KOMPUTEROWE PROGNOZOWANIE TRYBÓW TECHNOLOGICZNYCH SZYBKICH STOŻKOWYCH FILTRÓW ADSORPCYJNYCH Z CHEMICZNĄ REGENERACJĄ JEDNORODNYCH POROWATYCH OBCIĄŻEŃ

Andrii Bomba


National University of Water and Environmental Engineering, Dept. of Applied Mathematics, Rivne, Ukraine (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0001-5528-4192

Yurii Klymyuk

klimyuk@ukr.net
National University of Water and Environmental Engineering, Department of Applied Mathematics (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0003-3672-8469

Ihor Prysіazhnіuk


Rivne State University of Humanities, Dept. of Hanging Mathematics, Rivne, Ukraine. (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0003-4531-1788

Abstrakt

Sformułowano matematyczne modele do prognozowania trybów technologicznych filtracji (oczyszczanie wody z obecnych zanieczyszczeń), płukania wstecznego, regeneracji chemicznej i bezpośredniego przemywania szybkich stożkowych adsorpcyjnych filtrów z uwzględnieniem wpływu temperatury na kinetykę wewnętrznego przenoszenia masy przy zachowaniu stałych prędkości odpowiednich trybów. Opracowano się algorytmy numerycznie asymptotycznych aproksymacji rozwiązań odpowiadających problemów nieliniowych pojedynczo zaburzonych brzegowych dla domeny modelu o kształcie stożka, ograniczonej dwiema powierzchniami ekwipotencjalnymi i powierzchnią przepływu. Proponowane modele w kompleksie pozwalają na prowadzenie eksperymentów komputerowych w celu zbadania zmiany stężeń zanieczyszczeń w strumieniu filtracyjnym i na powierzchni adsorbentu obciążającego, temperatury przepływu filtracji, współczynnika filtracji oraz porowatości czynnej wzdłuż wysokości filtra ze względu na procesy adsorpcji i desorpcji, na ich podstawie przewidzieć bardziej optymalne zastosowania adsorbentów i wydłużenia czasu ochronnego szybkich stożkowych filtrów adsorpcyjnych z chemiczną regeneracją jednorodnych porowatych obciążen.


Słowa kluczowe:

model matematyczny, proces oczyszczania wody, adsorpcja, szybki stożkowy filtr, regeneracja chemiczna, jednorodne porowate obciążenie

Bomba A. Ya., Klymiuk Yu. Ye.: Mathematical modeling of spatial singular-perturbed filtration-convection-diffusion processes. TzOV firma "Assol", Rivne 2014.
  Google Scholar

Bomba A. Ya., Prysiazhniuk I. M., Prysiazhniuk O. V.: Methods of perturbation theory for predicting heat transfer processes in porous and microporous media. O. Zen, Rivne 2017.
  Google Scholar

Bomba A. Ya., Safonyk A. P.: Modeling of nonlinearly perturbed processes of purification of liquids from multicomponent contaminants. NUVHP, Rivne 2017.
  Google Scholar

Edzwald J.: Water Quality & Treatment. A Handbook on Drinking Water, McGraw-Hill Professional, 2010.
  Google Scholar

Heikkinen M., Poutiainen H., Liukkonen M., Heikkinen T., Hiltunen Y.: Self-organizing maps in the analysis of an industrial wastewater treatment process. Mathematics and Computers in Simulation 82(3), 2011, 450–459.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matcom.2010.10.021   Google Scholar

Hendricks D. W.: Fundamentals of water treatment unit processes: physical, chemical, and biological. CRC Press, Boca Raton 2011.
  Google Scholar

Ives K. J.: Deep-bed water filters. New developments. Filtr. and Separ. 6(1), 1969, 42–48.
  Google Scholar

Kalteh A. M., Hjorth P., Berndtsson R.: Review of the self-organizing map (SOM) approach in water resources: analysis, modelling and application. Environmental Modelling and Software 23(7), 2008, 835–845.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2007.10.001   Google Scholar

Klimjuk Ju. Je.: Construction of filtration fields for rapid filters conical shape with homogeneous porous loads. Proceedings of II International scientific conference “World Science in 2016: Results”. Lulu Press, Morrisville 2017, 95–99.
  Google Scholar

Klimjuk Ju. Je.: Prediction of changes in the characteristics of filter materials in rapid cone-shaped waterpurifying filters. Innovative solutions in modern science 8(27), 2018, 72–84.
  Google Scholar

Nevzorova A.B.: Fundamentals of automation of water supply and sanitation. UO BelGUT, Gomel 2005.
  Google Scholar

Maleki A., Pajootan E., Hayati B.: Ethyl acrylate grafted chitosan for heavy metal removal from wastewater: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 51(0), 2015, 127–134.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.01.004   Google Scholar

Maier H. R., Dandy G. C.: Neural networks for the prediction and forecasting of water resources variables: a review of modelling issues and applications. Environmental Modelling and Software 15(1), 2000, 101–124.
DOI: https://doi.org/10.1016/S1364-8152(99)00007-9   Google Scholar

Makarevich N. A., Bogdanovich N. I.: The theoretical basis of adsorption. SAFU, Arkhangelsk 2015.
  Google Scholar

Mincz D. M.: Theoretical foundations of water purification technology. Strojizdat, Moscow 1964.
  Google Scholar

Safonyk A. P.: Modelling the filtration processes of liquids from multicomponent contamination in the conditions of authentication of mass transfer coefficient. International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences 9, 2015, 189–192.
  Google Scholar

Sakalova H. V., Vasylinych T. M.: Investigation of the efficiency of purification of heavy metal ions from wastewater using natural adsorbents. TOV Tvory, Vinnytsia 2019.
  Google Scholar

Vries D., Bertelkamp C., Schoonenberg Kegel F., Hofs B., Dusseldorp J., Bruins J. H., de Vet W., van den Akker B.: Iron and manganese removal: Recent advances in modelling treatment efficiency by rapid sand filtration. Water Research 109, 2017, 35–45.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.11.032   Google Scholar

Zevi Y., Dewita S., Aghasa A., Dwinandha D.: Removal of Iron and Manganese from Natural Groundwater by Continuous Reactor Using Activated and Natural Mordenite Mineral Adsorption. International IOP Conf. Ser., Earth Environ. Sci, 111, 2018, 012016, 1–7.
DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/111/1/012016   Google Scholar


Opublikowane
2020-12-20

Cited By / Share

Bomba, A., Klymyuk, Y., & Prysіazhnіuk I. (2020). KOMPUTEROWE PROGNOZOWANIE TRYBÓW TECHNOLOGICZNYCH SZYBKICH STOŻKOWYCH FILTRÓW ADSORPCYJNYCH Z CHEMICZNĄ REGENERACJĄ JEDNORODNYCH POROWATYCH OBCIĄŻEŃ. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 10(4), 19–24. https://doi.org/10.35784/iapgos.2107

Autorzy

Andrii Bomba 

National University of Water and Environmental Engineering, Dept. of Applied Mathematics, Rivne, Ukraine Ukraina
http://orcid.org/0000-0001-5528-4192

Autorzy

Yurii Klymyuk 
klimyuk@ukr.net
National University of Water and Environmental Engineering, Department of Applied Mathematics Ukraina
http://orcid.org/0000-0003-3672-8469

Autorzy

Ihor Prysіazhnіuk 

Rivne State University of Humanities, Dept. of Hanging Mathematics, Rivne, Ukraine. Ukraina
http://orcid.org/0000-0003-4531-1788

Statystyki

Abstract views: 255
PDF downloads: 189