Разработка имитационного комплекса для управления процессом биологической очистки сточных вод в аэротенке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Понкратова, Светлана Алексеевна

• Понкратова, Светлана Алексеевна
• кандидат технических наук
• 1997

Оглавление диссертации кандидат технических наук Понкратова, Светлана Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Биологическая очистка сточных вод.

1.2. Анализ традиционных схем очистных сооружений и их расчет.

1.2.1. Аэротенки.

1.2.2. Отстойники.

1.2.3. Усреднители.

1.3. Очистные сооружения как объект автоматизированного управления.

1.3.1. Характеристика процессов обработки воды как объектов управления.

1.3.2. Особенности процесса биологической очистки с точки зрения управления.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКЕ.

2.1. Исследование структуры потока в аэротенке.

2.1.1. Проведение опытно — промышленных экспериментов.

2.1.2. Статистическая обработка результатов промышленного эксперимента.

2.2. Спектрально — статистический анализ колебаний концентрации промышленных сточных вод.

2.3. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВОДООЧИСТКИ ДДЯ ЦЕЛЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ.

3.1. Разработка структуры адаптивной модели.

3.2. Математическое моделирование аэротенка.

3.2.1. Стехиометрия процессов аэробной биологической очистки сточных вод.

3.2.2. Кинетика процессов потребления субстрата микроорганизмами.

3.2.3. Математическое описание гидродинамических характеристик и процессов массообмена.

3.3. Разработка алгоритма расчета аэротенка и его технологического окружения.

3.3.1. Алгоритм расчета аэротенка.

3.3.2. Алгоритм расчета отстойника.

3.3.3. Алгоритм расчета усреднителя.

3.4. Разработка и реализация алгоритмов регулирования технологических процессов и поддержки управленческих решений.

3.5. Выводы.

4. МОДЕЛИРУЮЩИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИМИТАЦИИ

ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

4.1. Характеристика подсистемы: Моделирующая программа процесса водоочистки.

4.2. Характеристика подсистемы: Моделирующая программа системы управления.

4.3. Применение программного комплекса на действующих очистных сооружениях.

4.4. Выводы.

5. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИМИТАЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ.

5.1. Расчет экономической эффективности по соотношению эффекта и затрат на управление процессом биоочистки.

5.2. Расчет снижения размеров платежей за выбросы загрязняющих веществ в водные бассейны.

5.3. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка имитационного комплекса для управления процессом биологической очистки сточных вод в аэротенке»

Расширение и реконструкция промышленного производства, прежде всего, химического и нефтехимического, тесно связана с проблемой глубокой очистки сточных вод и снижения их отрицательного воздействия на окружающую среду.

Традиционные биологические очистные сооружения (БОС) типа «аэротенк — вторичный отстойник», большинство из которых пущено в эксплуатацию в 60 — 70е годы, работают с перегрузкой, часто не выдерживают современных требований к качеству-очищенной воды, а также к стабильности и устойчивости их работы. Однако реализуемый в них биологический метод очистки сточных вод с помощью активного ила зарекомендовал себя как наиболее дешевый и поэтому эффективный для обработки больших объемов химически загрязненных стоков.

В связи с этим одним из важнейших направлений для обеспечения экологической безопасности является освоение передовых технологий и новых конструкций очистных сооружений. Отказаться от значительного забора воды из водоемов позволяет широкое применение оборотного и повторного использования воды промышленными предприятиями. В настоящее время 70% потребности предприятий в воде на производственные нужды уже удовлетворяется за счет оборотной и повторно используемой воды. На предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности этот показатель достиг 91% /1/.

Применительно к оценке и управлению качеством поверхностных вод как отдельных городов, так и регионов в целом, основное значение имеет развитие мониторинга источников загрязнения с учетом специфики промышленного производства и других видов хозяйственной деятельности. Важным звеном такой системы является автоматизированная система мониторинга очистных сооружений.

Эффективность работы подобных систем неразрывно связана с разработкой экологических информационно — моделирующих систем /2/, объединяющих в себе ряд подсистем: информационные базы данных, подсистемы имитационных моделей, подсистемы расчетных модулей и математических моделей, предназначенных для анализа функционирования локальных очистных сооружений.

Настоящая работа посвящена автоматизации процессов водоочистки путем создания имитатора, моделирующего работу очистных сооружений и систем как основы анализа и прогноза их экологического состояния и поддержки управленческих решений.

