Использование статистического моделирования для оптимизации процессов очистки

Чрезмерная урбанизация населенных пунктов, повышенная концентрация населения, предприятий, техники, сервисных служб значительно повышают риски вредного воздействия на жизнь и здоровье людей, а также окружающую среду.
Здесь возникает необходимость быстрой оценки ситуации, вычленения наиболее опасных факторов и правильного реагирования на возможное развитие событий. Это приводит к ужесточению экологических требований к работе предприятий, скорейшему принятию технических и иных процедур и т.д., в том числе по вопросам, связанным с охраной окружающей среды. В этой связи быстрое и оптимальное решение проблемы защиты воздуха, вод и грунтов невозможно без математического моделирования тех или иных процессов, способных нанести вред среде. Математическое моделирование на базе заранее спланированных действий и методик часто просто затруднительно и поэтому приходится действовать постфактум. В таких условиях создание гибких, способных легко коррегироваться, моделей возможно только на основе анализа статистических данных, поступающих on-line, т.е. на основе создания статистических моделей многоуровневого характера с автоматическим переводом всех учитываемых факторов в безразмерную их совокупность.
       Для описания и оптимизации разных технологических процессов, включая процессы очистки, нами создана статистическая математическая модель-программа, которая применялась для оценки роли различных факторов при решении проблем очистки отработанных сточных вод полиграфического производства от органических примесей, а также очистки воздуха рабочей зоны предприятий с помощью вихревых центробежно-инерционных пылеуловителей. 
       С целью определения вклада каждого фактора (его "веса") в совокупную модель, определения ее точного вида, устранения влияния размерных характеристик варьируемых технологических параметров модель их переводила в стандартизованные величины. 
       При очистке воздуха рабочей зоны для повышения степени очистки и уменьшения энергозатрат для преодоления аэродинамического сопротивления потоку воздуха в жалюзийном пылеуловителе–циклоне решена задача поиска оптимальных углов поворота жалюзи-створок относительно направленного газового потока. В качестве оптимизирующего параметра была взята степень очистки Y (%) воздуха от пыли. Управляющими показателями были выбраны угол поворота створок жалюзи относительно направления движения газопотока  х1, (?), расход газа  х2 (м3/ч) и размер частиц пыли  х3 (мкм).
       Процесс сводился к поиску оптимального вида функции Y = f(х1, х2, х3). Постепенное усложнение модели от линейной до комплексной кубической с совместными эффектами (оценка синергического эффекта!) позволило снизить ошибку модели от 3,8 до 1,5 %. Дополнительные расчеты  показали, что максимум очистки воздуха достигается при значении угла поворота створок 37-38?.
       Разработанная модель применялась также для оптимизации очистки отработанных сточных вод полиграфического производства: отмывки фотопластин различного типа от органических соединений. При очистке сточных вод методом электролиза, как наиболее эффективным, учитывались следующие технологические факторы: напряжение электролиза, межэлектродное расстояние, добавка NaCl и время процесса. Контроль степени очистки проводился по величинам ХПК и БПК20. Использование модели позволило найти оптимальные технологические режимы процесса и повысить степень очистки на 5-10%. 
       Таким образом, использование разработанной модели позволило решить ряд экологических задач и показало ее высокую универсальность.
 
Использование  статистического  моделирования  для  оптимизации  процессов  очистки / Батлук В.А., Ощаповский В.В., Шелюх Ю.Е., Димитрова Ю.Д. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 100.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 2 “ Моделювання і моніторинг довкілля. Геоінформаційні системи і технології”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet