Помощь студентам в учебе
Моделирование очистки смешанных стоков
|
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 Теоретический анализ качества стоков, поступающих отпромышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства наочистные сооружения 6
1.1 Экологическое состояние водных ресурсов Волжского бассейна .... 6
1.2 Анализ качества стоков, поступающих от промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства на очистные сооружения 13
1.2.2 Анализ существующих и перспективных методов очистки 18
Глава 2 Математическая модель очистки смешанных стоков 59
2.1 Литературный обзор в области математического моделирования
очистки стоков 59
2.2 Математическая модель расчета режимов работы биологических
очистных сооружений 70
2.3 Методология прогноза состава смешанного стока с учетом
химического взаимодействия компонентов 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
Глава 1 Теоретический анализ качества стоков, поступающих отпромышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства наочистные сооружения 6
1.1 Экологическое состояние водных ресурсов Волжского бассейна .... 6
1.2 Анализ качества стоков, поступающих от промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства на очистные сооружения 13
1.2.2 Анализ существующих и перспективных методов очистки 18
Глава 2 Математическая модель очистки смешанных стоков 59
2.1 Литературный обзор в области математического моделирования
очистки стоков 59
2.2 Математическая модель расчета режимов работы биологических
очистных сооружений 70
2.3 Методология прогноза состава смешанного стока с учетом
химического взаимодействия компонентов 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
Анализ характера загрязнений водных объектов Волжского бассейна показывает, что проблема носит исключительно химический и управленческий характер, основанный на выносе в сточные воды растворимых, мелкодисперсных, или адсорбируемых веществ органической и в большей мере неорганической природы. Существенно уменьшить эти процессы возможно только химическим путем, то есть их устранением, замедлением или нейтрализацией путем правильной организации управления сточными водами. «Особенно это важно при обезвреживании многокомпонентных интегрированных сточных вод различных предприятий, приводящем к химическому взаимодействию компонентов с образованием в суммарном стоке» [1] новых, менее, но чаще, более токсичных компонентов. Примером этого может быть образование диоксинов при смешении стоков органических соединений с неорганическими соединениями, содержащими хлор или его производные.
Актуальность темы исследования: Данная проблема до последнего времени глубоко не исследовалась и ее решение возможно только с помощью подхода, опирающегося на кинетические данные взаимодействия между собой различных соединений. Привлечение данных по технологии неорганических соединений, кинетике и механизму их образования, замедления или ингибирования, позволит создать управляющую систему расчета и прогноза реального состояния суммарного стока, образующегося при смешении различных сточных вод. Проблема существенно осложняется за счет протекания побочных процессов, связанных с цветением воды за счет бурного развития сине-зеленых водорослей и постепенного их отмирания, порождающего вторичное загрязнение, расходование всех запасов растворенного кислорода и умирание водоёмов. Однако, несмотря на трудности решения данной проблемы, состояние водных объектов диктует настоятельную необходимость проведения подобных исследований.
возобновляемого природного ресурса, что возможно только при создании современных экспертных систем, способных на основании фундаментальных законов химии рассчитывать химически загрязненные стоки, предсказывать их состав и вырабатывать управленческие решения с наиболее оптимальной их нейтрализацией.
Проблема исследования: заключается в неудовлетворительном качестве очистки сточных вод на очистных сооружениях предприятий, увеличение антропогенного воздействия на окружающую среду.
Объект исследования: управление процессами очистки путем математического моделирования этих систем.
Предмет исследования: качественный и количественный состав стоков промышленных предприятий.
Цель исследования: повышение качества очистки стоков, поступающих от промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства на очистные сооружения с использованием методов математического моделирования.
Задачи исследования:
1. Провести анализ основных загрязняющих веществ, поступающих в Саратовское водохранилище с очистных сооружений и способов их очистки.
2. Разработать математическую модель для очистки смешанных стоков.
Научная новизна исследования заключается в применении методов математического моделирования для регулирования качества стоков.
Теоретическая значимость исследования: заключается в предложении анализа «данных по изменению качественного и количественного характера загрязнений водных объектов» [5] Самарской области, проведении анализа баз данных, по загрязняющим компонентам, до и после очистки на биологических очистных сооружениях г. Тольятти, оптимизации биологических очистных сооружений на основе поступающих от различных пользователей.
Практическая значимость исследования: разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать состав суммарного смешанного стока и изменение его токсичности при смешивании сточных вод, планировать массы допустимых сбросов загрязняющих компонентов, не приводящих к перегрузке БОС. Разработана методология прогноза состава смешанных стоков с учетом химического взаимодействия их компонентов.
Защищаемое положение:
Система регулирования качества очистки стоков с учетом химического взаимодействия их компонентовна примере модельных многокомпонентных стоков различных промышленных предприятий (химических, металлургических, машиностроительных и т.д.).
Структура магистерской диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников, включающего 66 наименований. Объем работы составляет 99 страниц текста, содержит 5 рисунков, 1 диаграмму, 6 таблиц.
Актуальность темы исследования: Данная проблема до последнего времени глубоко не исследовалась и ее решение возможно только с помощью подхода, опирающегося на кинетические данные взаимодействия между собой различных соединений. Привлечение данных по технологии неорганических соединений, кинетике и механизму их образования, замедления или ингибирования, позволит создать управляющую систему расчета и прогноза реального состояния суммарного стока, образующегося при смешении различных сточных вод. Проблема существенно осложняется за счет протекания побочных процессов, связанных с цветением воды за счет бурного развития сине-зеленых водорослей и постепенного их отмирания, порождающего вторичное загрязнение, расходование всех запасов растворенного кислорода и умирание водоёмов. Однако, несмотря на трудности решения данной проблемы, состояние водных объектов диктует настоятельную необходимость проведения подобных исследований.