Работа выполнена в рамках программы Республики Татарстан «Развитие мониторинга и оздоровления окружающей среды» (1993г.), программы Российской федерации «МНТП Биотехнология: подпрограмма Экобиотехнология» (1995, 1996гг.), программы «Химия и химическая технология Республики Татарстан (1996г.).

Автор выражает искреннюю признательность за научное руководство доценту j~ Нагаеву В.ВТ| , доценту Сироткину A.C., профессору Емельянову В.М., благодарит за оказанное содействие коллектив кафедры химической кибернетики.

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Понкратова, Светлана Алексеевна

5.3. Выводы

1. С технико — экономической точки зрения разработанный моделирующий комплекс для имитации функционирования реальных очистных сооружений является мощным средством для непосредственного отслеживания хода очистки и для оптимизации в рабочем режиме эксплуатации.

2. Экономическая эффективность его применения определена по двум критериям. При этом результирующий эффект является суммарным двух частных эффектов.

3. Внедрение программного комплекса характеризуется практическим отсутствием капитальных и минимальными эксплуатационными затратами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях ужесточения требований к качеству очистки сточных вод вопросы создания надежных и работоспособных систем автоматического управления являются решающими для обеспечения оптимальных условий функционирования очистных сооружений. Очистка сточных вод для каждого конкретного случая является специфичной. Технологические проверки в таких условиях требуют больших затрат. Поэтому обоснованно создание имитационного комплекса, моделирующего процесс водоочистки в промышленном аэротенке и его технологическом окружении.

В этой связи, разработанный программный комплекс для управления процессом водоочистки в аэротенке является мощным и эффективным средством в области исследования и оптимального проектирования технологических схем очистки промышленных стоков, а также в практике выполнения технологических исследований в планировании экспериментов на лабораторных и пилотных установках.

К основным выводам данной работы можно отнести следующие:

1. Проведены экспериментальные исследования структуры потоков аэротенка. Получены количественные и качественные характеристики гидродинамической обстановки в аэротенке при различных режимах работы. В результате экспериментальных исследований в качестве гидродинамической модели аэротенка выбрана ячеечная модель.

2. Выполнен статистический анализ результатов промышленного эксперимента. Получены характеристики статистических временных рядов. Показано, что случайные процессы являются эргодическими на заданном интервале времени, что позволило исследовать их по результатам одной реализации.

3. На основе статистического анализа динамической ситуации на входе очистных сооружений определена адекватная математическая модель колебаний концентраций субстрата, которая характеризуется гауссовской функцией распределения и экспоненциальной авто — корреляционной функцией.

4. По уравнениям материального баланса были рассчитаны стехиометрические коэффициенты формулы обобщенного загрязнителя и получены значения истинного экономического коэффициента и коэффициента энергии поддержания для расчета кинетических закономерностей. Исследованы математические модели кинетики потребления субстрата микроорганизмами и осуществлен выбор адекватной математической модели описания экспериментальных данных.

5. Разработана адаптивная математическая модель процесса биологической очистки сточных вод, включающая модули материального баланса, кинетики, стехиометрии, гидродинамики и массообмена. Разработаны алгоритмы расчета основных элементов технологической схемы биологической очистки сточных вод (аэротенк, отстойник, усреднитель).

6. Создан имитационный комплекс, предназначенный для анализа и прогноза экологического состояния очистных сооружений и поддержки управленческих решений.

7. Проведение имитационных экспериментов с использованием разработанной модели позволило выявить влияние технологических параметров на эффективность процесса водоочистки: концентрации загрязнений на входе, времени аэрации, концентрации активного ила, интенсивности аэрации, организации структуры потока.

8. Разработаны алгоритмы имитационного управления, которые могут быть использованы в инженерной практике для расчета параметров процессов очистки и синтеза оптимальных систем управления.

9. Проведена опытно — промышленная проверка имитационного комплекса на очистных сооружениях НПО "Завод СК им.С.М.Кирова". В ходе опытно — промышленной проверки показано, что управление позволит снизить расход воздуха с 8 до 4 тыс. м3/час, корректировать расход возвратной иловой смеси в зависимости от нагрузки в диапазонах 50 — 70%. Подтверждены оптимальные значения концентрации возвратного ила ( 8—12 г/л) на действующих очистных сооружениях.

