Počkejte prosím...
Data pro 2018/2019

Technologické výpočty a modelování

Kredity 3
Rozsah 1 / 1 / 0
Examinace Z+Zk
Jazyk výuky čeština
Úroveň magisterský předmět
Garant Ing. Martin Pečenka, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc.

Anotace

Modely jsou rozděleny do kategorií na fyzické a matematické a jsou vysvětleny jejich výhody a nevýhody a možnosti použití v oblasti čištění odpadních vod. První část kursu je věnována detailnímu objasnění používané terminologie a postupu výstavby modelu. Pro účely matematického modelu je zavedena potřebná frakcionace ukazatelů znečištění v odpadních vodách i frakcionace biomasy podle jednotlivých fyziologických skupin mikroorganismů. Detailně je popsána výstavba matice použité v modelu Activated Sludge Model a vysvětleny výhody tohoto zápisu včetně přepínacích funkcí. S použitím demonstračních software jsou provedeny simulace aktivačního procesu s odstraňováním dusíku i fosforu biologickou cestou, možnost řízení separačních vlastností aktivovaných kalů a další úlohy z čistírenské praxe.

Sylabus

1. Definice a účel modelů, rozdělení na modely fyzické a matematické, základní typy fyzických modelů používaných v čištění odpadních vod
2. Rozdělení matematických modelů biologických čistíren odpadních vod, bilance jednotkového uzlu modelu, aplikace zásady zachování hmoty a kontinua
3. Základní fáze při tvorbě modelu: předběžná, získání dat, kalibrace, validace a verifikace
4. Základní pojmy používané při stavbě modelu, procesní analýza, nezbytné zjednodušující předpoklady pro tvorbu reálně použitelného modelu
5. Charakteristika odpadní vody a biomasy pro účely tvorby modelu, frakce rozpuštěné a partikulované, další parametry a charakteristiky nutné pro sestavení modelu, definice kinetických parametrů popisujících příslušné frakce biomasy
6. Koncepce matematického modelu aktivačního procesu ASM podle IAWQ/IWA, identifikace složek modelů a procesů, kterými se transformují, matematické formulace rychlosti dějů
7. Maticový zápis modelu IAWQ/IWA, základní kroky při sestavování matice, stechiometrické koeficienty pro jednotlivé konverze, využití matice pro kontrolu zákona zachování v řádcích a pro bilanci složky po sloupcích
8. Příklad sestavení matice pro jednoduchý model aktivačního procesu s odstraňováním rozpuštěného substrátu a růstem heterotrofní biomasy v oxických podmínkách
9. Rozšíření základní matice pro aktivační proces s nitrifikací a denitrifikací, princip přepínacích funkcí a jejich aplikace pro matematický popis změny kultivačních podmínek, limitaci substrátem, rozpuštěným kyslíkem
10. Použití výukového simulačního programu ASIM k demonstraci vlastností modelu aktivačního procesu ASM, simulace vlivů základních technologických podmínek a uspořádání reaktorů na procesy nitrifikace a denitrifikace
11. Modely ustáleného stavu a možnost dynamické simulace v programu ASIM
12. Možnosti simulace biologického odstraňování fosforu, modely popisují kompetici vločkotvorných mikroorganismů s vláknitými mikroorganismy způsobujícími bytnění aktivovaného kalu nebo tvorbu biologických pěn
13. Demonstrace použití profesionálního simulačního programu GPS-X pro návrhy čistíren odpadních vod
14. Využití matematických modelů k řízení provozu biologické částí čistíren odpadních vod, expertní systémy pro řešení provozních problémů

Literatura

D:Wanner J. Process Theory: Biochemistry, Microbiology, Kinetics, and Activated Sludge Quality Control.Chapter 1 in: Activated Sludge Process Design and Contriol: Theory and Practice.Water Quality Management Library,Volume 1,second edition,Technomic Publishing Co.,Inc. Lancaster,PA,USA,1998,9781566766432
D:Makinia J.,Mathematical Modelling and Computer Simulation of Activated Sludge Systems,IWA Publishing,2010,9781843392385

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi