11040

С расширением деятельности и появлением новых функций типология конноспортив- ных комплексов начала дополняться новыми видами зданий, включая центры лечебной вер- ховой езды и конноспортивные клубы, занимающиеся иппотерапией [1]. Иппотерапия - форма реабилитации, при которой происходит комплексное воздействие на психоэмоциональное и физическое состояние человека путем выполнения гимнастических упражнений на лошади, - послужила средством объединения спортивной и медицинской функций в одном объекте. Рас- смотрение опыта проектирования конноспортивных комплексов с иппотерапевтической направленностью позволит глубже погрузиться в нюансы проектирования подобных центров и учесть все мероприятия для правильной модели функционирования.

Польза верховой езды была известна с Античных времен. Гиппократ выявил психоло- гический и общеукрепляющий эффект от «ритма разных аллюров лошади». Активно научный интерес к использованию лошадей в оздоровительных целях возникает в XX веке и появляется иппотерапия. Не так давно, в 30-е годы XX века лечебная верховая езда и иппотерапия полу- чили признание и широкое распространение во многих странах, таких как Франция, Сканди- навия, Великобритания, Италия, США, Германия, Канада, Голландия, Польша, Швейцария, Грузия. В России активное использование иппотерапии начинается с открытия в 1991 г. в Москве на базе Центрального Московского ипподрома первого в стране центра иппотерапии, который входил в структуру детского экологического центра «Живая нить» [2]. Иппотерапия стала частью реабилитационных приемов, которые позже нашли применение в других КСК. И уже в 1999 г. был создан Московский конноспортивный клуб инвалидов (МККИ), его основ- ной деятельностью были лечебная верховая езда и паралимпийская выездка. В России на дан- ный момент насчитывается более ста организаций, которые применяют на практике лечебную верховую езду и иппотерапию с людьми с особенностями.

В Москве на данный момент существует несколько конноспортивных центров, которые занимаются иппотерапией: Детский экологический центр «Живая нить», Центр реабилитации инвалидов детства «Наш Солнечный Мир», Региональная благотворительная общественная организация «Московский конноспортивный клуб инвалидов», КСК «Золотая подкова», КСК «Матадор» и т. д. [2]. Все комплексы построены по индивидуальным проектам и зачастую не учитывают требования для перемещения маломобильных групп населения. Занятия лечебной верховой ездой проводятся в обычных помещениях, не всегда оснащенных специальным обо- рудованием. В большинстве КСК Москвы отсутствуют пандусы при входах в комплекс, и по- сетителям с ограниченными возможностями можно попасть внутрь только с использованием пандуса для лошадей, который устраивается всегда и повсеместно. Также трибуны не обору- дованы для маломобильных групп населения, и существующие КСК не имеют расширенного

830

медицинского и зрительского комплекса, что необходимо для проведения соревнований для инвалидов [4].

Структура конноспортивных комплексов с иппотерапевтической направленностью со- стоит из спортивного, коневодческого и иппотерапевтического блока. Спортивный блок вклю- чает в себя спортивно-зрелищную, административную и бытовую зоны и территорию для хра- нения инвентаря и техники для обслуживания поля. Коневодческий блок состоит из зон со- держания, тренинга, реабилитации и выгула лошадей, мест хранения и приготовления кормов, паркинг коневозов. В иппотерапевтический блок входят зоны для занятий на лошади (манеж) и вспомогательная (массажные, кабинет врача, комнаты отдыха и санитарно-гигиенические помещения [5]. Важно обеспечить зонирование комплекса таким образом, чтобы исключить доступ инвалидов в места содержания лошадей (денники). Для контакта с животными необхо- димо устраивать специальные огороженные площадки с песчаным грунтом для нахождения лошадей на свежем воздухе – паддоки. Манеж для занятий лечебной верховой ездой должен иметь размеры 66х24 м с возможностью проведения соревнований на «боевом поле» 20х60 м. Также для занятий возможен круглый манеж диаметром 20 м, так называемая «бочка». В цен- трах лечебной верховой езды необходимо устройство зоны ожидания, которая располагается рядом с манежем и обслуживающими помещениями. Зона посадки инвалида-колясочника на лошадь производится в смежном помещении – паддоке 9х9 м, оборудованной пандусом или подъемником, перемещающимся в вертикальном положении. Для посадки других пациентов используется лестница с тремя-четырьмя ступенями – монтуар. Земельный участок обяза- тельно должен быть благоустроен и иметь озелененные зоны отдыха. Также на территории могут быть размещены детские площадки, площадки для подвижных игр. При интеграции в другие общественные здания центр лечебной верховой езды необходимо располагать от- дельно и соблюдать изолированность и блокировку со спортивным блоком [4].