10. Проведен технико — экономический анализ эффективности использования имитационного комплекса для обеспечения оптимального ведения процесса водоочистки. Расчетный экономический эффект от внедрения программного комплекса на НПО "Завод СК" составил 4 млрд. 251 млн. руб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Понкратова, Светлана Алексеевна, 1997 год

1. Изжеурова В.В., Павленко Н.И. Биологические аспекты очистки нефтесодержащих сточных вод // Химия и технология воды, 1995, 17, №2, с. 181-197

2. Региональные экологические информационно — моделирующие системы / Ю.М, Полищук, В.А.Силич, В.А.Татарников и др. — Новосибирск: ВО «Наука», 1993. — 133 с.

3. Соркин Я.Г. Безотходное производство в нефтеперерабатывающей промышленности. — М.: Химия, 1983. — 200 с.

4. Проскуряков В.Н., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. — Л.: Химия, 1977. — 463 с.

5. Яковлев C.B., Кирюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. — М.: Стройиздат, 1980. — 198 с.

6. Роев Г.А. Биологическая очистка // Защита от коррозии и охрана окружающей среды, 1995, №1, с. 12 — 20

7. Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. — М.: Агропромиздат, 1990. — 271 е., ил.

8. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. — М.: Высш.шк., 1978. 272 с.

9. Ковалева Н.Г., Ковалев В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. — М.:Химия, 1987. — 160 с.

10. Ковалева Н.Г. // Труды ВНИИ ВОДГЕО, 1971, вып. 33, с. 92-94

11. Гвоздяк П.И., Дмитриенко Г.Н., Куликов Н.И. Очистка промышленных сточных вод прикрепленными микроорганизмами // Химия и технология воды, 1985, 7, №1, с. 64 — 68

12. Поруцкий Г.В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств. — М.: Химия, 1975.— 256 с.

13. Ротмистров М.Н., Гвоздяк П.И., Ставская С.С. Микробиология очистки воды. — Киев: Наук, думка, 1978. — 265 с.

14. Введение в экологическую химию. / Ю.И. Скурлатов, Г.Г. Дука, А. Мизити. М.: Высш.шк., 1994. - 400 е., ил.

15. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. — М.: Химия, 1989. —512 е., ил.

16. Роговская Ц.И., Лазарева М.Ф., Тихая Н.Б. // В кн. Очистка производственных сточных вод. — М.: Стройиздат, 1973, вып.5

17. Цыганков С.П., Слюсаренко Т.П., Коваленко В.А. Влияние температуры на аэробную биологическую очистку // Химия и технология воды, 1986, 8, №3, с. 71—75

18. Водоотводягцие системы промышленных предприятий. / С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В.Воронов; Под ред. С.В.Яковлева. — М.: Стройиздат, 1990. — 517 е., ил.

19. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП, 2.04.03 — 85, М„ 1986

20. Вавилин В.А., Васильев В.Б. Метод расчета минимального объема системы аэротенк — отстойник с учетом возраста ила // Водные ресурсы, 1977, №1, с. 166- 171

21. Милькина Р.И. Избыточный ил — биогенная добавка при очистке нефтесодержащих сточных вод в аэротенках // Химия и технология воды, 1984, 6, №5, с. 467 — 471

22. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. — Л.: Химия, 1982. — 168 с.

23. Bischafsberger W. Erhöhung der process stabilitat kommunaler klaranlagen // Jahrbuch, 1984. — Techn. Univ. München.Bi. Freunde Techn. Univ. München. München, 1985. - s. 109-125

24. Erhard H.M., Rehm H.J. Phenol degradation by microorganisms absorben on activated carbon // Appl. Microbiol. and Biotechnol., 1985, 21, №1, p. 32-36

25. Гвоздяк П.И., Могилевич Н.Ф., Куликов Н.И. и др. Очистка фенолсодержащих сточных вод закрепленными микроорганизмами // Химия и технология воды, 1980, 11, №1, с. 73 — 75

26. Экологическая газета Республики Татарстан «Природа», 1997, №2,с.З

27. Экологическая биотехнология. Пер. с англ. / Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А.Дж. Вейза. — Л.: Химия, 1990. —384 е., ил.

28. Гордин И.В., Манусова Н.Б., Смирнов Д.Н. Оптимизация химико — технологических систем очистки промышленных сточных вод. — Л.: Химия, 1977. — с.

29. Истомина Л.П., Ушаковская Л.Н., Куликов А.И., Васильева А.Н. Оценка продолжительности очистки сточных вод в аэротенке и регенерации активного ила // Химия и технология воды, 1988, 10, №1, с. 73-76

30. Репин Б.Н., Баженов В.И. Управление процессами очистки сточных вод в аэротенках // Водные ресурсы, 1988, №3, с. 158— 165

31. Нагаев В.В., Понкратова С.А., Сироткин A.C. Система имитационного моделирования процесса водоочистки в промышленном аэротенке. / Массообмо.нные процессы и аппараты химической технологии // Межвуз. сб. науч. трудов. — Казань, 1995

32. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев A.C. Моделирование биохимических реакторов. — М.: Лесная пром — сть, 1979. — 344 с.

33. Кафаров В.В., Мешал хин В.П. Анализ и синтез химико — технологических систем. — М.: Химия, 1991. — 432 е., ил.

34. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. —. М.: Химия, 1976. — 464 с.

35. Кафаров В.В., Дорохов H.H. Системный анализ процессов химической технологии. — М.: Химия, 1976. — 499 с.

36. Кафаров В.В., Ветохин В.Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств. — М.: Наука, 1987. — 623 е., ил

37. Виестур У.Э., Кузнецов A.M., Савенков В.В. Системы ферментации. — Рига: Зинатне, 1986. — 174 с.

38. Карелин Я.А., Жуков Д.Д., Журов В.Н., Репин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. — М.,1973. — 223 с.

39. Гюнтер Л.И., Зезюлин Д.М. Очистка городских сточных вод в аэротенках — смесителях // Водоснабжение и сантехника, 1967, №8, с. 9 — 15

40. Истомина Л.П., Нетюхайло А.П., Ушакова Л.И., Шеренков H.A. К вопросу о моделировании очистки сточных вод в аэротенке // Водные ресурсы, 1979, №4, с. 196-201

41. Муравьева Н.В., Советникова И.В. Способ повышения эффективности работы действующих аэротенков — вытеснителей // Наука и техника в горном хозяйстве, 1989, вып.71, с. 46 — 48

42. Репин В.Н., Баженов В.И. Моделирование кислородного режима в аэротенках — вытеснителях // Водные ресурсы, 1991, №1, с. 122—129

43. Таршиш М.С., Скирдов И.В. Моделирование на ЭВМ параллельной работы аэротенков — смесителей // Химия и технология воды, 1987, 9, №2, с. 103-106

44. Makkiney Rosse Е. Progr. Water, Technol., 1975, №1, p. 17-40

45. Adams C.E., Eckenfelder W.W., Hovi ous Iosephc. — Water Res., 1975, 9, №1, p. 37-42

46. Curds C.R. Water Res., 1971, 5, №10, p. 793-812

47. Есенов E.K. Автореферат докт. дисс., 1994

48. A steady —state model for aerobic biological treatment / McHard W.H. // Chem. Eng. (USA)., 1993, 100, N>12, p. 133-134

49. HarLold Harry S. How to control biological — waste — treatment processes. // Chem. Eng. , 1976, 83, №26, p. 157-160

50. Цыганков С.П. Расчет потребления кислорода и количества избыточного активного ила в многоступенчатых аэротенках // Водные ресурсы, 1984, №4, с. 139-143

51. Когановский A.M., Сотникова Е.В., Шамрук В.Я. Очистка промышленных сточных вод. — Киев, 1974. — 257 с.

52. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. — М.: Высш.шк., 1981. — 232 е., ил.

53. Вавилин В. А., Васильев В.Б. Математическое моделирование процессов биологической очистки сточных вод активным илом. — М.: Наука, 1979. 119 с.

54. Гордин И.В. Технологические системы водообработки: Динамическая оптимизация. — Л.: Химия, 1987. — 264 с.

55. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. — М.: Металлургия, 1989. — 224 с.

56. Математические модели контроля загрязнения воды. / Под ред. А. Джеймса. М.: Мир, 1981. - 472 с.

57. Кульский A.A., Накорчевская В.Ф. Химия воды: Физико — химические процессы обработки природных и сточных вод. — Киев: Высш.шк., 1983. 240 с.

58. Гвоздяк П.И., Ротмистров М.Н. Микробиология очистки воды. — Киев: Наук, думка, 1978. — 223 с.

59. Федоров Е.К. Экологический кризис и социальный прогресс. — М.: Гидрометеоиздат, 1977. — 75 с.

60. Есенов Е.К Автореферат канд. дисс., 1984

61. Смирнов Д.Н., Дмитриев A.C. Автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленности. — Л.: Химия, 1981. — 200 е., ил.

62. Гороновский И.Т. Физико — химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды. — Киев: Наук, думка, 1975. — 211 с.

