of a gravity hump, railroad switch.

Contacts: khturanov@yandex.ru

Цель: Адекватно воспроизвести переходные процессы в силовых цепях электроподвижного состава (ЭПС) при компьютерном моделировании рабочих режимов ЭПС переменного тока. Методы: Рассмотрен способ компьютерного моделирования тягового трансформатора с секционированными вторичными обмотками, в котором применена форма записи дифференциальных уравнений в пространстве состояний. Использована методика расчета индуктивностей рассеяния обмоток тягового трансформатора, основанная на теории многообмоточных трансформаторов. Результаты: Получена компьютерная модель тягового трансформатора, учитывающая изменение магнитного поля рассеяния при дискретном переключении нагрузки секций тяговых обмоток. Подтверждены выражения для расчета индуктивности рассеяния обмоток трансформатора и взаимной индуктивности, учитывающей изменение магнитного поля рассеяния обмоток при дискретном переключении нагрузки секций тяговых обмоток. Практическая значимость: Моделирование электромагнитных процессов в силовых цепях ЭПС позволяет воспроизводить переходные процессы в силовых цепях ЭПС, экспериментальное исследование которых требует применения дорогостоящих измерительных комплексов или же экспериментальные исследования работы ЭПС невыполнимы в реальных условиях. Тяговый трансформатор важнейший компонент электрооборудования ЭПС переменного тока, от параметров которого существенно зависят режимы работы тяговых преобразователей и их энергетические характеристики.

Ключевые слова: Тяговый трансформатор, многообмоточный трансформатор, индуктивность рассеяния, пространство состояний, уравнение состояния.

Контакты: ag-sereda@mail.ru

Computer simulation of a traction transformer with tapped secondary coil. A. Ya. Yakushev, A. G. Sereda

Objective: To reproduce adequately transient processes in power circuits of an electrically propelled vehicle in computer simulation of operating modes of alternating-current electrically propelled vehicles. Methods: A method for computer simulation of a traction transformer with tapped secondary coils in which recording format of differential equations into state space is considered. Applied was a method for calculating scattered inductions of traction transformer coils, based on multi-circuit-transformer theory. Results: A computer simulation of a traction transformer was obtained, taking into account changes to the stray magnetic field in case of discrete switching of loading of traction coils. Equations were confirmed for calculation of scattered induction of transformer coils and of mutual induction, which take into account changes to stray magnetic field of coils in case of discrete switching of loading of traction coils. Practical importance: Simulation of electromagnetic processes in electrically propelled vehicles' power circuits allows reproduction of transient processes in electrically propelled vehicles' power circuits, experimental study of which requires application of expensive measurement systems, or experimental study of electrically propelled vehicle operation is impossible in real conditions. A traction transformer is a crucial component of an electric system of an alternating-current electrically propelled vehicle, and its parameters significantly influence operating regimes of traction transformers and their power characteristics.

Keywords: Traction transformer, multi-circuit transformer, stray inductance, state space, state equation.

Contacts: ag-sereda@mail.ru

Цель: Построить цифровые водяные знаки, устойчивые к сбоям синхронизации. Методы: Описываемые в статье методы относятся к области теории информации и стеганографии. Результаты: Предложена методика построения цифровых водяных знаков на основе БЧХ-синхрокодов. Представлены метод встраивания в цифровой аудиосигнал предлагаемых водяных знаков и алгоритм их выделения даже после того, как из аудиосигнала будут удалены некоторые отсчёты. Практическая значимость: Представленные в статье цифровые водяные знаки можно использовать в качестве средства для внедрения дополнительной информации в цифровой аудиосигнал так, что даже после удаления некоторых отсчётов аудиосигнала остаётся возможность восстановить внедрённую информацию.

Ключевые слова: БЧХ-код, синхронизация, цифровой водяной знак, цифровой аудиосигнал.

Контакты: maxgof@gmail.com

A method for building synchronisation fault-tolerant digital watermarks. S. O. Vikharev, M. V. Gofman

Objective: To build digital watermarks that are tolerant to synchronisation faults. Methods: Methods described in the paper fall within the domain of theory of information and steganography. Results: A method for building digital watermarks based on BCH codes iss proposed. A method for embedding the proposed watermarks in the digital audio signal, and an algorithm for their acquisition even after some readings would be deleted from the audio signal were presented. Practical importance: Digital watermarks presented in the paper can be used as a means for introducing additional information into a digital audio signal in a manner that allows restoring embedded information even after deletion of some audio signal readings.

Keywords: BCH code, synchronisation, digital watermark, digital audio signal.