В ходе исследования было выявлено, что в России опыт проектировании объектов с иппотерапевтической направленностью достаточно мал, и необходимо уделять внимание со- зданию безбарьерной среды. Медицина активно ведет разработки реабилитационных средств иппотерапией [7]. Помещения должны отвечать специфическим требованиям для комфорт- ного посещения людей без ограниченных возможностей и инвалидов. Входы в здание обору- довать пандусами, лестничные марши и площадки – ограждениями. К конноспортивным ком- плексам с иппотерапевтической направленностью предъявляется большое количество требо- ваний, связанными с людьми с ограниченными возможностями. Это необходимо для резуль- тативной реабилитации пациентов и комфортного нахождения в самом объекте.

831

Список литературы

1.Зыбина, Д. Д. Принципы формирования архитектуры конноспортивных комплексов : специальность 05.23.21 "Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитек- турной деятельности" : диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры / Зыбина Дарья Дмитриевна. – Нижний Новгород, 2016. – 261 с.

2.История возникновения иппотерапии и опыт ее применения в России и за рубежом. //

Сайт «pandia.ru». – URL: https://pandia.ru/text/80/367/80466.php (дата обращения: 29.03.2022) –

Текст : электронный.

3. Савина, Е. А. Организация безбарьерной среды в конноспортивном многофункциональ- ном комплексе с иппотерапевтической функцией / Е. А. Савина, А. М. Воробьева. – Текст : электронный // Молодой исследователь Дона. – 2017. – No 5 (8). – С. 102-104. – URL:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30280768&

4.Зыбина Д. Д. Особенности проектирования новых видов конноспортивных комплексов //Современная архитектура мира. – 2016. – №. 6. – С. 304-327.

5.Гарнец А.М., Зыбина Д.Д. Формирование архитектуры современных конноспортивных комплексов // AMIT. 2015. №3 (32). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-

arhitektury-sovremennyh-konnosportivnyh-kompleksov (дата обращения: 29.03.2022).

6. Кулиничева, И. И. Функциональные особенности зданий конноспортивных комплексов с иппотерапевтической направленностью / И. И. Кулиничева, Н. А. Митякина. – Текст : элек- тронный // Образование. Наука. Производство : VII Международный молодежный форум, Бел- город, 20–22 октября 2015 года / Белгородский государственный технологический универси-

7. Устинова, Е. В. Становление и развитие иппопедагогических идей в России и за рубежом : специальность 13.00.01 "Общая педагогика, история педагогики и образования" : диссерта- ция на соискание ученой степени кандидата педагогических наук / Устинова Елена Владими-

ровна. – Москва, 2011. – 172 с.

832

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ОТ СО- ЕДИНЕНИЙ АЗОТА.

ФеничевИ.И.1, Жакевич М.О.1

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: fii17@mail.com

В статье рассмотрены и проанализированы основные технологии и методы интенсификации биологиче- ской очистки городских сточных вод. В общей проблеме очистки сточных вод удаление азота из сточных вод представляет собой наиболее важный и не изученный до конца процесс. В результате не качественного отделения азота и его соединений из сточных вод происходит загрязнение водоемов (эвторификация), вле- кущая за собой негативные последствия для всей экосистемы водоема, а также для человека. Основная задача процессов интенсификации удаления азота состоит в том, чтобы наиболее эффективно и менее за- тратно удалить соединения азота из сточной жидкости.

Ключевые слова: Научно-исследовательская работа, очистка сточных вод, биологическая очистка, методы очистки сточных вод, удаление азота.

ANALYSIS OF METHODS OF INTENSIFICATION OF BIOLOGICAL PURIFICATION FROM NITROGEN COMPOUNDS.

