The application of PExSim in the optimisation of the multi-dimensional process models on the example of activated sludge wastewater treatment

• Autorzy: Stachura M. , Janiszowski K. , Wnuk P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie pakietu PExSim w optymalizacji modeli procesów wielowymiarowych na przykładzie oczyszczania ścieków z osadem czynnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of mathematical models of industrial processes (derived from physical relations) implemented in relevant software, allows preparing simulations of such process models so as to explore industrial process behaviour in many situations, especially critical ones. The key issue of this type of approach is to prepare a model that would approximate a process dynamics with proper quality. In this paper the problem of fitting physical models, described by a set of ordinary differential equations, to a set of measured data is considered. This type of model has a set of unknown parameters that have to be estimated so the model could mimic and predict a process behaviour. In this paper, some procedures for the optimisation of modelling wastewater treatment plants, based on model called ASM 1 are described and discussed. In the performed studies, data recorded in a plant in Resovia (southeastern Poland) was used. The final result of the optimisation is the wastewater treatment process model. Results for selected concentrations of contamination in treated sludge are presented.

PL

Zastosowanie matematycznych modeli procesów przemysłowych (wyprowadzonych ze zjawisk fizycznych), zaimplementowanych w odpowiednich algorytmach komputerowych, umożliwia prowadzenie symulacji modeli procesów. Badania takie mogą dać wiele cennych informacji na temat zachowania procesu w różnych sytuacjach, w szczególności w stanach krytycznych i awaryjnych. Podstawowym zagadnieniem w tego typu podejściu jest oszacowanie współczynników modelu, który w sposób zadowalający odzwierciedla proces przemysłowy. W niniejszym artykule przedstawiono zagadnienie dopasowania modelu, opisanego układem równań różniczkowych zwyczajnych, do danych uzyskanych z procesu. Dopasowanie modelu przeprowadzone zostało z użyciem algorytmów optymalizacji statycznej na przykładzie procesów oczyszczania cieków miejskich. Wykonane badania oparte są na danych zebranych z miejskiej oczyszczalni ścieków w Rzeszowie.

Słowa kluczowe

EN

simulation; modeling; optimization; wastewater treatment

PL

symulacja; modelowanie; optymalizacja; oczyszczanie ścieków; ścieki miejskie

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 4
• Strony: 157--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stachura M.

autor

Janiszowski K.

autor

Wnuk P.

• Warsaw University of Technology, Warsaw

Bibliografia

• 1. Studzinski J.: Identification, simulation and control of wastewater treatment plants. Systems Research Institute Publication, Warsaw, 2004 (in Polish).
• 2. Janiszowski K., Wnuk P.: PExSim - novel approach to the problem of the investigation of complex dynamic systems in industrial environment. Problemy Eksploatacji, 2006, 4, 17-35.
• 3. Grady L, Daigger G., Lim H.: Biological wastewater treatment. Marcel Dekker, New York 1999.
• 4. Henze M., Gujer W., Mino T., Loosdrecht M.: Activated sludge models. IWA Publishing, London 2000.
• 5. Bogdan L. i in.: Modelling and calibration of a municipal wastewater treatment process model. Systems Science, 2000, 2.
• 6. Bogdan L. i in.: Mathematic modelling of purification processes in mechanical - biological wastewater treatment plant. Gutenbaum J. (ed.): Automatyka-Sterowanie-Zarzadzanie. Systems Research Institute Publication, Warsaw, 2002 (in Polish).
• 7. Wnuk P.: Object identification in AMandD system. Pomiary-Automatyka-Kontrola, 2005 (in Polish).
• 8. Stachura M.: Modelling and optimization of selected wastewater treatment processes. Systems Research Institute Publication, Warsaw 2008 (in Polish).
• 9. Luenberger D.G.: Optimization by vector space methods. John Wiley and Sons, Inc, New York 1974.
• 10. Findeisen W., Szymanowski J., Wierzbicki A.: Theory and numerical examples of optimization methods, PWN, Warsaw, 1977 (in Polish).
• 11. Mathews J.: Numerical methods for mathematics. Science and Engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, 1992.
• 12. Press W., Teukolsky S., Vetterling W., Flannery B.: Numerical recipes in C. Cambridge University Press, Cambridge, 1992.