Aplicarea Sistemelor Informaționale în dirijarea și optimizarea stațiilor de epurare biologică a apelor uzate (SCADA)
|
StatutTeza a fost susţinută pe 23 aprilie 2021 în CSSşi aprobată de CNAA pe 30 iulie 2021 Autoreferat – 2.51 Mb / în românăTezaCZU 628.35:004.9 (478) (043.3)
|
Cuvinte Cheie
ape uzate, nămol activ, epurare biologică, stație de epurare, modelare matematică, control automatizat, optimizare, eficientizare, tehnici de reglare, sistem SCADA, reguli fuzzyAdnotare
Structura tezei: adnotarea, introducerea, patru capitole, concluzii și recomandări, bibliografia (148 de titluri), 125 pagini text de bază, 56 figuri și 17 anexe. Rezultatele cercetării sunt publicate în 10 lucrări științifice.
Actualitatea temei este elaborarea unui concept de gestionare automatizată al proceselor de epurare biologică cu nămol activ pentru diferite condiții de epurare, care să fie capabil să ia decizii în timp real. Scopul cercetării: eficientizarea stațiilor de epurare biologică a apelor uzate prin implementarea unui sistem automatizat de dirijare și controlul proceselor de epurare cu nămol activ.
Obiectivele cercetării: efectuarea unei analize aprofundată a literaturii științifice disponibile la nivel internațional cu scopul de a implementa modelele matematice deja existente, care descriu procesul de epurare biologică cu nămol activ; analiza parametrilor tehnologici ai procesului de epurare biologică al apelor uzate și parametrilor de funcționare a instalațiilor în Stația de epurare a mun. Chișinău; analiza concepțiilor și structurilor de dirijare automatizată a proceselor de epurare, și recomandarea creării unei baze de date în perspectiva dezvoltării Sistemelor de Supraveghere, Control și Achiziție a Datelor (SCADA); propunerea implementării unui sistem de control și înregistrare a calității apei uzate la intrare și ieșire din proces privind gestionarea operațională, sistemul de măsurare, supraveghere, avertizare și intervenție, în special, a procesului de epurare biologică; elaborarea metodelor de reglare a procesului de epurare biologică conform parametrilor tehnologici din caietul de sarcini, care stau la baza proiectului de renovare a Stației de epurare biologică a apelor uzate din mun. Chișinău, ceea ce va reduce impactul negativ generat de procesele de epurare a apelor uzate asupra mediului înconjurător, creșterea gradului de protecție a mediului și sănătății oamenilor în conformitate cu Strategia de alimentare cu apă și sanitație 2014 – 2030 din Republica Moldova.
Noutatea și originalitatea științifică a lucrării constă în aplicarea modelelor matematice eficiente, care să descrie procesul de epurare biologică a apelor uzate cu nămol activ, cu crearea unei baze de date și dezvoltarea unor strategii de control al funcționării instalațiilor, monitorizând parametrii proceselor de epurare printr-un sistem de măsurare, supraveghere, avertizare și intervenție, care va avea în vedere evaluarea sistematică a dinamicii caracteristicilor calitative ale poluanților (intrare – ieșire) dintr-o stație de epurare.
Problema științifică importantă constă în elaborarea unui concept nou de gestionare a proceselor de epurare biologică cu nămol activ pentru protecția mediului înconjurător, îndeosebi a celui acvatic, împotriva evacuărilor de ape uzate comunale provenite de la populație și industrie epurate mecano – biologic. Semnificația teoretică și valoarea aplicativă a tezei constă în propunerea unor soluții tehnice în baza modelelor matematice a proceselor de epurare biologică a apei uzate: monitorizarea parametrilor de calitate ai apei uzate cu transmitere la distanță a datelor; elaborarea modelului de reglare al proceselor de epurare biologică cu utilizarea unei baze de reguli fuzzy; crearea sistemului de gestionare bazat pe optimizarea parametrilor tehnologici ai procesului de epurare biologică cu nămol activ; aplicarea sistemelor informaționale în dirijarea și eficientizare a stațiilor de epurare biologică cu nămol activ – SCADA.
Implementarea rezultatelor științifice s-au efectuat în cadrul Stației de epurare biologică a apelor uzate
din mun. Chișinău, care stau la baza proiectului de renovare și modernizare a stației. Rezultatele obținute
sunt un punct de pornire de noi teme de cercetare în domeniu. Diseminarea rezultatelor vor constitui
obiectul comunicărilor științifice în conferințe, congrese, precum și expunerea acestora ca material didactic.