Contacts: maxgof@gmail.com

Цель: Обосновать способы оценки расчетных расходов и объемов загрязненного талого и дождевого стока воды для систем водоотведения на селитебных и производственных территориях применительно к условиям Северо-Запада РФ. Методы: Использован статистический метод обобщений и аналогий. За основу приняты нормативно-методические документы и данные о природных условиях территории. Результаты: Получены и обоснованы способы оценки расчетных расходов и объемов загрязненного талого и дождевого стока воды. Практическая значимость: Полученные данными способами расчетные гидрологические характеристики могут быть использованы для решения прикладных задач, в первую очередь, для расчета параметров систем водоотведения (ливневой, бытовой и производственной канализации, очистных сооружений) при новом строительстве и реконструкции.

Ключевые слова: Застроенная территория, система водоотведения, гидрологическая характеристика, талый сток, дождевой сток, расчетный расход, объем стока.

Контакты: kanziber3@yandex.ru

Цель: Построить код с суммированием с минимальным общим количеством необнаруживаемых ошибок в информационных векторах со смещением распределения необнаруживаемых ошибок в сторону их большей кратности. Методы: Использованы методы теории информации и кодирования, теории дискретных устройств и технической диагностики дискретных систем. Результаты: Формализованы правила построения кода с суммированием, который относится к классу модульно взвешенных кодов с суммированием. Приведенный код с суммированием имеет такое же количество контрольных разрядов, как и классический код Бергера, однако, в отличие от последнего, имеет минимальное общее количество необнаруживаемых ошибок в информационных векторах, то есть является оптимальным. Полученный код также идентифицирует 100 % двукратных ошибок в информационных векторах и предназначен только для обнаружения ошибок. В статье также приводятся результаты экспериментов с набором контрольных комбинационных схем MCNC Benchmarks по оценке сложности технической реализации систем функционального контроля, организованных по предложенному коду, в сравнении со стандартной структурой дублирования. Практическая значимость: Использование предложенного кода с суммированием в системах функционального контроля позволяет организовывать контролепригодные дискретные устройства с меньшей структурной избыточностью, чем дают известные подходы, например, дублирование. Это, в свою очередь, позволяет уменьшать затраты на техническую реализацию устройства и его дальнейшую эксплуатацию. Описанный код с суммированием может также быть полезен и в других задачах технической диагностики.

Ключевые слова: Система функционального контроля, комбинационная схема, дублирование, код Бергера, код с суммированием, взвешенный код с суммированием, необнаруживаемая ошибка, структурная избыточность.

Контакты: TrES-4b@yandex.ru

Simulation model of traction transformer with sectioned secondary coil in state of space. V. V. Sapozhnikov, V. V. Sapozhnikov, D. V. Yefanov, V. V. Dmitriyev, Jie Huan

Objective: To build a sum code with minimum total amount of undetectable errors in data vectors with a shift in distribution of undetectable errors towards their higher frequency. Methods: Methods of theory of information and coding, theory of discrete devices and technical diagnostics of discrete systems were applied. Results: Rules for building a sum code which is in the class of modular weighted sum codes are formalized. The presented sum code has the same number of check bits as the classic Berger code but unlike the latter it has the minimum total amount of undetectable errors in data vectors, thus is optimized. The code obtained also identifies 100 per cent of double-bit errors in data vectors and is only designed for error detection. The paper also presents results of experiments with a set of MCNC Benchmarks control combinational circuits for evaluation of complexity of technical implementation of functional control systems organized on the code proposed, compared to standard duplication structure. Practical importance: Application of the proposed sum code in functional control systems allows organizing testable discrete devices with lesser structure redundancy compared to known approaches such as duplication. In its turn, this allows to cut expenses on technical implementation of a device and its further operation. The described sum code can also be useful for other technical diagnostics tasks.

Keywords: Functional control system, combinational circuit, duplication, Berger code, sum code, weighted sum code, undetectable error, structure redundancy.

Contacts: TrES-4b@yandex.ru

Цель: Определить возможность реализации всех операций, связанных с технологическим циклом обработки, поступающих от датчиков автоматизированной системы мониторинга технического состояния искусственных сооружений. Методы: Задача решена путём построения имитационной и аналитической нестационарных моделей автоматизированной системы мониторинга и моделирования. Для построения матрицы коэффициентов для системы однородных дифференциальных уравнений использован рекурсивный метод. Результаты: Достоверность расчётов подтверждена путём их взаимного сравнения. Результаты моделирования показали, что система значительно превосходит предъявленные к ней требования к оперативности обработки поступающих заявок. Впервые была реализована многоканальная нестационарная аналитическая модель. Практическая значимость: Методика определения возможности реализации всех операций, связанных с технологическим циклом обработки данных, поступающих от датчиков автоматизированной системы мониторинга технического состояния искусственных сооружений, может применяться и для других высоконагруженных систем. Предложенный рекурсивный алгоритм генерации матрицы коэффициентов для системы однородных дифференциальных уравнений, описывающих нестационарную систему обслуживания, значительно упрощает составление этой матрицы для многопараметрических нестационарных аналитических моделей.

