Автоматизация управления материальными потоками и оборудованием городских очистных сооружений и систем

• Автор: Евстафьев, Кирилл Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 0 с. : 287 ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

ПОДСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ В АСУ ТП

ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Анализ особенностей технологических систем очистных сооружений как объектов управления .
1.2. Декомпозиция задачи управления технологическими системами водоснабжения и водоотведения.
1.3. Иерархическая структура подсистем управления потоками в технологических системах обработки воды
1.4. Нагнетатели, насосные и воздуходувные станции в структуре АСУ ТП очистных сооружений .

1.5. Выводы по главе 1 .

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ

НАГНЕТАТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

2.1. Разработка методики исследования выбора экономически рационального варианта управления .
2.2. Сравнение и оценка экономической эффективности способов и технических средств управления потоками
2.3. Апробация разработанной методики выбора и оценки эффективных способов управления материальными потоками
2.4. Выводы по главе 2
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ПОДСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ
3.1. Общая характеристика нелинейной модели подсистемы управления потоком.
3.2. Частотная декомпозиция математической модели системы управления потоком.
3.3. Экспоненциальностепенная аппроксимация частотных характеристик упрощнной линеаризованной модели системы управления потоком
3.4. Выводы по главе 3.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ В АСУ ТП ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ
4.1. Этапы исследования линейной модели подсистемы управления потоком
4.2. Экспоненциальностепенная аппроксимация квадратичной АЧХ высокочастотной части системы
4.3. Экспоненциальностепенная аппроксимация квадратичной АЧХ среднечастотной части системы
4.4. Методика оценки эффективности и выбора оптимальной структуры системы управления потоком.
4.5. Выводы по главе 4
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ
И НАГНЕТАТЕЛЯМИ В СИСТЕМАХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКАХ .
5.1. Подсистема управления потоком воздухом в аэротенкахсмесителях
с пневматической системой аэрации
5.2. Подсистема управления потоками в системе параллельно включнных аэротенков.
5.3. Непосредственное цифровое управление технологическими параметрами работы аэротенков
5.4. Оптимальное распределение потоков между нагнетателями в насосных и воздуходувных станциях очистных сооружений
5.5. Выводы по главе
6. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫМИ И ТЕПЛОВЫМИ ПОТОКАМИ В СИСТЕМАХ АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ
ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В МЕТАНТЕНКАХ
6.1. Подсистема управления потоком острого пара при одноступенчатом сбраживании осадков в метантенках
6.2. Поиск оптимальных значений материальных и тепловых потоков в метантенках
6.3. Частотная декомпозиция задачи управления системами одноступенчатого сбраживания осадков
6.4. Подсистема управления потоками при подогреве осадков с помощью внешних теплообменников
6.5. Выводы по главе
7. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ И ОБОРУДОВАНИЕМ В СИСТЕМАХ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ
СТОЧНЫХ ВОД .
7.1. Машины и аппараты механического обезвоживания осадков как объекты автоматического управления.
7.2. Микропроцессорные адаптивные системы управления процессами обезвоживания осадков . .
7.3. Уточнение задачи оперативного повышения эффективности и разработка нового критерия качества управления
7.4. Определение эффективности систем управления по экономическим критериям качества управления
7.5. Оценка эффективности автоматической стабилизации нескольких взаимосвязанных величин
7.6. Учт характера возмущений при оценке качества стабилизации процессов обезвоживания
7.7. Выводы по главе 7
8. ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ И РАЗРАБОТКЕ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ
ВОДООЧИСТКИ.
8.1. Выбор и обоснование автономного и диспетчерского режимов управления .
8.2. Разработка структуры системы автоматизированного управления технологическими участками обезвоживания осадков.
