Синтез системы управления технологическим процессом удаления соединений азота из сточных вод

Аннотация

Существующие системы очистки сточных вод активным илом используются для узкого диапазона концентраций загрязнений. Применение регулирования позволяет расширить диапазон, однако при изменении состава воды на входе системы или условий внешней среды требуется постоянная перенастройка параметров регулятора. Цель исследования: синтез системы управления с логико-динамическим регулятором для удаления загрязнителей в широком диапазоне концентраций. Результаты: на основе математического описания модели ASM1 построена схема взаимодействия компонентов биохимических реакций. Представлена управляемая математическая модель удаления соединений азота в двухзонном биореакторе с рециклом нитратов, блоком ультрафильтрационных мембран и возвратным иловым потоком в первую зону. Введены показатели качества процессов для системы управления биологической очисткой стоков. На их основе разработана методика параметрической настройки регулятора с логически перестраиваемой структурой. Введены понятия ведущего и ложного ведущего регуляторов. В соответствии с разработанной моделью в среде MatLab/Simulink построена компьютерная модель. Результаты моделирования демонстрируют возможность качественной очистки в условиях широкого изменения уровней входных многокомпонентных загрязнений в заданном неизменном объеме биореактора. Практическая значимость: применение логико-динамического регулятора с оптимальными настройками параметров позволяет обеспечивать допустимые концентрации аммония, нитратов и химическое потребление кислорода на выходе на всех рабочих режимах системы управления.