Cuprins
- 1.1.Structura și funcțiile stațiilor de epurare a apelor uzate
- 1.1.1. Criterii de clasificare a proceselor și procedeelor de epurare biologică
- 1.1.2. Rolul microorganismelor din procesul de epurare a apelor uzate cu nămol activ și eliminarea nutrienților
- 1.2.Condiții de deversare a apelor uzate în emisari și starea actuală a stațiilor de epurare pe plan național
- 1.3.Starea actuală a stației de epurare biologică a apelor uzate din mun. Chișinău
- 1.4.Stadiul actual privind modelarea proceselor de epurare biologică cu nămol activ
- 1.5.Abordările de automatizare, informatizare și monitorizare a parametrilor proceselor de epurare a apelor uzate
- 1.6. Concluzii la Capitolul 1
2. MODELAREA PROCESELOR DE EPURARE BIOLOGICĂ A APELOR UZATE LA STAȚIILE DE EPURARE
- 2.1.Parametrii tehnologici ai procesului de epurare biologică a apelor uzate cu nămol activ
- 2.1.1. Modelele matematice ale procesului biologic de epurare a apelor uzate
- 2.1.2. Simularea procesului de epurare biologică
- 2.2.Modelarea matematică a instalațiilor de reducere a materiei organice (CBO) din apele uzate prin epurare biologică cu nămol activ
- 2.3.Metode de pronosticare în scopul optimizării proceselor de epurare a apelor uzate
- 2.3.1. Metode de gestionare a recirculării nămolului activ .
- 2.3.2. Metode de gestionare/control al eliminării nămolului activ în exces
- 2.3.3. Determinarea costului unui proces biologic de epurare: BANA-DS
- 2.3.3.1.Schema de calcul a procesului bazin de aerare – decantor secundar
- 2.3.3.2.Alegerea modelului pentru calculul bazinului de aerare
- 2.3.3.3.Alegerea unui model pentru calculul decantorului secundar
- 2.4.Concluzii la Capitolul 2
3. CONTROLUL AUTOMATIZAT ȘI OPTIMIZAREA PROCESELOR DE EPURARE A APELOR UZATE
- 3.1. Strategii de reglare automată și monitorizare a stațiilor de epurare
- 3.2. Tehnici de avansare de reglare automată în conducerea proceselor de epurare .
- 3.2.1. Reglarea predictivă
- 3.2.1.1. Reglarea cu predicție bazată pe model
- 3.2.1.2. Validarea reglării predictive bazată pe model
- 3.3. Conducere și reglare fuzzy al proceselor de epurare
- 3.4. Sistem SCADA pentru monitorizarea unui sistem de epurare a apelor uzate
- 3.4.1. Proiectarea structurii bazei de date
- 3.4.2. Interfața SCADA epurare biologică
- 3.5. Concluzii la Capitolul 3
4. APLICAREA SISTEMELOR INFORMAȚIONALE ȘI DE DIRIJARE PENTRU STAȚIA DE EPURARE A APELOR UZATE DIN MUN. CHIȘINĂU
- 4.1. Modernizarea stației de epurare a apelor uzate din municipiul Chișinău
- 4.2. Arhitectura sistemului de comandă și informațional al stației de epurare biologică a apelor uzate din mun. Chișinău
- 4.3. Sistemul SCADA al stației de epurare biologică a apelor uzate din mun. Chișinău
- 4.3.1. Elaborarea conexiunii bazei de date SCADA cu sistemul informațional GIS
- 4.3.2. Elaborarea structurii softului pentru serverul aplicațiilor SCADA
- 4.3.3. Elaborarea structurii softului pentru serverul stocare a datelor SCADA
- 4.3.4. Elaborarea structurii softului pentru microcontrolerele PLC
- 4.3.5. Elaborarea structurii interfețelor grafice SCADA epurare biologică
CONCLUZII FINALE ȘI RECOMANDĂRI
BIBLIOGRAFIA
ANEXA Declaraţia privind asumarea răspunderii
CV – ul
Referenţi Oficiali
- Elena Zubcov
doctor habilitat, profesor cercetător, Institutul de Zoologie - Vasile Moraru
doctor, profesor universitar, Universitatea Tehnică a Moldovei
Membrii Consiliului Ştiintific
- Ion Bolun, preşedinte
doctor habilitat, profesor universitar - Sergiu Calos, secretar
doctor, conferenţiar universitar - Maria Gonţa, membru
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova - Victor Covaliov , membru
doctor - Olga Jurminskaia , membru
doctor
Teze
În examinare [1] :
- Tehnologii avansate în stațiile de epurare biologică a apelor uzate
24 septembrie 2021
Arhiva tezelor:
Acte Normative