Fenichev I.I.1, Zhakevich M.O.1

1Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: fii17@mail.com

The article discusses and analyzes the main technologies and methods of intensification of biological treatment of urban wastewater. In the general problem of wastewater treatment, the removal of nitrogen from wastewater is the most important and unexplored process. As a result of poor-quality separation of nitrogen and its compounds from wastewater, pollution of reservoirs (eutorification) occurs, entailing negative consequences for the entire ecosystem of the reservoir, as well as for humans. The main task of the nitrogen removal intensification processes is to remove nitrogen compounds from the wastewater most efficiently and less expensively.

Keywords: Research work, wastewater treatment, biological treatment, wastewater treatment methods, nitrogen removal.

Введение.

На данный срез времени в Российской Федерации одной из наиболее глобальных про- блем признана эфторификация природных водоемов, которая влечет за собой проблемы для здоровья, как животных, так и самого человека. В процессе эвторификации водоема в воде появляется большое количество токсинов, выделяемых цианобактериями при «цветении» во- доемов, что представляет собой опасные яды для иммунной системы [1-4]. Одной из причин эвторификации водоемов выделяют большое содержание аммонийного азота в сточных водах городских очистных сооружений.

В настоящее время подавляющее большинство очистных сооружений городов пред- ставляют собой постройки, преимущественно 70-80-х годов прошлого столетия, где не преду- сматривалась глубокая очистка сточных вод от соединений азота. Глубокая очистка сточных вод от соединений азота решает проблему достижения более качественной очистки сточных

833

вод, позволяет достичь качественно лучшего состава сточных вод, а также уменьшить влияние на биосферу.

Основная часть.

В настоящее время биологическая очистка сточных вод от азота и фосфора, основанная на процессах аммонификации, нитри-денитрификации и дефосфотации, признана наиболее экономичной и экологичной.

Биологическое удаление из сточных вод азота заключается в протекании процессов ам- монификации, нитрификации и денитрификации. При этом экономится кислород, поскольку часть органических веществ окисляется не растворенным кислородом, а кислородом нитратов.

Процессы нитрификации, денитрификации и биологической дефосфотации в той или иной степени имеют место на традиционных сооружениях биологической очистки (в аэро- тенка), но в таких сооружениях для них требуются разные условия, за частую противоречивые. Для обеспечения интенсивности протекания процессов аэротенки разделяют на зоны с разным уровнем аэрации, для обеспечение благоприятных условий для процессов анаэробных, анок- сидных и аэробных.

На интенсивность протекания нитрификации оказывают влияние температура, концен- трация аммонийного азота и кислорода, значение рН, наличие ингибиторов. Денитрификация зависит от концентрации нитратного азота, субстрата, который является источником энергии, концентрации кислорода, значения рН, температуры. Субстрат должен быть легкоокисляе- мым, он может быть внутренним (сами сточные воды, фугат от обезвоживания избыточного ила, надиловая жидкость от илоуплотнителей) или внешним (наиболее распространены мета- нол и уксусная кислота). Необходимыми условиями биологической дефосфотации являются чередование анаэробных и аэробных условий, наличие легкодоступного субстрата.

Ввиду вариативности состава сточных вод, условий очистки и требуемых результатов разработано большое количество технологических схем, их модификаций, моделей, описыва- ющих протекающие процессы.

Анаммокс-процесс

В мировой практике все большее распространение находят технологии, основанные на способности автотрофных бактерий окислять аммонийных азот, использую нитриты в каче- стве акцептора электронов (Анаммокс-процесс). Этот процесс осуществляют бактерии, отно- сящиеся к филогенетической группе эубактерий Planctonomycetes.

834

В результате образуется молекулярный азот, а отличием от привычных нам способов является отсутствие в органическом субстрате, что очень важно для очистки от азота сточных вод, обедненных органическими загрязнениями. Для реализации процесса Анаммокс необхо- димо часть азота окислить до нитритов. Такие технологии эффективно очищают сточные воды с высокими концентрациями аммония, в том числе для очистки циркуляционных потоков сточных вод.

