|
Conference publicationsAbstractsXXI conferenceComputer modeling of biological treatment plantsDepartment of Water Industry, Network Engineering and Protection of the Environment, South Russian State Polytechnic University, 136 rm., 132 Prosveshcheniya str., Novocherkassk, 346428, Russia 1 pp. (accepted)Целесообразность использования компьютерного моделирования для проектирования и оптимизации биологических очистных сооружений обусловлена неочевидной динамикой, неавтономностью и пространственной неоднородностью процессов, а также наличием нескольких циркуляционных потоков. Также необходимо учитывать, что реализация процесса удаления биогенных элементов связана с организацией чередующихся кислородных режимов в процессе обработки воды. Например, в сооружениях карусельного типа, с этой целью используются кольцевые коридоры с непрерывным течением иловой смеси и выделенными зонами аэрации, что обеспечивает чередование анаэробных, аноксидных и аэробных условий в объёме одного сооружения. В данной работе сформулирована математическая модель структуры потоков жидкости и динамики изменения концентраций веществ в ходе био-химических реакций, которую предполагается взять за основу для системы автоматического управления. В отличие от традиционного подхода, когда аэротенки-вытеснители заменяются цепочкой последовательно расположенных реакторов-смесителей, где процессы описываются системами обыкновенных дифференциальных уравнений, построенная нами модель, представляет собой краевую задачу для уравнений типа Навье-Стокса, решаемую совместно с задачей конвекции-диффузии-реакции. И так как результаты вычислительных экспериментов в программе FlexPDE, показали корректные отклики на изменение исходных параметров и достаточную гладкость решений модели, то существует возможность её применения для алгоритмов оптимизации. В тоже время на базе имитационного моделирования аэротенка-смесителя при субстратном торможении нитрификации высокими дозами аммония была выявлена триггерная структура процессов, что потенциально может провоцировать на реальных сооружениях возникновение различных диссипативных структур, что и определяет необходимость создания адаптивных систем управления.
|