возобновляемого природного ресурса, что возможно только при создании современных экспертных систем, способных на основании фундаментальных законов химии рассчитывать химически загрязненные стоки, предсказывать их состав и вырабатывать управленческие решения с наиболее оптимальной их нейтрализацией.
Проблема исследования: заключается в неудовлетворительном качестве очистки сточных вод на очистных сооружениях предприятий, увеличение антропогенного воздействия на окружающую среду.
Объект исследования: управление процессами очистки путем математического моделирования этих систем.
Предмет исследования: качественный и количественный состав стоков промышленных предприятий.
Цель исследования: повышение качества очистки стоков, поступающих от промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства на очистные сооружения с использованием методов математического моделирования.
Задачи исследования:
1. Провести анализ основных загрязняющих веществ, поступающих в Саратовское водохранилище с очистных сооружений и способов их очистки.
2. Разработать математическую модель для очистки смешанных стоков.
Научная новизна исследования заключается в применении методов математического моделирования для регулирования качества стоков.
Теоретическая значимость исследования: заключается в предложении анализа «данных по изменению качественного и количественного характера загрязнений водных объектов» [5] Самарской области, проведении анализа баз данных, по загрязняющим компонентам, до и после очистки на биологических очистных сооружениях г. Тольятти, оптимизации биологических очистных сооружений на основе поступающих от различных пользователей.
Практическая значимость исследования: разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать состав суммарного смешанного стока и изменение его токсичности при смешивании сточных вод, планировать массы допустимых сбросов загрязняющих компонентов, не приводящих к перегрузке БОС. Разработана методология прогноза состава смешанных стоков с учетом химического взаимодействия их компонентов.
Защищаемое положение:
Система регулирования качества очистки стоков с учетом химического взаимодействия их компонентовна примере модельных многокомпонентных стоков различных промышленных предприятий (химических, металлургических, машиностроительных и т.д.).
Структура магистерской диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников, включающего 66 наименований. Объем работы составляет 99 страниц текста, содержит 5 рисунков, 1 диаграмму, 6 таблиц.
1. Проанализированы научные исследования по преобразованию качественного и количественного состава загрязнений гидрообъектов Самарской области. Вывод: «бассейн реки Волги, деградирует, в связи с антропогенным загрязнением промышленными предприятиями» [5]. Доказано что, сбросы сточных вод без очищения составляют изрядный процент в общем проценте стоков. Выявлена потребность уменьшения воздействия предприятий на окружающую среду посредством оптимизации БОС на основе математического моделирования баланса загрязняющих веществ поступающих от различных пользователей.
2. Создана математическая модель, которая на основе кинетических величин вычисляет состав суммарного смешанного стока и изменение его токсичности при смешении сточных вод нескольких пользователей. Вычисляет покомпонентную эффективность БОС и позволяет: планировать ПДС загрязняющих компонентов; рассчитывать материальный баланс БОС; осуществлять экономические расчеты; осуществлять расчеты позволяющие проводить сравнительную оценку стоков различных пользователей по уровню токсичности.
3. Разработана методология прогноза состава смешанных стоков с учетом химического взаимодействия их компонентов. Предложенная система позволяет прогнозировать возможные химические взаимодействия и их учет в составе смешанного потока, что дает возможность более оптимально корректировать работу БОС.
Данная методология демонстрирует процесс управления очистными сооружениями наукоемкой технологией. Достоинство этой системы в возможности приобретения прогнозируемой информации о возможных рисках и антропогенных ущербах водным объектам. Совокупность материалов в виде тактической информации дает возможность без опоздания принять оптимальные решения о ликвидации возможности нанесения ущерба водным объектам, а стратегическая, рассчитываемая по плановым показателям, предсказать возможность покомпонентной перегрузки биологических очистных сооружений с выработкой рекомендаций о введении локальной очистки стоков непосредственно на предприятиях- пользователях.
2. Создана математическая модель, которая на основе кинетических величин вычисляет состав суммарного смешанного стока и изменение его токсичности при смешении сточных вод нескольких пользователей. Вычисляет покомпонентную эффективность БОС и позволяет: планировать ПДС загрязняющих компонентов; рассчитывать материальный баланс БОС; осуществлять экономические расчеты; осуществлять расчеты позволяющие проводить сравнительную оценку стоков различных пользователей по уровню токсичности.
3. Разработана методология прогноза состава смешанных стоков с учетом химического взаимодействия их компонентов. Предложенная система позволяет прогнозировать возможные химические взаимодействия и их учет в составе смешанного потока, что дает возможность более оптимально корректировать работу БОС.
Данная методология демонстрирует процесс управления очистными сооружениями наукоемкой технологией. Достоинство этой системы в возможности приобретения прогнозируемой информации о возможных рисках и антропогенных ущербах водным объектам. Совокупность материалов в виде тактической информации дает возможность без опоздания принять оптимальные решения о ликвидации возможности нанесения ущерба водным объектам, а стратегическая, рассчитываемая по плановым показателям, предсказать возможность покомпонентной перегрузки биологических очистных сооружений с выработкой рекомендаций о введении локальной очистки стоков непосредственно на предприятиях- пользователях.