63. Чебанов В.Б., Манусова Н.Б., Смирнов Д.Н. Система автоматического контроля и регулирования процессов флотационной очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 1976, №3, с. 15 — 17

64. Яковлев C.B., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. — Л.: Стройиздат, 1987. — 312с.

65. Богдановский Г.А. Химическая экология. — М.: МГУ, 1994. — 237с.

66. Основы моделирования сложных систем / Под ред. И.В.Кузьмина. — Киев: Высш.шк., 1981. 300 с.

67. Боголюбов Н.В. Автоматизация управления технологическими процессами обработки воды. — Киев: Наук, думка, 1987. — 240 с.

68. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. — М.: Энергия, 1973. — 440 е., ил.

69. Найденко В.В. и др. Оптимизация процессов очистки природных и сточных вод. — М.: Стройиздат, 1984. — е., ил.

70. Репин Б.Н. Математическое моделирование аэротенков с управляемым рециклом биомассы // Водные ресурсы, 1984, №6, с. 89 — 96

71. Гиндин Г.Н., Репин Б.Н., Хантимиров Т.М. Интенсификация работы коридорных аэротенков методом управляемого возврата иловой смеси // Жилищное и коммунальное хозяйство, 1983, 33, с. 32 — 34

72. Патеюк В.М. Автоматическое управление процессами биологической очистки сточных вод // Водоснабжение и сантехника, 1983, №3, с. 17-19

73. Патеюк В.М. Адаптивное управление аэрацией сточных вод // Водоснабжение и сантехника, 1986, №12, с. 7 — 8

74. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев A.C. Моделирование и системный анализ биохимических производств. — М.: Лесная пром —сть, 1985. 280 с.

75. Безденежных A.A. Математические модели химических реакторов.- Киев: Техшка, 1970. 176 с.

76. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов.- М.: Химия, 1969. 624 с.

77. Бодров В.И., Попов И.С. Эквивалентные преобразования гидродинамических структур водных объектов // Химия и технология воды, 1986, 8, №3, с. 6 11

78. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М.: Химия, 1984. 447 с.

79. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. — М.: Высш.шк., 1991. —400 е., ил.

80. Кафаров В.В., Выгон В.Г., Гордеев Л.С. Об оценке параметров математических моделей гидродинамики структуры потоков статистическими методами. // 1968, 8, №2, с. 266 — 273

81. Болыиев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. — М.: Наука, 1983. — 416 с.

82. Техническая кибернетика. Под ред. В.В.Солодовникова. — М.: Машиностроение, 1967,- Кн.1., 769 е., Кн.2., 678 с.

83. Бендат Д., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. — М.: Мир, 1983. — 312 с.

84. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. — М.: Мир, 1973. 956 с.

85. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. — М.:Наука, 1969. — 576 с.

86. Воронов Ю.В., Саломеев В.П., Ивчатов A.A. и др. Реконструкция и интенсификация работы канализационных очистных сооружений. — М.: Стройиздат, 1990. 224 с.

87. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука. М.: Мир, 1978. - 302 с.

88. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. — М.: Статистика, 1978, вып.1 — 220 е., вып.2 — 333 с.

89. Заславский Б.Г., Полуэктов P.A. Управление экологическими системами. М.: Наука, 1988. — 296 с.

90. Brennan R.D. Continuous system modeling programs: Stateof —the — art and prospectus for development. — Oslo: IFIP Working Conference on Simulation Languages. — 1967

91. Buxton J.N., Laski J.G. Control and simulation language // Computing J. 1962. -V.5. - p.373-380

92. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством / H.A. Саломатин, Г.В.Беляев, В.Ф.Петроченко, Е.В.Прошлякова. — М.: Машиностроение, 1984,— 208 с.

93. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988. — 232 е., ил.

94. Имитационное моделирование производственных систем / Под общ. ред. чл. — кор. АН СССР А.А.Вавилова. — М.: Машиностроение; Берлин: Техника, 1983. — 416 е., ил.

95. Кафаров В.В. Проблемы управления химическими процессами. — М.: Знание, 1978. 64 с.

96. Payne W.J. Energy Yields and Growth of Heterotrophs. — Ann. Rewien oí Microbiolog. 1970, №24, p. 17-52

97. Иванов В. II., Стабникова E.B. Стехиометрия и энергетика микробиологических процессов. — Киев: Наук. Думка, 1987. — 152 с.

