نام محصول : بررسی کنترل PH پساب صنعتی بروش کنترل فازی

فرمت :word

حجم : 1.6 مگابایت

تعداد صفحات : 42

زبان : فارسی

سال گردآوری : 1396

کنترل PH نقش مهمی در بسیاری از واحدهای صنعتی مدرن با توجه به مقررات زیست محیطی سخت، ایفا می کند[5].  کنترل PH در بسیاری از صنایع فرآیند های شیمیایی و بیوتکنولوژی، به ویژه در تاسیسات تصفیه خانه فاضلاب و فرآیندهای تخمیر بسیار مهم است. بسیاری از فرآیندها، ویژگی های بسیار بسیار غیر خطی و متغیر با زمان در پاسخ PH نشان می دهند، از آنجا که افزایش آنها می تواند چند صد بار بیش از یک محدوده pH کوچک را تغییر دهد. بین این فرآیندها، کنترل PH در خنثی سازی پساب صنعتی اغلب مورد توجه است[6].

درمراحل پساب های صنعتی بعد ازواحدخنثی سازی واحد بیولیژیکی قراردارد که درآن تجزیه مواد آلی بوسیله میکروارگانیزمها صورت میگیرد. این میکروارگانیزمها به PH  مایع حساس هستند .  بنابراین برای زنده ماندن این میکروارگانیزمها ph باید درمحدوده  استاندارد قرار گیرد و کنترل  شود . بنابراین پساب خروچی از واحد تصویه پساب باید ph  ای قابل قبول داشته باشد که به محیط و بشر لطمه وارد نکند. معمولا  محدود قابل قبول 6تا8 میباشد. بنابراین خنثی سازی ph بسیارحیاتی میباشد . [10]. بخاطر خاصیبت غیرخطی شدید  ph و همین متغیربازمان بودن آن کنترل مقدار ph مشکل است. روش های کنترل سنتی بیشتر جهت کنترل های خطی مورد استفاده قرارمیگیرند و توانایی کنترل مطلوب پروسه های غیر خطی متغیربازمان را ندارند.

نمودار تیتراسیون موضوع غیرخطی بودن فرایند ph  رانشان میدهد[10]. همانطورکه مشاهده میشود در محدوده ای مقدارتغییر کمی درورودی باعث تغییر شدید درمقدارph میشود این تغییرات شدید نزدیک به ph=7 اتفاق میافتد.

روشهای کنترل ph

درواحد های خنثی سازی ازدیدگاه فرایندی دونوع کنترل وجود دارد.  1- batch2-continuous

درروش batch پساب وارد یک حوضچه شده و باتزریق اسید وباز مقدار  PH را کنترل میکنند . بخاطر زمان زیاد معمولا میتوان کنترل نسبی مناسبی ایجاد کرد درروش پیوسته پساب از یک طرف وارد مخزن شده وازطرف دیگرمخزن خارج میشود و سنسورهای اندازه گیری  PHدایما مقادیر را اندازه گیری میکنند وبه سیستم کنترل میفرستند سیستم کنترل باید به موقع مقدار مناسب اسیدیته یا قلیائیت راجهت دررنج قراردادن  PH به پساب تزریق کند. بخاطرزمان کم درروش کنترل پیوسته کنترلر باید مقداربسیاردقیقی از اسید و باز را به سیستم تزریق کند تا ph درمحدوده موردنظر قرار گیرد . طبق نمودار تیتراسیون گین کنترلر باتوجه به هرمحدوده مقدارخاصی است ووقتی ست پوینت تغییر میکند بخاطر تغییر گین نوسانات شدیدی ایجاد میشود. مشکل بعد تغییرات شدید شرایط پساب ورودی نیز ایجاد میشود که این تغییرات شامل مقدار دبی وغلظت  میباشد و کنترلر باتوجه به این شرایط  باید عکس العمل مناسب را بروز دهد.  این تغییرات شدید باعث تغییرات زیاد گین و ثابت زمانی خواهد شد ودرنتیجه طراحی سیستم کنترل را بامشکل روبروخواهد کرد. برای چنین سیستمهایی کنترل بروش کنترلرهای سنتی مشکل خواهد بود. به عبارتی دیگر سیستم کنترل فازی قادر به حل این مشکل خواهد بود.

1-2-واحد خنثی سازی

هدف ازاین واحد نگه داشتن مقدار  phدریک محدوده خاص هست که معمولا حدود 7 میباشد .  برای اینکار یک راکتورتانک همزن دار پیوسته (CSTR) درنطر گرفته میشود. برحسب مقدار PH  مایعی که قراراست خنثی شود (که بوسیله سنسورPH دریافت میشود) اسید و باز به محلول (پساب) اضافه میشود تا محلول خنثی بدست بیاید.

کنترل فازی

2-1-تعریف سیستم‌های فازی و انواع آن

کلمه فازی در فرهنگ لغت به صورت مبهم، گنگ و نا دقیق تعریف شده است.  بنابراین نظریه‌ای است برای اقدام در شرایط عدم اطمینان؛ این نظریه قادر است بسیاری از مفاهیم و متغیر‌ها و سیستم‌هایی را که نادقیق هستند، صورت‌بندی ریاضی ببخشد و زمینه را برای استدلال، استنتاج، کنترل و تصمیم‌گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم آورد. دنیای واقعی ما بسیار پیچیده‌تر از آن است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای آن به دست آورد؛ بنابراین باید برای یک مدل، توصیف تقریبی یا همان فازی که قابل قبول و قابل تجزیه و تحلیل باشد معرفی شود.  سیستم‌های فازی، سیستم‌های مبتنی بر دانش یا قواعد می‌باشند؛ قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش است که از قواعد اگر ـ آنگاه فازی تشکیل شده است . یک قاعده اگر ـ آنگاه فازی، یک عبارت اگر ـ آنگاه است که بعضی کلمات آن به وسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شده‌اند. مثلا

اگر  phبالاتر از8  وکمتر از 9هست شیر اسید را کمی باز کن.

اگر  phبالاتر از9  وکمتر از 10هست شیر اسید را زیاد باز کن.

اگر  phبالاتر از5  وکمتر از 6هست شیر باز را کمی باز کن.

کلمات «زیاد» و «کم» ومحدودها به وسیله توابع تعلق مشخص شده‌اند؛ توضیحات کامل در شکل ارائه شده است.

به طور خلاصه، نقطه شروع ساخت یک سیستم فازی به دست آوردن مجموعه‌ای از قواعد اگر ـ آنگاه فازی از دانش افراد خبره یا دانش حوزه مورد بررسی می‌باشد؛ مرحله بعدی، ترکیب این قواعد در یک سیستم واحد است.  موتور استنتاج فازی، این قواعد را به یک نگاشت از مجموعه‌های فازی در فضای ورودی به مجموعه‌های فازی و در فضای خروجی بر اساس اصول منطق فازی ترکیب می‌کند . مشکل اصلی در رابطه با سیستم‌های فازی خالص این است که ورودی‌ها و خروجی‌های آن مجموعه‌های فازی می‌باشند.  درحالی که در سیستم‌های مهندسی، ورودی‌ها و خروجی‌ها متغیرهایی با مقادیر حقیقی می‌باشند.