Search academic texts

Information × Registration Number 0823U100957, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 08-09-2023 popup.evolution . Title Methods and their algorithmic, software, and technical implementation of creating an information system for biological wastewater treatment. Author Ilkiv Ihor V., popup.head Andriy P. Safonyk popup.opponent Volodymyr Lytvynenko popup.opponent Yuriy I. Bilushchak popup.review Andriy J. Bomba popup.review Petro Martyniuk Description Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі розроблення модельно-алгоритмічного забезпечення та апаратно-програмна реалізації інформаційної системи біологічної очистки для винесення обґрунтованих рішень щодо забезпечення та підтримання необхідної якості очищення стічних вод. У першому розділі викладено огляд та проведено аналіз систем біологічної очистки стічних вод як об'єкта функціювання апаратно-програмного комплексу інформаційної системи СБО, запропоновано модель її життєвого циклу. Показано, що: промислові системи біологічного очищення стічних вод являють собою складну, багатокомпонентну та багатозв'язну біотехнічну систему, для забезпечення безпеки, надійності та ефективності якої необхідно здійснювати безперервний контроль стану; найскладнішим і найменш вивченим з точки зору розробки модельно-алгоритмічного забезпечення та апаратно-програмної реалізації інформаційної системи біологічної очистки та підтримки прийняття рішень елементом є біореактор; сучасні підходи до моніторингу та аналізу стану в аналізованій предметній галузі використовуються недостатньо. Сформульовано вимоги до структури та функціонування системи моніторингу при біологічному очищенні стічних вод. Обґрунтовано необхідність спільного розгляду фізичних та біохімічних процесів очищення стічних вод з метою розробки узагальненої математичної моделі як основи побудови комп’ютерної моделі невимірюваних безпосередньо процесів та синтезу автоматизованої інформаційної системи для широкого класу конструкцій біореакторів. У другому розділі побудовано математичну модель структурних зв'язків та взаємного впливу основних параметрів процесу біологічного очищення стічних вод, життєдіяльності анаеробного біоценозу, технічних та технологічних особливостей організації процесу очищення та конструктивних рішень використовуваного обладнання, що дозволяє виділити контрольовані ознаки, що застосовуються для аналізу узагальненого стану системи біологічної очистки стічних вод. Розроблено узагальнену математичну модель процесу очищення стічних вод в біореакторі, яка пов'язує системотехнічні, фізичні та біохімічні процеси, враховує їхній взаємний вплив. Узагальнена математична модель включає конструктивні параметри біореактора лише на рівні визначення початкових та граничних умов, що дозволило використовувати її для більшості конструкцій анаеробних біореакторів, а облік впливу різнорідних факторів на процес очищення дозволило провести вибір та аналіз параметрів, значущих для визначення спостережуваного стану СБО. В третьому розділі розроблено алгоритмічне забезпечення чисельного розв’язку узагальненої моделі СБО для комп’ютерного моделювання СБО, яке надало можливість розраховувати значення діагностичних ознак у різних типах станів системи. Результати, отримані в ході моделювання, були використані при розробці алгоритмів аналізу генералізованого стану забруднень з тривалим терміном служби. Запропоновано алгоритми аналізу узагальненого стану СБО, які дозволили приймати рішення про працездатність системи з урахуванням ступеня деградації біомаси та причин інгібування мікроорганізмів за обмеженим набором діагностичних ознак, оптимальних з точки зору вартості та інформативності перевірок. Розроблені алгоритми були покладені в основу модуля аналізу вимірюваної в процесі роботи інформації в системі диспетчерського керування процесом біологічної очистки стічних вод, а також використані на стадії проектування системи очистки для реалізації необхідних вузлів установки контрольно-вимірювальної апаратури, що забезпечило керованість біореактора при синтезі автоматизованої інформаційної системи. Розроблені алгоритми розрахунку неспостережуваних параметрів СБО показують їх ефективність. Через недосконалість існуючих моделей СБО (прогнозування, керування та оперативних методів контролю), багато відповідних характерних параметрів не враховуються або задаються довільно. Є мало розробленими, безсистемними або, взагалі відсутніми механізми, що дають можливість ідентифікувати відповідні значення коефіцієнтів в реальному часі, що знижує продуктивність відповідних систем. Так в четвертому розділі було розроблено апаратно-програмну реалізацію автоматизованої інформаційної системи біологічної очистки стічних вод, що лягло в основу проведення розрахунків розподілу концентрації забруднень з урахуванням зміни технічних параметрів, пов'язаних з життєдіяльністю біомаси та впливу несправностей технічних підсистем очисних споруд на біохімічні процеси. Отримані результати надали змогу більш детально та комплексно прогнозувати та автоматизувати технологічні процеси очищення стічних вод. Розроблено лабораторну установку для визначення залізовмісного коагулянту на основі фотокалориметричного аналізу, що складається з непрозорої проточної кювети, через яку з постійною швидкістю пропускається досліджувана рідина, а також блоку обробки та зберігання інформації. Registration Date 2023-10-20 popup.nrat_date 2023-10-20 Close