8.3. Особенности организации оперативного управления участком механического обезвоживания осадков.
8.4. Автоматизированное управление цехом механического обезвоживания и термической сушки осадков.
8.5. Выводы по главе 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Хозяйственнобытовые сточные воды после накопителя, среднесуточная проба ХПК. Соиндекс. Смешанный сток перед аэротенками. Смешанный сток перед аэротенками. ИЖп ХПК содержание хлоридов, сульфатов, плотного остатка взвешенных веществ. Соиндекс. Очищенный сток перед спуском в водоем. ХПК. Все анализы делаются комплексно из одной пробы 1 раз в смену, при необходимости частота анализа может изменяться технологом. Очищенный сток перед спуском в водоем, разовая проба ВПК. ХПК. Соиндекс, общая обсемеиенность Все анализы делаются комплексно из одной пробы 2 раза в месяц. Иловая смесь из аэротенка. Доза ила по массе Иловый индекс Зольность 2 раза в неделю. Жидкость из вторичного отстойника, пазовая проба Растворенный кислород 1 раз в смену. Вчетвртых, важная особенность аппаратурнотехнологических схем ВиВ обусловлена наличием большого числа рециклов материальных и энергетических потоков, существенно затрудняющих управление. Рассмотрим вначале эту особенность на примере одной из современных систем ВиВ трхступенчатой схемы очистки сточных вод механической, биологической и доочистки. Сточные воды на стадии механической очистки рис. Крупные загрязнения органического и минералогического происхождения после механических решток, дробилок и классификаторов направляются, например, в метантенки для сбраживания и получения биогаза, а вода вновь поступает на вход системы. На стадии биологической очистки рис. После контактирования она вместе с илом поступает во вторичный отстойник, в котором происходит отделение ила. Большая часть ила после его регенерации вновь возвращается в аэротенки, а избыток в предаэратор. Даже такое краткое упрощение описания двух основных стадий очистки дат представление о важной характерной черте системы наличии оборотных потоков воды и активного ила, связывавших последующие аппараты с предыдущими. Степень значимости этих потоков, а значит и глубина образуемых ими обратных связей, становится очевидной, если учесть, что, например, в контуре, образованном оборотным потоком на стадии биологической очистки, непрерывно циркулирует масса ила, составляющая примерно от общего расхода очищаемой воды. Не менее мощные контуры обратной связи имеются и на стадии доочистки рис. Эти контуры образованы потоками промывной воды, регенерированных извести и активированного угля, причм по двум последним циркулирует около извести и угля. Рис. При обработке осадков сточных вод также при всех технологических схемах имеются участки, в которых присутствуют обратные связи , . Наиболее распространнная в водоотведении схема обработки осадков приведена на рис. По этой схеме пар через паровой инжектор поступает в метантенк, где в результате сбраживания образуется метан. Этот газ сжигается в топках котла, а образующийся пар вновь поступает в паровой инжектор. Современная технологическая схема подогрева осадков с помощью внешних теплообменников рис. При обеззараживании сброженного осадка важную роль играет обратная связь в виде линии рецикла пастеризованный осадок теплообменник рис. Рассмотренные глубокие внутренние обратные связи, охватывающие отдельные участки очистных сооружений, исключают возможность значительных изменений режимов очистки воды и обработки осадков на какомлибо одном участке без анализа состояния процессов на всех остальных. Изменение характера протекания технологического процесса на любом из участков влияет на режим не только последующих, но и предыдущих переделов, связанных с последующими потоками воды, газа, ила и осадков. Например, изменение режима работы рекарбонизации и напорных фильтров на участке доочистки сточных вод рис. Изза этого, происходит изменение режимов работы резервуара для флокации, осветителя и градирни. Эти колебания в некоторых случаях усиливают, а в некоторых ослабляют эффект инициальных колебаний режимов рекарбонизации и фильтрации. Иными словами, в зависимости от состояния технологического процесса в системах ВиВ может изменяться не только интенсивность, но и знак обратных связей по каналам, образованным потоками оборотных материалов, воды или газа, т.