98. Ждан —Пушкина С.М. Основы роста культур микроорганизмов. / Под редакцией В.П. Гончаровой. — Л.: Издат. Ленин. Унив., 1983. — 188 е., ил.

99. Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978. - 336 с.

100. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды. — М.: Высш.шк., 1983. 280 с.

101. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Пер. с англ. в 2х частях. — M.: Мир, 1989. 692 е., ил.

102. Цыганков С.П., Смирнов О.П., Дергилева А.И., Слюсаренко Т.П. Стехиометрия процессов аэробной биохимической очистки сточных вод. // Водные ресурсы, 1984, №3, с. 142-146

103. Иерусалимский Н.Д., Андреев Е.А., Гришанова Е.Д. и др. Исследование микрофлоры сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий. //Прикл.Биохимия и микробиология, 1965, №2, с. 163—166

104. Вавилин В.А. Нелинейные модели биологической очистки и процессов самоочищения в реках. — М.: Наука, 1983. — 160 с.

105. Gaudy A.F., Ramanathan M., Rao В.S. Kinetic behaviour of heterogenous populations in completely mixed reactors // Biotexnol. Bioeng., 1967, V. 9, № 3, P. 387-411

106. Гарнаев А.Ю., Седых Л.Г., Кристапсонс М.Ж., Гринберг А.П., Давиде В.Э. Биологическая очистка сточных вод и отходов сельского хозяйства: Динамические модели и оптимальное управление. — Рига, Зинатне, 1991. — 173 с.

107. Вавилин В.А., Васильев В.Б. Сравнительная оценка математических моделей, применяемых для расчета аэротенков // «Водные ресурсы», 1981, №4, с. 132-145

108. Мак Федриз Пол Excel для Windows95. Энциклопедия пользователя. Пер. с англ. К.: НИПФ"ДиаСофтЛтд.", 1997. - 624 с.

109. Поляк Б.Т. Журнал вычисл. матем. и матем. физ., 1969, №4, 807

110. Ландау A.M., Немченко А.Г. Выбор оптимальных параметров системы пневматической аэрации для установок биохимической очистки сточных вод. // Водоснабжение и сантехника, 1978, №5, с. 10 — 11

111. Брагинский Л.Н., Евилевич М.А., Бегачев В.И. и др. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. — Л.: Химия, 1980. — 144 е., ил.

112. Попкович Г.С., Репин Б.И. Системы аэрации сточных вод. — М.: Стройиздат, 1986. — 136 е., ил.

113. Евилевич М.А., Брагинский Л.Н., Прицкер Б.С. и др. Аэрационное оборудование для биологической очистки сточных вод в аэротенках. М., 1969. — 45 с.

114. Higbie R. The rate of absorption of a pure gas into a still liquid during short period of exposure // Trans. Am. Inst. Chem. Eng., 1935, v.31, p. 365-389

115. Kalinske A.A. Comparison of air and oxygen activated sludge systems //WPCF. 1976. - 48. - №11

116. Chapman T.D., Matsch L.C., Zander E.M. Effekt of high dissolved oxygen concentration in activated sludge systems // WPCF.— 1976. — 48. — №11

117. Ахназарова С.А., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. — М.: Высш.шк., 1985. — 327 с.

118. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. — М.: Стройиздат, 1979. —320 с.

119. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод.- М.: 1977. — 208 с.

120. Яковлев С.В., Гордин И.В., Нечаев А.П. // Химия и технология воды, 1988, 10, №4, с. 291-294

121. Смирнов ДН. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод. — М.: Стройиздат, 1974. — 256 с.

122. Емельянов В.М., Понкратова С.А., Сироткин А.С. Имитационное моделирование процесса биологической очистки сточных вод. / Шестой международный симпозиум "Экология^?". Тез. докладов. — Бургас, Болгария, 24-26 июня 1997. с. 158-160.

123. Репин Б.H., Хантимиров Т.М., Карасева Н.М. и др. Технико — экономические перспективы применения управляемых процессов очистки сточных вод в аэротенках. // Сб. тр. ЦНИИЭП инженерного оборудования. Водоснабжение и канализация. М.: 1981. — с. 53 — 62

124. Перов В.Я. Основы теории автоматического регулирования химико — технологических процессов. — М.: Химия, 1970. — 351 с.

125. Кафаров В.В., Макаров В.В. Гибкие автоматизированные производственные системы в химической промышленности. — М.: Химия, 1990. 320 е., ил.

