Разработать уникальные экотехнологии для сохранения водных ресурсов – в аспирантуре ЛЭТИ

Разработать уникальные экотехнологии для сохранения водных ресурсов – в аспирантуре ЛЭТИ

Аспирантка кафедры АПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольга Брикова предложила новые алгоритмы управления микроорганизмами активного ила для очистки сточных вод.

225

Сегодня большое внимание уделяется вопросам экологии, особенно очистке водоемов от естественных и искусственных загрязнений. Одной из наиболее актуальных технологий является метод биологической очистки сточных вод, который заключается в использовании активного ила – совокупности зоогенных скоплений бактерий, дождевых червей и простейших организмов. Этот принцип основан на способности микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, метана, сероводорода, углекислого газа.

Улучшить качество очистки сточных вод за счет более совершенных алгоритмов управления, без дорогостоящих вмешательств в конструкцию очистных сооружений призвана научно-исследовательская работа «Разработка и исследование модифицированных управляемых динамических моделей биологической очистки сточных вод в условиях воздействия внешних факторов» аспирантки кафедры автоматики и процессов управления (АПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольги Бриковой.

«На сегодняшний день расчет основных технологических параметров очистных систем основывается на эмпирических знаниях. Это становится причиной либо неоправданного завышения объема сооружений биологической очистки, либо, наоборот, объем сооружений оказывается недостаточным для обеспечения требуемого уровня очистки и надежности работы очистного комплекса»

Аспирантка кафедры АПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольга Брикова

Работа исследовательницы посвящена использованию методов математического моделирования для разработки новых алгоритмов управления микроорганизмами активного ила. Их отличие заключается в дополнительном использовании параметров внешней среды – температуры и PH в качестве управляющих воздействий. Использование этих данных позволит не только повысить точность модели и сделать ее более адекватной относительно реального технологического процесса, но и поможет добиться более высокого качества очистки без изменений конструкции биореактора.

«Методы математического моделирования позволят получить уравнения, описывающие экспериментальную динамику роста микроорганизмов и потребления субстрата, а также выполнить расчет оптимальных режимов процесса биологической очистки», – рассказывает Ольга.

На основании полученных математических моделей строится компьютерная модель в системе MATLAB/Simulink, в которую вводятся показатели химического потребления кислорода, концентрации аммония и нитратов, а затем эти значения сравниваются с заданными концентрациями. В результате работы алгоритмов, заложенных в регуляторах, формируется управляющее воздействие, которое за счет изменения расхода воды, концентрации кислорода и температуры улучшают качество вода на выходе биореактора.  

«Я решила учиться в аспирантуре, чтобы продолжить свое исследование, которое начала еще во время обучения в бакалавриате. Кроме того, мне нравится заниматься преподавательской деятельностью. Хочется отметить, что ЛЭТИ дает возможность участвовать в различных конкурсах и грантах, позволяет кооперироваться с людьми из других направлений для решения различных задач»

Аспирантка кафедры автоматики и процессов управления Ольга Брикова

Научная работа Ольги осуществляется в рамках аспирантской диссертации под руководством профессора кафедры АПУ Сергея Евгеньевича Душина.  В 2019 году девушка окончила магистратуру по направлению «Управление и информационные технологии в технических системах» успешно защитив выпускную квалификационную работу на тему «Моделирование управляемых процессов биологической очистки сточных вод с учетом влияния температуры внешней среды в однозонном биореакторе».

Кафедра АПУ принимает магистров на направление подготовки «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами».

В 2021 году выделено 99 бюджетных мест по очной форме обучения на все направления подготовки аспирантов.