PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Technologické výpočty a modelování - N217013
Anglický název: Technological Calculations and Mathematical Modelling in Wastewater Treatment
Zajišťuje: Ústav technologie vody a prostředí (217)
Platnost: od 2013
Semestr: zimní
Body: zimní s.:3
E-Kredity: zimní s.:3
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:1/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 20 / 20 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Wanner Jiří prof. Ing. DrSc.
Pečenka Martin Ing. Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Pečenka Martin Ing. Ph.D. (13.11.2012)
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.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pečenka Martin Ing. Ph.D. (13.11.2012)

Studenti budou umět:

Získat potřebná data pro vytvoření funkčního matematického modelu

Základní kroky při sestavování maticového zápisu modelu IAWQ/IWA

Vytvořit, validovat a verifikovat matematický model čistírny odpadních vod s odstraňováním dusíku a fosforu v programu ASIM 4.2.0

Literatura -
Poslední úprava: Bindzar Jan Ing. Ph.D. (04.06.2017)

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

Studijní opory -
Poslední úprava: Wanner Jiří prof. Ing. DrSc. (02.08.2013)

http://web.vscht.cz/pecenkam/

Sylabus -
Poslední úprava: Pečenka Martin Ing. Ph.D. (13.11.2012)

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

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Wanner Jiří prof. Ing. DrSc. (02.08.2013)

Biologické čištění odpadních vod

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Konzultace s vyučujícími 0,4 10
Účast na přednáškách 0,5 14
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 0,6 17
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 29
Účast na seminářích 0,5 14
3 / 3 84 / 84
Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 30
Průběžné a zápočtové testy 20
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha