Індекс рубрикатора НБУВ: В171.527

Рубрики:

Випадкові блукання

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вирішено актуальну задачу розроблення математичних моделей процесів очищення стічних вод, з урахуванням автоматизованого керування. Мета роботи - розробка математичної моделі процесу очищення стічних вод від біологічних речовин іммобілізованими мікроорганізмами при багатоступеневому анаеробно-аеробному способі очищення, яка б враховувала процеси окислення органічних речовин, розмноження і відмирання бактерій як сукупність взаємодії різних факторів залежно від концентрацій розчиненого у воді кисню та забруднюючих органічних речовин. Використано методи математичної фізики та гідродинаміки для побудови математичних моделей процесів очищення рідин, загальні підходи до побудови модельних задач, у яких одні складові домінують над іншими. Побудовано математичну модель процесу біологічного очищення стічних вод, що враховує зміну концентрацій забруднення, активного мулу і кисню при розмноженні та відмиранні бактерій в біологічних реакторах різного типу. Знайдено розв'язок відповідної модельної задачі з використанням функції pdepe середовища MatLab. Наведені результати розрахунків розподілу концентрації забруднення, активного мулу та кисню протягом часу очистки рідини, які враховують здатність бактерій до розмноження та відмирання. Висновки: проведені експерименти підтвердили адекватність побудованої моделі. На основі отриманих результатів розроблено автоматизовану систему управління допустимою концентрацією забруднення у стічних водах, яка забезпечує енергозберігаючі принципи роботи установки.

Розроблено модель електрокоагулятора, яка описує процеси, що протікають в електролізері. Знайдено розв'язок відповідної модельної задачі. Досліджено вплив сили струму на концентрацію двовалентного заліза, температуру води. Розроблено алгоритм двоконтурного регулювання концентрації забруднення у стічних водах із зворотними звіязками сили струму між пластинами коагулятора і концентрації забруднення у воді, що надходить у автоматизовану систему очищення. Побудовано функціональну схему автоматизації з п'ятьма контурами регулювання та комплексом технічних засобів автоматизації провідних фірм виробників. Запропоновано автоматизовану систему керування процесом очищення стічних вод з реалізацією алгоритму прогнозування коагулянту відносно вхідної концентрації забруднення. Реалізовано управління силою струму в електрокоагуляторі з мінімальними витратами електроенергії. Передбачено управління системою, маючи можливість змінювати продуктивність всієї установки в реальному часі з використанням SCADA - системи WinCC Flexible.

Розглянуто процес очищення технологічних вод від феромагнітних домішок. Розроблено структурну схему зв'язків параметрів процесу вилучення феромагнітних домішок, що надало змогу провести комп'ютерний експеримент і визначити основні конструктивні параметри процесу. На основі розробленої математичної моделі процесу знезалізнення побудовано структурну схему алгоритму керування концентрацією феромагнітних домішок процесу знезалізнення технологічних вод, що передбачає регулювання напруженості магнітного поля, яке прикладено до електромагніту, та підтримання заданої сили струму на відповідному рівні. Передбачено автоматичне і ручне керування процесом відображення помилок в роботі відповідних пристроїв, а також відображення головних інформативних параметрів технологічного процесу в реальному часі з використанням SCADA - системи WinCC Flexible.

Вдосконалено режими роботи очисних споруд шляхом їх автоматизації на основі розроблених нових та удосконалення існуючих математичних моделей процесів очищення технологічних вод. Вдосконалено існуючі математичні моделі процесів очищення технологічних вод з використанням магнітного, біологічного та електрокоагуляційного очищення. Враховано взаємний вплив характеристик середовища на параметри процесу. Проведено розрахунок критичного часу роботи магнітного фільтра, а також перепад тиску, що утворися при цьому з використанням комп’ютерного моделювання. Наведено результати розрахунків розподілу концентрації домішок та осаду по довжині магнітного фільтра. Досліджено вплив концентрації кисню та температури водного середовища на рівень активного мулу і відповідно на концентрацію забруднення на виході з біологічного фільтра. Наведено результати розрахунків розподілу концентрації домішок, активного мулу, кисню по довжині фільтра в різні моменти часу та в різних координатах з часом. Розроблено математичну модель очищення технологічних вод методом електрокоагуляції, яка дозволяє визначити вплив величини струму між пластинами коагулятора на якість очищення технологічної води від концентрації іонів нікелю. Проведено комп’ютерне моделювання з використанням додатку Simulink програмного середовища Matlab. Наведені результати розрахунків розподілу концентрації іонів заліза, температури водного середовища при різній величині струму між катодом і анодом. Розроблено систему автоматизації відповідних процесів з використанням результатів моделювання.