Ключевые слова: Нестационарная модель, автоматизированная система мониторинга, искусственные сооружения, вероятности состояний системы.

Контакты: serega_svetl@mail.ru

Multiple-line non-stationary model of a remote server for automated system for monitoring of engineering structures. S. A. Sergeyev

Objective: To determine possibility of realization of all operations related to technological cycle of processing data coming from detectors of an automated system for monitoring of engineering structures' technical condition. Methods: The problem is solved through building simulation and analytical non-stationary models of automated system for monitoring and simulation. Recursive method was deployed for building a coefficient matrix for homogeneous differential equations system. Results: Dependability of calculations is confirmed by reciprocal comparison. Simulation results indicated that the system significantly exceeds demands placed on it, as regards promptness of processing incoming requests. For the first time, a multiple-line non-stationary analytical model was realised. Practical importance: The method for determining possibility of realization of all operations related to the technological cycle of processing data coming from detectors of an automated system for monitoring of engineering structures' technical condition can also be applied to other highly loaded systems. The proposed recursive algorithm for generating a coefficient matrix for a homogeneous differential equations system which describes a non-stationary service system significantly simplifies compiling this matrix for multi-parameter non-stationary analytical models.

Keywords: Non-stationary model, automated monitoring system, engineering structures, system state probabilities.

Contacts: serega_svetl@mail.ru

Цель: Выявить способы повышения эффективности удаления азота и фосфора в технологии биологических процессов денитрификации и дефосфатирования (Денифо), а также реагентного связывания минеральных форм фосфора. Методы: Использованы описательные методы, а также методы статистической обработки данных. Результаты: Составлен перечень условий, которые обеспечивают максимум эффективности процессов очистки сточных вод и обработки осадков. Рассмотрена работа первичных отстойников, аэротенков по технологии Денифо, вторичных отстойников. Приведены математические зависимости для усредненного расхода сточных вод в сухую погоду при нормальных условиях эксплуатации очистных сооружений. Выявлено, что при совместном обезвоживании ила и осадков (с длительным пребыванием в резервуарах) происходит интенсивное вытеснение фосфора фосфатов в сливные воды, соответственно, повышается содержание фосфора в очищенной воде. Даны рекомендации для изменения режима работы узла по обработке осадков сточных вод. Практическая значимость: Материалы статьи позволяют комплексно оценивать степень удаления азота и фосфора из городских сточных вод, в том числе из вторичных загрязнений, поступающих с возвратными стоками от узлов обработки осадков на действующие очистные станции Санкт-Петербурга, а также совершенствовать технологию очистки городских сточных вод.

Ключевые слова: Активный ил, нитрификация, денитрификация, продолжительность осветления, осадок, ХПК, аммонийный азот, фосфор.

Контакты: el-sol@yandex.ru

Technology for wastewater treatment and precipitation treatment with deep nitrogen and phosphorus removal from wastewater. E. А. Solovieva

Objective: To identify methods of increasing efficiency of removal of nitrogen and phosphorus in the technology of biological processes of denitrification and phosphate removal (Denipho), as well as reagent fixation of mineral forms of phosphorus. Methods: Descriptive methods were used, a as were statistical data processing methods. Results: A list of conditions that ensure maximum efficiency of processes of wastewater and precipitation treatment. The operation of primary sedimentation tanks, Denipho technology aerotanks, secondary sedimentation tanks is considered. Mathematical dependencies for average wastewater flow in dry weather under normal conditions of treatment facilities' operation are provided. It was established that during joint dehydration of sludge and precipitation (with lengthy storage in tanks), intensive displacement of phosphorus from phosphates into drain water occurs, thus phosphorus content of treated water increases. Recommendations for amending the operating regime of wastewater sludge unit are provided. Practical importance: Materials of the paper allow for complex evaluation of the degree of removal of nitrogen and phosphorus from urban wastewater, including from secondary pollution that is carried with return water from precipitation treatment units to the operating water treatment plants of St Petersburg, as well as to improve the technology of treating urban wastewater.

Keywords: Active sludge, nitrification, denitrification, duration of clarification, sediment, COD, ammonia nitrogen, phosphorus.

Contacts: el-sol@yandex.ru