Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод

Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод

Автор: Зиятдинов, Надир Низамович

Шифр специальности: 03.00.16

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Казань

Количество страниц: 337 с. ил

Артикул: 2278389

Автор: Зиятдинов, Надир Низамович

Стоимость: 250 руб.

Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод  Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод 

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
ГЛАВА 1. Системный подход к повышению эффективности биологической очистки сточных вод БОСВ промышленных предприятий.
1.1. Характеристика сточных вод нефтехимических предприятий
1.2. Основные закономерности процесса БОСВ.
1.3. Способы интенсификации процесса БОСВ
1.4. Стратегия повышения эффективности БОСВ на основе системного анализа и оптимизации. Критерий эффективности
1.5. Математические модели технологической схемы БОСВ
1.5.1. Математические модели узла биологической очистки.
1.5.1.1. Аэротенк.
1.5.1.2. Регенератор
1.5.1.3. Вторичный отстойник
1.5.2. Математические модели узла обработки осадка
1.5.2.1. Метантенк
1.5.2.2. Аэробный стабилизатор
1.6. Математические методы в решении задач структурнопараметрической оптимизации технологических схем БОСВ
1.6.1. Структурнопараметрическая оптимизация как задача синтеза
1.6.2. Классификация методов синтеза биотехнологических и химикотехнологических систем.
Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. Повышение эффективности процесса БОСВ на основе селективного ускорения биоразложения компонентов промышленных сточных вод
2.1. Общие принципы подходов к селективному ускорению биоразложения компонентов сточных вод
2.2. Способы интенсификации биоочистки сточных вод от трудноокисляемых компонентов
2.2.1. Характеристика трудноокислясмых компонентов сточных вод
2.2.2. Сравнительный анализ методов очистки от трудноокисляемых ком
понентов
2.3. Исследование интенсификации процесса биоочистки с применением мочевины
2.3.1. Экспериментальные исследования.
2.3.2. Опытнопромышленные испытания
2.3.2.1. Выбор аэротеиков для проведения испытаний.
2.3.2.2. Проведение опытнопромышленных испытаний
Обсуждение результатов
ГЛАВА 3. Исследование процессов сорбции флокулами активного ила
3.1. Механизмы образования и распада флокул.
3.2. Исследование области протекания процесса биоочистки
3.3. Исследование распределения загрязнений в системе сточная вода флокулы активного ила
3.3.1. Исследование распределений фенола и полиэтиленгликодя
3.3.2. Исследование распределения смешанного загрязнения
Обсуждение результатов
ГЛАВА 4. Математическое моделирование процессов и аппаратов технологической схемы БОСВ
4.1. Описание технологической схемы и постановка задач исследования
4.2. Построение математической модели узла биоочистки
4.2.1. Построение флокуляционной модели биоочистки.
4.2.1.1. Разработка модели кинетики биоокисления для одной флокулы .
4.2.1.2. Флокуляционная модель кинетики биоочистки и регенерации
4.2.1.3. Исследование зависимости концентрации кислорода в сточной воде и во флокуле активного ила от размера флокул.
4.2.2. Построение двухфазной модели аэротенка и регенератора
4.2.2.1. Идентификация кинетической модели
4.2.2.2. Модель структуры потока в аэротенке и регенераторе.
4.2.2.3. Модель массообмена.
4.2.2.4. Модель аэротенка и регенератора
4.2.2.5. Исследование влияния распределения сточной воды по длине коридора аэротенка на качество очистки
4.2.2.6. Влияние объема застойной зоны на процесс очистки.
4.2.3. Построение модели вторичного отстойника
4.2.3.1. Модель скорости осаждения активного ила
4.2.3.2. Исследование седиментационных характеристик активного ила в зависимости от размера флокул.
4.2.3.3. Вывод формулы расчета величины потока уплотненного ила
4.2.3.4. Модель вторичного отстойника.
4.2.3.5. Идентификация модели вторичного отстойника.
4.2.4. Моделирование системы аэротенк вторичный отстойник регенератор .
4.2.4.1. Идентификация математической модели системы
4.2.4.2. Исследование концентрационных профилей в системе.
4.2.4.3. Исследование влияния размера флокул на качество очистки сточных вод.
4.2.4.4. Исследование зависимости платы в экофонд за неполную очистку стоков от размеров флокул
4.3. Математическая модель узла переработки осадка
4.3.1. Описание модели метантенка.
4.3.2. Описание модели аэробного стабилизатора
Выводы.
ГЛАВА 5. Разработка многоуровневого метода синтеза оптимальных ресурсосберегающих и экологически безопасных биотехнологических и химикотехнологических систем
5.1. Формализация задачи синтеза
5.2. Анализ подходов при решении задачи синтеза.
5.2.1. Подходы к решению задачи синтеза
5.2.2. Подходы к решению задачи оптимизации
5.2.3. Подходы к решению задачи расчета стационарного режима
5.3. Многоуровневая процедура решения задачи синтеза.
5.4. Разработка метода синтеза биотехнологических и химикотехнологических систем.
5.4.1. Синтез технологических схем с использованием структурных параметров первого рода.
5.4.2. Доказательство многоэкстремальности задачи синтеза
5.4.3. Синтез технологических схем с использованием структурных параметров второго рода.
5.4.4. Разработка модифицированного метода структурных параметров
5.4.5. Разработка алгоритма ветвления метода ветвей и границ.
5.5. Разработка подходов и методов оптимизации и расчета биотехнологических и химикотехнологических систем.
5.5.1. Характеристика различных подходов к оптимизации технологических схем на основе выбора поисковых переменных
5.5.2. Разработка полуаналитического метода расчета градиента критерия по поисковым переменным.
5.5.3. Разработка методов расчета
5.5.3.1. Квазиныотоновский метод с блочной аппроксимацией
5.5.3.2. Комбинированные методы на основе квазиньютоновского
5.6. Разработка многоуровневого метода анализа, оптимизации, синтеза биотехнологических и химикотехнологических систем
5.6.1. Выбор критерия эффективности многоуровневого метода
5.6.2. Принципы сопряжения многоуровневых методов
5.6.3. Построение многоуровневого метода.
5.7. Разработка программного комплекса для расчета, оптимизации, синтеза оптимальных ресурсосберегающих и экологически безопасных биотехноло
гических и химикотехнологических систем.
Выводы.
ГЛАВА 6. Параметрическая и структурнопараметрическая оптимизация технологической схемы БОСВ.
6.1. Формализованная постановка задач оптимизации технологической схемы БОСВ
6.2. Задача параметрической оптимизации технологической схемы БОСВ .
6.2.1. Описание критерия, поисковых переменных и ограничений.
6.2.2. Решение задачи
6.3. Задача структурнопараметрической оптимизации технологической схемы БОСВ
6.3.1. Описание критерия, поисковых переменных и ограничений.
6.3.2. Решение задачи
6.3.3. Анализ оптимальной технологической схемы БОСВ на структурную устойчивость
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


