ΕΛ                   ΕΝ

Περιγραφή

Το μάθημα χωρίζεται σε δύο ενότητες 1) την προσομοίωση αερόβιων και αναερόβιων βιολογικών διεργασιών για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων και 2) τον αυτόματο έλεγχο μονάδων επεξεργασίας αστικών και βιομηχανικών υγρών αποβλήτων.

Ενότητες

  1. Μαθηματική προσομοίωση βιοχημικών διεργασιών. Στοιχειομετρία αντιδράσεων. Στοιχειομετρία αντιδράσεων μικροβιακής ανάπτυξης με βάση τη θερμοδυναμική. Κινητική ενζυμικών αντιδράσεων και αντιδράσεων μικροβιακής ανάπτυξης. Ισοζύγια μάζας σε αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας (ιδανικούς και μη ιδανικούς). Παρουσίαση μοντέλων σε μορφή πίνακα.
  2. Μοντέλο αναερόβιας χώνευσης (ADM1). Βήματα της αναερόβιας χώνευσης που λαμβάνει υπόψη το μοντέλο-πλαίσιο ADM1. Ρυθμοί ανάπτυξης, παρεμπόδισης, αλληλοεπιδράσεις. Φυσικοχημικές και μικροβιακές διεργασίες του μοντέλου. Απλούστευση μοντέλων (ρυθμο-περιοριστικό βήμα, ανάλυση διαταραχών).
  3. Εισαγωγή στο λογισμικό Aquasim. Εφαρμογή σε απλά μοντέλα. Βιοδιεργασίες ενός ή δύο βημάτων που λαμβάνουν χώρα σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου ή συνεχούς λειτουργίας με ανάμειξη ή αντιδραστήρων στη σειρά. Διαδικασία προσομοίωσης στο aquasim και εκτίμηση παραμέτρων. Απεικόνιση αποτελεσμάτων.
  4. Εφαρμογή του μοντέλου αναερόβιας χώνευσης στην πλατφόρμα του Aquasim και προσομοίωση αναερόβιων διεργασιών (προσομοίωση αναερόβιας χώνευσης αποβλήτων ελαιοτριβείου, αστικής ιλύος).
  5. Εισαγωγή στα συστήματα ελέγχου για τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Αρχιτεκτονική των συστημάτων, αλγόριθμοι ελέγχου, μεθοδολογίες υπολογισμού χειριζόμενης μεταβλητής, ανατροφοδότηση, προσωτροφοδότηση. Είδη ελέγχου (P, I, PI, PID).
  6. Κλιμακωτός έλεγχος, προσαρμοστικός έλεγχος, επιλογή των καθορισμένων σημείων. Περιγραφή των στοιχείων των συστημάτων αυτόματου ελέγχου.
  7. Παραδείγματα. Αυτόματος έλεγχος απομάκρυνσης Α΄ ιλύος. Στρατηγικές ελέγχου ανακυκλοφορίας ιλύος και περίσσειας ιλύος. Έλεγχος της αφαίρεσης αζώτου σε προ-απονιτροποιητικά συστήματα. Έλεγχος του αερισμού. Αυτοματισμός διεργασιών στους πιλοτικούς βιολογικούς αντιδραστήρες του εργαστηρίου διαχείρισης και τεχνολογίας υγρών αποβλήτων.
  8. Προσομοίωση αερόβιων βιολογικών διεργασιών. Περιπλοκότητα των βιολογικών διεργασιών, χρησιμότητα προσομοίωσης. Διάταξη των μαθηματικών εξισώσεων τύπου πίνακα, συστατικά και αντιδράσεις. Εφαρμογές δυναμικής προσομοίωσης βιολογικών διεργασιών.
  9. Παρουσίαση και εκμάθηση του προγράμματος προσομοίωσης STOAT. Στοιχεία και υλικά που χρησιμοποιούνται από το STOAT. Μαθηματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται για τις διάφορες διεργασίες. Οδηγίες για την βαθμονόμηση. Ανάλυση ευαισθησίας.
  10. Παραδείγματα σχεδιασμού και βελτιστοποίησης της λειτουργίας μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Προσομοίωση συστημάτων ενεργού ιλύος για την αφαίρεση άνθρακα και θρεπτικών (προτεταμένη απονιτροποίηση, κυκλικές διεργασίες, SBR).
  11. Τεχνικές παρακολούθησης αναερόβιων αντιδραστήρων. Μετρήσιμες μεταβλητές σε αναερόβιους αντιδραστήρες στη στερεά, υγρή και αέρια φάση και δυνατότητα αξιοποίησης τους σε συστήματα ρύθμισης.
  12. Ρύθμιση αναερόβιων αντιδραστήρων. Συστήματα ρύθμισης μεταβλητών σε καθορισμένη τιμή – set point control, συστήματα βελτιστοποίησης αναερόβιων αντιδραστήρων, σύνθετα συστήματα ρύθμισης τύπου κλιμακωτού ελέγχου, εμπειρικά συστήματα – expert systems
  13. Διαγράμματα φάσεων δυναμικών συστημάτων μέσω διάφορων λογισμικών (Maple excel). Ερμηνεία διαγραμμάτων φάσεων. Ευστάθεια συστημάτων ανοιχτού και κλειστού βρόγχου.