126. Компьютерный учебник "Очистка химически загрязненных сточных вод": Практ. рук —во / Сост. В.М. Емельянов, A.C. Сироткин, H.H. Зиятдинов, В.В. Нагаев. — Казань: КГТУ, 1996. — 24 с.

127. Анисимов И.В. Основы автоматического управления технологическими процессами нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностию. — Л.: Химия, 1967. —408 с.

128. Оптимальное секционирование аэротенка, работающего под нестационарной нагрузкой. / Яковлев C.B., Гордин И.В., Нечаев А.П. и др. // Химия и технология воды, 1988, №4, с. 291—294

129. Имитационное моделирование в интегрированной среде Lotus 1-2 — 3 : Методич. Указания / С.А. Понкратова, В.В. Нагаев, A.C. Сироткин. — Казань: КГТУ, 1995. — 56 с.

130. Гуляев А.И. Временные ряды в динамических базах данных. — М.: Радио и связь, 1989. — 128 е. ил.

131. Комягин В.Б. Программирование в Excel 5 и Excel 7 на языке Visual Basic. — М.: Радио и связь, 1996. — 320 е.: ил.

132. Марчук Г.Н. Методы вычислительной техники. — М.: Наука, 1977. 455 с.

133. Асадуллин А.З. Комплексное усовершенствование биотехнологии очистки производственных сточных вод в отрасли органического синтеза / Дисс. к.т.н. — Казань: КХТИ им. С.М.Кирова, 1991. 36 с.

134. Залевский А.А. Экономика химической промышленности. — М.: Химия, 1986. 192 с.

135. Протокол согласования платежей за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты и на рельеф местности за 1997 год. — Казань, 1997. 4 с.

136. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ t — время отбора проб, час;

137. Co(t) — концентрация индикатора на выходе из аппарата, мг/л;

138. C(t) — значения нормированной функции, с-1;9 — безразмерное время;

139. Сэ(9) — значения безразмерной функции;

140. Ст(6) ~ значения безразмерной С — кривой по ячеечной модели; Стпер(9) — значения безразмерной С — кривой по ячеечной моделис обратными потоками;1. N — число ячеек;

141. F — значение критерия Фишера;1. На — глубина, м;1. Ва — ширина, м;1. — длина, м;1.n — ВПК поступающей мг/л;1.ut — БПК очищен, воды, мг/л;

142. Ai — доза ила в аэротенке, г/л;

143. Xin — концентрация активного ила на входе, г/л;

144. Хг — концентрация активного илл в рецир. потоке, г/л;

145. Cin — КРК в поступающей воде, мг/л;

146. Сг — КРК в рециркуляционном потоке, мг/л;

147. Са — КРК в объеме аэротенка, мг/л;1. Та — время очистки, ч;

148. Qair — расход воздуха, м3/ч;

149. Qliq — расход жидкости, м3/ч;

150. Pin — давление на входе, н/м2;

151. Tin — температура на входе, град;1. Ji — иловый индекс;s — зольность;рг — прозрачность;

152. Б — нагрузка на ил по органическим веществам, г/гила*сут;

153. Ш — коэффициент рециркуляции;

154. ХТ — текущая концентрация активного ила, г/л;

155. ЦТ — текущая концентрация загрязнений, г/л;

156. СТ — текущая концентрация растворенного кислорода, г/л;

157. Мптах — максимальная удельная скорость роста, ч — 1;

158. К1 — константа полунасыщения, г/л;

159. Ю — константа ингибирования, г/л;

160. Кр — константа ингибирования продуктом, г/л;

161. Р — концентрация продукта, г/л;

162. Ькг — критическая концентрация субстрата, г/л;п — константа модели;т — константа модели;

163. Кд — константа Герберта, ч — 1;

164. Ях — скорость накопления активного ила, гХ/л*час;

165. Box — кинетический коэффициент расходования С>2 впроцессе поддержания жизнедеятельности, г 02/гХ*час;

166. Всох — кинетический коэффициент образования СО2 впроцессе поддержания жизнедеятельности, гС02'/гХ*час;

167. Впх — кинетический коэффициент расходования NH3 впроцессе поддержания жизнедеятельности, гЫНз/гХ'час;

168. Bwx — кинетический коэффициент образования Н2О впроцессе поддержания жизнедеятельности, гР^О/гХ'час;

169. Оох — стехиометрический коэффициент, характеризующий расходование О2 при окислении биомассы, гС^/гХ;