Особенностью Анаммокс-процесса является низкая скорость роста бактерий и обуслов- ленная этим необходимость удержания их в биореакторе для достижения этой цели исполь- зуют различные приемы: закрепление бактерий на загрузке []; гравитационное или центробеж- ное осаждение ила; подача в биореактор сточных вод, не содержащих органических веществ, с целью предотвращения развития гетеротрофных микроорганизмов; удержание бактерий, осуществляющих Анаммокс-процесс, за счет адгезии на внутренней поверхности реактора и образования флотационной пены.

Технологическая схема с биокоагулятором

В соответствии с технологией первое сооружение в данной технологической схеме – биокоагулятор. Здесь исходные сточные воды контактируют с циркуляционным активным илом в условиях аэрации, после чего смесь поступает в первичный отстойник. Осветленные стоки из отстойника поступают в денитрификатор, а активный ил проходит обработку в анаэ- робном биореакторе, затем подается в денитрификатор. Соответственно, в данной схеме усло- вия анаэробные создаются, непосредственно, в потоке активного ила, а не в иловой смеси.

Варианты реализации нитрификации и денитрификации

Одно из наиболее распространенных направлений усовершенствования схем для уда- ления азота и фосфора является система ступенчатой подачи сточных вод для денитрифика- ции, в которой не требуется рециркуляция, что позволяет избежать установку дополнительных насосов или мешалок.

Модифицированный процесс Лудзака-Эттингера

Технологическая схема модифицированного процесса Лудзака-Эттингера базируется при помощи биологической нитрификации и денитрификации. С конструктивной точки зре- ния данная схема реализуется в аэротенках прямоугольной формы.

Основа технологии состоит из использования в одном сооружении следующих микро- биологических процессов:

- аэробное окисление органических загрязнений кислородом;

835

-нитрификация (аэробное окисление аммонийного азота до нитритов);

-денитрификация (аноксидное окисление органики кислородом нитратов с восстановлением нитритного азота до молекулярного).

Для осуществления течения двух типов процессов, характеризуемых разным потребле- нием кислорода, применяют физическое разделение процессов с выделением зон нитри- и де- нитрификации, разделение процессов временным разрывом, а также комбинированное физи- ческое и временное разделение. Осуществляющие нитрификацию и денитрификацию бакте- рии находятся в иловой смеси. Необходимым условием их деятельности является наличие ор- ганических веществ для потребления в процессе восстановления нитратов. Для обеспечения таких условий применяется рециркуляция между зонами. Возвратный ил также подаётся в начало зоны денитрификации.

Преимуществом применения данной технологической схемы является достаточно вы- сокая эффективность удаления соединений азота (до 85%), отсутствие необходимости автома- тизации процесса, лёгкость применения при реконструкции существующих очистных соору- жений. Модифицированный процесс Лудзака-Эттингера также имеет ряд недостатков: значи- тельный рецикл из зоны нитрификации может прерывать течение процесса денитрификации, практически отсутствие возможности изменения соотношения зон нитри- и денитрифкации, высокий расход реагентов при необходимости глубокого удаления фосфора.

Процесс University of Cape Town Modification (UCT) и Modified University of Cape

Town Modification (MUCT)

Процесс UCT разработан университетом г. Кейптаун (ЮАР). Он включает три основ- ных зоны: анаэробную, аноксидную и аэробную, как и другие классические технологические схемы биологического удаления соединений азота и фосфора. Целью создания данной схемы было решение проблемы удаления нитратов из потока рециркулирующего активного ила. Осу- ществляется данное решение следующим образом: возвратный активный ил перекачивается в аноксидную зону, где осуществляется частичная его денитрификация, после чего потоком ре- цикла иловой смеси подаётся в анаэробную зону. Также нитраты из аэробной зоны подаются в аноксидую зону путём нитрифицирующего рецикла. В процессе UCT должен контролиро- ваться рецикл нитратов из аэробной зоны таким образом, чтобы в аноксидной зоне наблюда- лась недогрузка по нитратам, чтобы свести к минимуму поступление рециркуляцию нитрата обратно в анаэробную зону. Таким образом, потенциал извлечения соединений азота при экс- плуатации данного процесса используется не полностью.

836

Для решения данной потенциальной проблемы была разработана модифицированная технологическая схема процесса - Modified University of Cape Town (MUCT).

