10 Оптимізація конструктивних параметрів аерації в залежності від дози активного мулу

Метою даного розділу є оптимізація конструктивних параметрів аерації в залежності від дози активного мулу, яка лежить у межах від 1,5 до 3 г/дм³.

10.1 Визначення алгоритмічних задач та математичне забезпечення процесу

Для знаходження оптимального часу аерації (t_опт), год потрібно знайти такі параметри як:

• ступінь рециркуляції активного мулу (R_i);

• БСК води, з урахуванням розбавлення циркуляційним мулом (L_mix), мг/дм³;

• період аерації в аеротенку (t_atv), год;

• тривалість перебування в системі аеротенк-регенератор (t), год;

• об’єм аеротенку (W_t), м³.

Математичне забезпечення процесу наведено в пункті 9.4.

10.2 Ідентифікація перемінних

За математичним забезпеченням розробляються перемінні, їх ідентифікація наведена в таблиці 10.1.

Таблиця 10.1 – Ідентифікація перемінних

Перемінна у математич-ному описі	Перемінна у програмі	Зміст перемінної	Розмірність	Значення
1	2	3	4	5
ai	ai	доза активного мулу	г/дм3	1,5-3

Продовження таблиці 10.1

1	2	3	4	5
ρmax	ρmax	максимальна швидкість окислення	мг/(ггод)	85
Len	Len	вихідна величина БСК	мг/дм3	250
Lex	Lex	БСК очищеної води	мг/дм3	15
Ji	J	муловий індекс	см3/г	75
Kl	Kl	константа, що характеризує властивості органічних забруднень	мг/дм3	33
K0	K0	константа, що характеризує вплив кисню	мг/дм3	0,626
φ	φ	коефіціент інгібірування продуктами розпаду активного мулу	дм3/г	0,07
s	s	зольність мулу		0,3
С0	С0	концентрація розчиненого кисню	мг/дм3	2
qw	qw	об’єм стічних вод	м3	208,3
Кp	Kp	коефіціент, що враховує вплив поздовжнього	кДж/год	1,5
tor	tor	орієнтований час аерації	год	2
Ri	R	ступінь рециркуляції активного мулу	кДж/год	розраховуємо
Lmix	Lmix	БСК води з врахуванням розбавлення циркуляційним мулом	мг/дм3	розраховуємо
tatv	tatv	тривалість аерації в аеротенку	год	розраховуємо
ar	ar	доза мулу в регенераторі	г/дм3	розраховуємо
ρ	ρ	питома швидкість окислення	мг БСК/г∙год	розраховуємо
t0	t0	тривалість окислення забруднень	год	розраховуємо
tr	tr	тривалість регенерації	год	розраховуємо
t	t	тривалість перебування в системі аеротенк-регенератор	год	розраховуємо
Wt	Wt	об’єм аеротенку	м3	розраховуємо

10.3 Аналіз результатів розрахунку

За математичним описом та ідентифікацією перемінних розробляємо блок-схему оптимізації конструктивних параметрів аерації в залежності від дози активного мулу, яка наведена на рисунку Г.1 у Додатку Г.

За блок-схемою використовуючи стандартний програмний пакет Mathcad розробляємо програму оптимізації конструктивних параметрів аерації в залежності від дози активного мулу. Програма та результати програми наведені в додатку Д.

За результатами розрахунків побудовані графіки: графік залежності ступеню рециркуляції від дози активного мулу (рис.10.1), графік залежності БСК з урахуванням розбавлення циркуляційним активним мулом від дози активного мулу (рис.10.2), графік залежності часу перебування стічної води в аеротенку від дози активного мулу (рис.10.3), графік залежності часу перебування в системі аеротенк-регенератор від дози активного мулу (рис.10.4), графік залежності об’єму аеротенку від дози активного мулу (рис.10.5).

Рисунок 10.1 - Графік залежності ступеню рециркуляції від дози активного мулу

Рисунок 10.2 - Графік залежності БСК з урахуванням розбавлення циркуляційним активним мулом від дози активного мулу

Рисунок 10.3 - Графік залежності часу аерації від дози активного мулу

Рисунок 10.4 - Графік залежності часу перебування в системі аеротенк-регенератор від дози активного мулу

Рисунок 10.5 - Графік залежності об’єму аеротенку від дози активного мулу

Так як передбачається, що час аерації не повинен бути меншим ніж 2 години у відповідності із [9], тоді оптимальна доза активного мулу буде становити 2 г/дм³. З цього слідує, що:

• оптимальний ступінь рециркуляції–0,176 (рис.10.1);

• оптимальний БСК з урахуванням розбавлення циркуляційним мулом – 214,75 мг/дм³ (рис.10.2);

• оптимальний час аерації – 2,043 год (рис.10.3);

• оптимальний час перебування в системі аеротенк-регенератор – 4,824 год (рис.10.4);

• оптимальний об’єм аеротенку – 499,661 м³ (рис.10.5).