Математическое моделирование аэротенков на очистных сооружениях с привлечением знаковых методов

• Автор: Усов, Дмитрий Петрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 147 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ. И

1.1. Типовая схема очистных сооружений предприятия

1.2. Стадия биологической очистки сточных вод. Аэротенки

1.3. Задач и исследован ия

1.4. Этапы моделирования очистных сооружений

1.4.1. Подходы к моделированию систем биологической

очистки сточных вод. Обоснование выбранного подхода

1.4.2. Определение сходности функционирования аэротенков с применением непараметрического дисперсионного

анализа КрускалаУолиса.

1.5. Выводы.
Глава 2. ПОЛУЧЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ИНФОРМАЦИИ
И ЕЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ.
2.1. Организация эксперимента на аэротенке
2.2. Г 1редварительный анализ данных
2.2.1. Задачи предварительного анализа данных.
2.2.2. Преобразования, стабилизирующие дисперсию
2.2.3. Анализ аномальных наблюдений.
2.2.4. Оценка интервала дискретности измерения характеристик процесса очистки
2.2.5. Соотношение частот измерения различных переменных
2.2.6. Выявление взаимосвязей между переменными, характеризующими процесс очистки
2.3. Определение влияния концентрации МН4 в промышленном стоке на качество очистки сточных вод.
2.4. Исследование сравнительной эффективности
систем аэрации аэротеика
2.5. Выводы.
Глава 3. ПРИМЕНЕНИЕ РОБАСТНЫХ И
НГП АРА МЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННОГО СТОКА
3.1. Непараметричсскис методы обнаружения особенностей в
данных
3.1.1. Критерий серий
3.1.2. Критерий инверсий.
3.2. Принципы построения робастных методов
3.3. Непараметрическая регрессия
3.3.1. Обзор непараметрических методов.
3.3.2. Знаковый метод
3.3.3. Модифицированный алгоритм знакового метода
3.4. Знаковый и модифицированный знаковый алгоритм
оценки параметров авторегрессии
3.5. Сравнительный анализ эффективности модифицированного алгоритма знакового метода
3.6. Выводы
Глава 4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ.
4.1. Оценка качества уравнения регрессии.
4.2. Выбор вида модели.
4.2.1. Применение метода полного перебора
для нахождения зависимости
4.2.2. Применение бутстрепметода для анализа
смещения оценки параметров модели.
4.2.3. Построение зависимости для определения ХПК
в очищенном стоке.
4.2.4. Построение зависимости для определения МН4
в очищенном стоке.
4.2.5. Построение зависимости для определения
в очищенном стоке.
4.2.6. Построение зависимости для определения Ы
в очищенном стоке.
4.3. Выводы
Заключение.
Список использованной литературы


Работа проводилась на кафедре «Системотехники» Саратовского государственного технического университета. Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность своему учителю и научному руководителю профессору Р. Н. Каримову за привитый интерес к статистике, постоянную помощь и бесконечное терпение. Автор благодарен всем преподавателям кафедры «Системотехники», а также В. А. Елисееву и Д. В. Елисееву за полезные советы и критические замечания. Кроме того, автор многим обязан JT. A. Тархановой, О. Н.С. Митрофанову, A. B. Афонину за помощь при проведении эксперимента на очистных сооружениях. Так же автор обязан и многим другим работникам предприятия «Саратоворгсинтез», которые здесь не названы, но о помощи которых он не забыл. Глава 1 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Существует большое количество методов очистки промышленных стоков предприятий. Наряду с достоинствами каждый метод имеет и свои недостатки. Для очистки сточных вод химических производств широко распространен метод биологической очистки. Этот метод основан на переработке микроорганизмами многих из органических и некоторых неорганических соединений, которые содержатся в сточных водах. Эти соединения представляют собой питательный субстрат для микроорганизмов. На большинстве химических предприятий России и других стран используется именно биологическая очистка сточных вод. Главные достоинства метода в следующем: возможность удаления из сточных вод разнообразных органических соединений, в том числе токсичных и относительно невысокие эксплуатационные расходы. В качестве недостатков можно рассматривать высокие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное действие на микроорганизмы ряда органических и неорганических соединений, необходимость разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей [1J. Метод биологической очистки может применяться в аэробных и анаэробных условиях. При аэробной очистке используются аэробные микроорганизмы, для существования которых необходимо присутствие в воде свободного кислорода. Анаэробная очистка, соответственно, использует анаэробные микроорганизмы. Наиболее часто применяется аэробный метод. Анаэробный же в основном нашел свое применение в сбраживании осадков и в ряде случаев для денитрификации сточных вод [1]. Рассмотрим типовую схему очистных сооружений на основе очистных сооружений предприятия органической химии ООО «Саратоворгсинез», представленных на рис. Наряду с промышленным стоком, поступающим с производств предприятия, на очистные сооружения выводится и хозяйственно бытовые сточные воды близлежащего микрорайона. Промышленный и хозяйственно бытовой стоки сначала очищаются от крупных механических частей. Затем из промышленного стока производится отдувка воздухом легколетучих компонентов, а хозяйственно бытовой сток пропускается через песколовки для очистки от мелких механических частей. Промышленный сток поступает в усреднитель, представляющий резервуар, в котором сток усредняется по составу и концентрации. После этого стоки поступают на первичные отстойники, после чего смешиваются в смесителе. Из смесителя сток поступает непосредственно на стадию биологической очистки, представляющую собой совокупность аэро-тенков. В аэротенках при постоянной аэрации и подаче активного ила под действием микроорганизмов происходит очистка сточных вод от вредных примесей. С аэротенков сточные воды поступают на вторичные отстойники, после чего хлорируются и попадают в природные водоемы. Избыточный активный ил и осадки, поступающие с песколовок и отстойников отводятся на шламонакопи-тель. Непосредственно очистка сточных вод производится на биологической стадии. Все предшествующие стадии предназначены для подготовки стока. Поэтому качество очистки определяется работой именно биологической стадии. Биологическая очистка сточных вод происходит в аэротенках. Наиболее типичным является параллельное их расположение по отношению к промышленному стоку (рис. Как правило, каждому аэротенку соответствует свой в го р и ч н ы й отсто Й и к.