2. Головна
  3. АРХІВ НОМЕРІВ
  4. 2026 рік
  5. Том 48, № 3 (2026)
  6. c. 66-78

Дослідження та оптимізація параметрів регулювання витрат стічних вод для підвищення ефективності біологічного очищення за умов нерівномірного навантаження системи очистки

А.П. Cафоник, д-р техн. наук,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
orcid.org/0000-0002-5020-9051
І.М. Таргоній, канд. техн. наук
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
orcid.org/0000-0002-0811-952X
Національний університет водного господарства та природокористування
Україна, 33028, Рівне, вул. Соборна 11

https://doi.org/10.15407/elmodel.48.03.066

Èlektron. model. 2026, 48(3):66-78

Дата надходження статті: 31.10.2025;
дата прийняття статті до друку після рецензування: 12.02.2026;
дата публікації (оприлюднення) статті: 28.05.2026

BY

А.П. Cафоник, І.М. Таргоній, 2026
Стаття поширюється на умовах ліцензії відкритого доступу CC BY 4.0

Повний текст: PDF

АНОТАЦІЯ

Розглянуто процес оптимізації системи регулювання витрат стічних вод у біореакторі, що використовується в процесі біологічного очищення води. Актуальність дослідження зу­мовлена необхідністю підвищення ефективності роботи очисних споруд, оскільки від якості очищення стічних вод залежить екологічна безпека навколишнього середовища та здоров’я населення. Метою дослідження є оптимізація процесу подачі стічних вод у біо­реактор для забезпечення максимальної ефективності біологічного очищення за ра­хунок підтримання оптимальних умов існування мікроорганізмів. Розроблено та реалі­зовано систему автоматичного регулювання витрат стічних вод із використанням ПІД-регуля­то­ра на базі контролера Siemens Simatic S7-1200, частотного перетворювача SEW-Eurodrive MC07B0030-5A3-4-00, насоса VEM MOTORS K21R 100 L4 та датчика витрат Endress+ Hauser. Для візуалізації та налаштування процесу застосовано панель оператора Weintek MT8071iE. Проведено моделювання процесу регулювання в середовищі Matlab/ Simulink для визначення оптимальних параметрів ПІД-регулятора (Kp, Ki, Kd). Впро­ваджено отри­мані налаштування в реальну систему. Отримано порівняльні результати роботи неопти­мізованої та оптимізованої систем.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

очищення стічних вод, біореактор, ПІД-регулятор, автоматизація, Matlab, оптимізація, Simatic S7-1200, Weintek, SEW-Eurodrive.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Сафоник А.П., Клепач М.І., Таргоній І.М. Дослідження та автоматизація реакторів біологічного очищення стоків при контролі концентрації кисню. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2017. № 3(42). С. 192—197.
  2. Хоружій, С., Недашковський, І., & Прокопенко, І. (2023). Інтенсифікація процесів біологічного очищення стічних вод. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки, № 45, 88—99.
  3. Safonyk A., Targoniy I., Bomba A. Development of an automated decision support system for the process of biological wastewater treatment. Computer Science and Information Technologies: proceedings of the XII international scientific and technical conference. Ukraine. Lviv. 2017. Vol. 1. P. 71—75.
  4. Грицина О.О. Дослідження температурних режимів очищення муніципальних стіч­них вод міста Рівне / О.О. Грицина, В.А. Волощук // Проблеми водопостачання, водо­відведення та гідравліки : наук.-техн. зб. / Київ. нац. ун-т буд-ва і архіт.; гол. ред. А.М. Кравчук. Київ : КНУБА, 2017. Вип. 28. С. 120—128.
  5. Dai, H.Z., Huang, M.J., Li, C., & Zhang, Y.N. (2013). Research of the Dissolved Oxygen Intelligent Control System in the Aeration System of Wastewater Treatment. In Applied Mechanics and Materials (Vols. 433—435, pp. 1136—1140). Trans Tech Publications, Ltd. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.433-435.1136
  6. Manzanares-Maldonado, A., Rivera-Gallego, A., & Camacho-Gomez, C. (2025). Modeling, simulation, і control dissolved oxygen in activated sludge wastewater treatment via PID controller: Reducing energy costs. DYNA. Vol. 100 No. 4. https://doi.org/10.52152/D11391
  7. Figueroa-Bados, J.S., & Platero Morejon, I.Y. (2020). Design of PID control system for wastewater treatment plant. Revista de Investigación e Innovación Agropecuaria y Recursos Naturales. https://doi.org/10.1109/RCAE51546.2020.9294199
  8. Xianjun Du, Junlu Wang, Veeriah Jegatheesan, Guohua Shi. Research on Dissolved Oxygen Intelligent Control System в Aeration System of Wastewater Treatment. Applied Mechanics and Materials, 2018, 8(2), 261.

САФОНИК Андрій Петрович, д-р техн. наук, професор, професор кафедри автомати­зації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій навчально-наукового інституту автоматики, кібернетики та обчислюваної техніки Національного універси­тету водного господарства та природокористування. В 2004 р. закінчив Рівненський державний гуманітарний університет. Область наукових досліджень — моделювання та автоматизація природніх, технологічних і техногенних процесів та систем.

ТАРГОНІЙ Іван Миколайович, канд. техн. наук, ст. викладач кафедри автоматизації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій навчально-наукового інститу­ту автоматики, кібернетики та обчислюваної техніки Національного університету водного господарства та природокористування, котрий закінчив в 2015 р. Область наукових до­сліджень — системи очистки води їх проектування, моделювання та автоматизація.