170. Осох — стехиометрический коэффициент, характеризующий образование СО2 при окислении биомассы, гСС^/гХ;

171. Опх — стехиометрический коэффициент, характеризующий расходование NH3 при окислении биомассы, гЫНз/гХ;

172. Owx — стехиометрический коэффициент, характеризующий образование I I2O при окислении биомассы, ГН2О/ГХ;

173. Rxl — размер иловых частиц, м;1. Fi — газосодержание;а — поверхность контакта газовой и жидкой фаз, м2;q/qO — степень использования кислорода;пи — коэффициент использования воздуха, г/м3;

174. KLA — объемный коэффициент массопередачи "газ —жидкость";

175. Dt — коэффициент турбулентной диффузии, м2/с;

176. KLS — объемный коэффициент массопередачи "жидкость — частица";

177. Dair — удельный расход воздуха при пневматической аэрации, м3/м3;

178. Ja — интенсивность аэрации, м3/м2*час;

179. Wbs — скорость всплытия пузырька , м/с;

180. Vq — максимальная скорость восходящего потока, м/с;

181. Sps — пульсационная скорость;

182. Ср — растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л.

183. Исходные данные и результаты обработки С — кривой при исследовании структуры потока жидкости в регенераторе1 эксперимент 2 эксперимент

184. Объем регенератора, м3 1500 1500

185. Расход возвратного ила, м3/ч 136 94

186. Расход воздуха на аэрацию, м3/ч 8 8

187. Время аэрации,ч 12 16 1 эксперимент

188. Исходные данные и результаты обработки С — кривой при исследовании структуры потока жидкости в аэротенке1 эксперимент 2 эксперимент

189. Объем аэротенка, м3 3000 3000

190. Расход возвратного ила, м3/ч 250 190

191. Расход воздуха на аэрацию, м3/ч 8 81. Время аэрации ,ч 12 161 эксперимент

192. А I в I с 1 о Е Р в н 1 и К

193. БАЗА ДАННЫХ (Исходные данные Аэротенк)2 Конструктивные параметры

194. Глубина, м На На Ва 1а Оа Мае Нэек М.

195. Ширина, м Ва 4 3 30 6 15 2 45 Длина, м 1а 5 4 50 3 5 6 Диаметр, м Оа 5 75 4 8 7 Масса, т Маэ 150 10 8 Число секций Нэек 9 Тип аэротенка: Ы. 10 3 0 0 3 0 0 1 0 11 2 2 3 1 1 1 1 12 13 Технологические параметры

196. БПК поступ.воды, мг/л □п Ып А\ Хт Хг Ст Сг Са Та

197. БПК очищен, воды, мг/л 101Л 119,5 2,000 2,6| 5,6 2 4,5 2,5 5

198. Доза ила в аэротенке А\ 237 16,2 2,500 4,6 10,5 4,98 5 2 6,5

199. Конц. АИ на входе, мг/л Х'ш 3001 4,000 3,8 12 6

200. Конц. АИ в рецир. потоке Хг 5001 10

201. КРК в поступ. воде, мг/л Ст 8

202. КРК в рецир. потоке, мг/л Сг 0,5

203. КРК в объеме аэротенка, г Са22 Время очистки, ч Та 23 26 2 2 1 1 2 1 2 2 127

204. Расход воздуха, мЗ/ч Оа1г <3а|'г ОНц Рт Тт

205. Расход жидкости, мЗ/ч сшя 4000 1000 21 20

206. Давление на входе, н/м2 Рт 6000 350 22 25

207. Температура на входе, грг Тт 8000 500 23 3034 10000 600 35 16000 700 36 2 0 5 0 0 37 5 5 1 1 38 39 Кинетические константы

208. Мак.удельная скорость ро Иитах Митах К1 К\ Кр Р !кг п т Кд

209. Константа полунасыщенм К1 0,08 0,405 39000 0,4 6 128 1,85 3,05 0,003

210. Константа ингибирования К\ 0,2 0,6 0,374 1,25 61 2 0,002

211. Константа ингибирования Кр 0,4 26,58 1,358 50 1,039 0,001

212. Конц. продукта Р 0,22 0,67 0,5 0,004

213. Критич. конц. субстрата 1кг 0,14 0,37 0,67 8Е-04

214. Константа модели п 0,8 0,2

215. Константа модели т 0,04 0,8

216. Константа Герберта, ч-1 Кд 0,05 0,449 0,048 0,1 50 0,008 0,04 51