На наличие основных резервов повышения эффективности при решении задач структурной оптимизации указывалось в работе Подавляющее большинство оптимизационных задач это поиск оптимальных параметров системы при заданной структуре. Гораздо реже удается сформулировать и решить задачу оптимизации самой структуры. Вместе с тем только такое решение вскрывает все резервы оптимизации, определяет теоретические пределы эффективности того или иного класса систем. Очевидно, что целесообразность применения тех или иных способов интенсификации должна определяться результатами комплексного исследования технологического процесса, проводимого с целью выявления узких мест при решении задачи повышения эффективности процессов БОСВ. Важнейшим инструментом ее решения является системный анализ 2, , . Стратегия повышения эффективности БОСВ на основе системного анализа и оптимизации. Промышленная установка биологической очистки сточных вод, в соответствии с принципами системного анализа , представляет собой сложную биохимикотехнологическую систему, включающую совокупность взаимосвязанных материальными, тепловыми и информационными потоками аппаратов, каждый из которых имеет свою иерархическую структуру. Процессы, протекающие в отдельных аппаратах биологической очистки сточных вод, следует рассматривать как многофазную, многокомпонентную среду, распределенную в пространстве и во времени, в которой протекает совокупность элементарных процессов . В монографии Кафарова В. В., Винарова А. Ю., Гордеева Л. С. дана стратегия системного анализа биохимических производств. Системный подход предполагает рассмотрение процессов, происходящих в отдельном аппарате, во взаимосвязи с другими аппаратами технологической системы, а также выявление процессов, происходящих на микро и макроуровнях, оказывающих наиболее существенное влияние на конечную цель функционирования системы. Повышение эффективности БОСВ возможно на различных уровнях иерархии установки БОСВ клеток, агломератов клеток активного ила флокул, ансамбле флокул, аппаратов биоочистки, блока биоочистки, системы БОСВ в целом. Для аэротенков структура иерархии может быть представлена следующим образом. Нижним уровнем является молекулярный уровень, на котором происходят единичные акты взаимодействия молекул субстрата, кислорода, биогенных добавок и ферментов клеток активного ила. На этом уровне важно обеспечить легкую усваиваемость молекул субстрата клетками активного ила. Клетки активного ила обладают способностью объединяться во флокулы. Флокулярный уровень может рассматриваться как второй. Следующим уровнем иерархии являются процессы микрогидродинамики, протекающие в ансамбле включений флокул, перемещающихся стесненным образом в слое сплошной среды. Верхним уровнем иерархии аэротенка является гидродинамическая структура потоков в аппарате. Аналогичные ступени иерархии могут быть выделены и для других аппаратов биоочистки вторичного отстойника, регенератора. Число рассматриваемых уровней иерархии отдельного аппарата системы БОСВ определяется возможностью химического и физического воздействия на этот уровень с целью повышения эффективности функционирования всей системы. Высшим уровнем иерархии системы БОСВ, определяющим целостность системы и ее системообразующий фактор, является топология или структура взаимосвязей между аппаратами БОСВ. Иерархический анализ явлений проводится с применением микрокинетических и макрокинетических исследований. Микрокинетика исследует факторы, воздействующие на 1й, 2й, 3й уровни применение активаторов биоокисления, поверхностноактивных веществ, реагентов, а также энергетические, магнитные, ультразвуковые воздействия, температура, и т. Макрокинетика исследует факторы, определяющие эффекты уровня аппаратурного оформления процессов и системы БОСВ в целом конструктивные особенности аппаратов, схемы ввода сточной воды и барботируемого воздуха, топологию взаимосвязей аппаратов БОСВ и т. В соответствии с этим ставится задача исследования способов интенсификации биоочистки, рассмотренных в разделе 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.232, запросов: 145