Системный анализ процесса биохимической очистки сточных вод на основе сетей Петри

• Автор: Савдур, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Системный анализ управления биологической очисткой сточных вод
1.1 Характеристика промышленных сточных вод
1.2 Сравнительный анализ методов очистки сточных
вод, целесообразность использования биологического метода
1.3 Основные закономерности процесса БОСВ
1.4 Аппаратурное оформление систем БОСВ
1.5 Сущность системного подхода к управлению БОСВ
1.6 Системный анализ методов моделирования систем БОСВ
1.7 Сети Петри как математический аппарат для исследования
систем БОСВ
Глава 2 Анализ и моделирование процесса биоочистки нефтесодержащих стоков
2.1 Формализация функционирования БХТС биоочистки
2.2 Модель струйно-отстойного аппарата
2.3 Моделирование микробиологических процессов в СОА
2.4 Модель процесса деструкции углеводородов в
струйно-отстойном аппарате
2.5 Моделирование движения материальных потоков в
БХТС биооочистки
Глава 3 Анализ и моделирование системы биохимической очистки сточных вод полимерного производства
3.1 Формализация функционирования БХТС биоочистки
3.2 Моделирование движения материальных потоков в
БХТС биоочистки
Г лава 4 Описание программного комплекса систем биохимической очистки сточных вод нефтехимических производств
4.1 Программная реализация модели техпроцесса деструкции углеводородов в СОА
4.2 Описание программного комплекса системы биохимической очистки нефтесодержащих сточных вод
4.3 Описание программного комплекса системы управления
БХТС биоочистки сточных вод полимерного производства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Острейшей проблемой для существования человечества является защита водного бассейна от возрастающего объема сбрасываемых загрязненных сточных вод промышленными предприятиями.
Очистка и глубокая очистка технологических стоков является необходимым и обязательным условием сохранения экологического равновесия окружающей среды. Вместе с тем, существующие технологии очистки сточных вод недостаточно совершенны, не обеспечивают должного уровня очистки, требуют развития дальнейших исследований.
Современные установки очистки сточных вод крупных нефтехимических производств являются структурно сложными системами. Особый интерес представляют условия внештатного функционирования таких систем, когда сточные воды имеют динамически изменяющиеся параметры, как по составу, так и интенсивности потока, вплоть до показателей залпового сброса. Эффективность их функционирования можно обеспечить с помощью современных методов обработки информации, применяя методы системного анализа сложных объектов на основе математического описания технологического процесса.
Моделирование и компьютерные эксперименты с моделью-заменителем объекта исследования являются эффективным средством, дающим возможность создавать системы управления и позволяющим рассмотреть поведение объекта во внештатных ситуациях, оценить его структуру и законы управления, а также учесть стохастическую природу возмущающих воздействий. Поэтому системный анализ процесса биохимической очистки сточных вод на основе сетей Петри, позволяющий повысить эффективность процесса биоочистки, является актуальной задачей.
Диссертация написана по результатам, опубликованным в цикле работ автора [А1-А15].

Четвертый принцип непрерывного развития АСУ, позволяющий при постоянном совершенствовании отдельных технических модулей, включении принципиально новых измерительных устройств получать информацию о более сложных связях и изменениях в объекте управления. В результате основная структура АСУ не изменяется, а органически включает в себя новые элементы.
Пятый принцип максимально разумной типизации, расширяющей круг возможных заказчиков и область внедрения АСУ в новых смежных отраслях народного хозяйства. Этот принцип позволяет снизить общую стоимость разработки в новых проблемно-ориентированных АСУ и сократить сроки их внедрения. Принцип предполагает быструю адаптацию системы в случае изменения задач.
Шестой принцип эксплуатационной надежности, удобства работы и безопасности обслуживания. Реализация данного принципа существенно влияет на себестоимость разработок новых технологий, позволяет снизить непроизводительные затраты на обслуживание и ремонт систем.
Основной метод системного подхода - математическое моделирование.
1.6. Системный анализ методов моделирования систем БОСВ
Одним из основных этапов исследования, анализа, создания сложных систем является математическое моделирование объекта. В истории науки выделены два подхода к моделированию реальных объектов. Первый подход -представление объекта как динамической системы с непрерывной переменной (ДСНП) [37]. Функциональная математическая модель такого объекта представляет систему обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнений в частных производных и алгебраических полиномов, полученных на основе регрессионного анализа, характеризующих входы/выходы системы. Этот подход широко применяется при моделировании ХТС с непрерывной организацией технологического процесса [4,5,38], когда процесс стационарный и физико-химические параметры не изменяются во времени. С другой стороны, современная наука и техника создают динамические системы, не