Введение
1 Анализ технологического процесса биологической очистки сточных вод как объекта управления 11
1.1 Требования к очищенной воде 12
1.2 Описание типового технологического процесса биологической очистки сточных вод 15
1.3 Классификации и технологические структуры биореакторов 18
1.4 Модели гидродинамических потоков 23
1.5 Состав и особенности биохимических процессов активного ила 25
1.6 Базовые модели биохимических процессов активного ила. Модели ASM 29
1.7 Обзор методов и состояние проблемы синтеза нелинейных систем управления 35
1.8 Обзор методов управления биохимическими процессами очистки сточных вод 46
1.9 Постановки задач 50
Выводы по первой главе 53
2 Базовые модели биологической очистки 55
2.1 Модель Моно 56
2.1.1 Определение типов равновесных состояний 57
2.1.2 Анализ динамики модели Моно 61
2.2 Модель Герберта 65
2.2.1 Определение типов равновесных состояний 65
2.2.2 Анализ динамики модели Герберта 70
2.3 Модель Холдейна 72
2.3.1 Определение типов равновесных состояний 72
2.3.2 Анализ динамики модели Холдейна 77
2.4 Модель Кенейла 80
2.4.1 Определение типов равновесных состояний 82
2.4.2 Анализ динамики модели Кенейла 88
Выводы по второй главе 93
3 Модель биологической очистки ASM1 95
3.1 Модель нитрификации 95
3.2 Модель денитрификации 105
3.3 Полная модель ASM1
3.3.1 Исследование влияния растворенного кислорода на входе реактора 119
3.3.2 Исследование влияния расхода сточных вод
3.4 Модель двухзонного реактора с рециклом 122
3.5 Модель трехзонного реактора с рециклом 126
3.6 Модель реактора с мембранным блоком 127
3.7 Модель трехзонного биореактора с рециклом и мембранным блоком
3.7.1 Исследование влияния расхода рециркуляционного потока 133
3.7.2 Исследование влияние концентрации растворенного кислорода 136
3.7.3 Расчет зависимости растворенного кислорода от расхода воздуха 139
3.7.4 Исследование влияния расхода сточных вод 141
3.7.5 Исследование влияния расхода возвратного потока из мембранного блока 144
3.8 Сравнение результатов вычислительного эксперимента и лабораторного анализа 146
Выводы по третьей главе 148
4 Система управления процессом очистки сточных вод 151
4.1 Показатели качества процессов 151
4.2 Синтез логико-динамического регулятора 152
4.3 Управление расходом рециркуляционного контура 156
4.4 Управление концентрацией кислорода 157
4.5 Управление расходом исходной воды 159
4.6 Управление расходом возвратного потока из мембранного блока 160
4.7 Методика параметрической настройки регулятора 162
4.8 Результаты работы регулятора 163
4.9 Сравнительный анализ процессов биологической очистки с различными законами управления 168
4.10 Исследование качества процессов при различных начальных условиях 171
4.11 Исследование влияния вариаций параметров на качество процессов 173
4.12 Реализация закона управления в программируемом контроллере 175
Выводы по четвертой главе 181
Заключение 183
Список сокращений и условных обозначений 186
Список литературы 187