В модифицированном варианте аноксидная зона была разделена на 2 части. В первую зону поступает возвратный активный ил и после её прохождения, он подаётся в анаэробную зону. Первая аноксидная зона необходима только для уменьшения количества содержания нитратов в потоке возвратного активного ила, поступающего в последствии в анаэробную зону. Во вторую аноксидную зону поступает смесь с возвратным потоком и именно здесь про- текает основная часть процесса денитрификации. Разделение аноксидной зоны на две состав- ляющих существенно решило проблемы классического процесса UCT.

Преимуществами применения схемы MUCT являются её надежность, дополнительный денитрификатор позволяет снизить поступление нитратов в анаэробную зону и соответ- ственно улучшить эффективность и стабильность биологического удаления азота, в том числе в низкоконцентрированных стоках. Также присутствуют и недостатки: схема достаточно сложна как при её устройстве, так и при эксплуатации, по сравнению со схемой АА/О более энергозатратна ввиду наличия дополнительного рецикла смеси.

837

Процесс Johannesburg (JHB) и Johannesburg Modified (JHB Mod)

В классической схеме JHB возвратный активный ил поступает непосредственно в пре- аноксидную зону, где происходит процесс денитрификации, тем самым предотвращая попа- дание нитритов из потока возвратного ила в анаэробную зону. Вторая аноксидная зона может быть снабжена системой подачи воздуха для возможности её работы в аэробном режиме. Это необходимо для корректировки схемы в зависимости от нагрузки по азоту или же в зависимо- сти от степени необходимой денитрификации в разное время года. Скорость потока возврат- ного активного ила составляет как правило 0,5-0,9 от средней скорости потока обрабатывае- мой сточной жидкости. Преимущество процесса JHB в простоте его устройства, поскольку он имеет один внутренний поток рециркуляции. Скорость потока внутреннего рецикла состав- ляет 2,5-3,5 от средней скорости потока сточных вод в сооружении.

Рассматривая модифицированный процесс JHB, видно, что поступающий поток сточ- ных вод разделён на две части. Разделение основного потока стоков необходимо для поступ- ления в преаноксидную зону, где происходит денитрификация возвратного активного ила, до- полнительного объёма легко разлагаемых органических загрязнений.

К достоинствам применения данной технологии можно отнести высокую эффектив- ность удаления соединений азота, улучшенную защиту анаэробной зоны от попадания в неё нитратов из возвратного ила, ввиду наличия специального преаноксидного отсека. Недостат-

838

ком же является необходимость выделения дополнительного объёма сооружения для зоны де- нитрификации потока возвратного активного ила и сравнительно невысокая эффективность биологического удаления фосфора.

Заключение.

Проведен анализ современных способов интенсификации биологической очистки сточ- ных вод от соединений азота. Основные направления усовершенствования направлены, в ос- новном, на уменьшение объема сооружений с сохранением высокой эффективности удаления соединений азота.

Список литературы

1.Дзиминскас Ч. А., Шмелев М. С., Горбачев Е. А. «Опыт эксплуатации и реконструкции очистных сооружений канализации в Нижнем Новгороде».

2.Г.В. Ягов, «Контроль содержания соединений азота при очистке сточных вод».

3.Статья «Интенсификация работы аэротенков с использованием вихревых эрлифтных устройств». Б.М. Гришин, С.Ю. Андреев

4.Статья «Очистка сточных вод от соединений азота». Медиана-эко: очистка промышленных стоков 2008

5.Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта: http://www.ocmo.ru,

http://www.vstu.ru.

6.Жмур Н. С. Практика глубокого удаления соединений азота и фосфора в процессе биологи- ческой очистки сточных вод в странах Европейского союза и в России (по материалам отчета Европейской комиссии и результатам обследования очистных сооружений) // Водоснабжение и канализация. 2010. № 5–6. С. 31–41.

7.Gerardi M. H. Wastewater microbiology: nitrification/denitrification in the activated sludge process. New York: John Wiley and Sons, 2002. P. 5–6.

8.Quevauviller P., Thomas O., van der Beken A. Wastewater Quality Monitoring and Treatment. Chichester: John Wiley & Sons, 2006. 8 p.

9.Pankratz T. M. Environmental engineering dictionary and directory. Boca Raton: CRC Press LLC, 2001. 100 p.

839