МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМИ РЕЖИМАМИ В ПРОЦЕССЕ БИОГАЗОВОГО ТОПЛИВА

Нуржан Булатов; Аида Ахметжанова; Куралай Касымжанова; Сагинтай Елюбаев; Ондасын Оразов

doi:10.26577/EJE208830226

Авторлар

Нуржан Булатов А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-3721-2280 ##orcid.unauthenticated##
Аида Ахметжанова А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан https://orcid.org/0009-0004-9945-042X
Құралай Қасымжанова А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан https://orcid.org/0000-0003-0701-8951
Сағынтай Елюбаев А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-3929-2341
Ондасын Оразов А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-9327-6940

DOI:

https://doi.org/10.26577/EJE208830226

Аңдатпа

Бұл мақала ағынды сулардан органикалық қалдықтарды тиімді өңдеуді анықтау және оңтайлы математикалық модельдеу және мезофильді (35 – 40°C) және термофильді (50 – 55°C) арасындағы температуралық режимдердің ауысуын автоматты басқару алгоритмін білдіру арқылы сапалы биогаз отынын алу, ағынды сулардан анаэробты ашыту (ас) кезінде зерттеу болып табылады. Метан шығатын шағын биогаз қондырғысының өнімділігі тәулігіне 10 м³. Анаэробты ашыту үшін қалалық кәріз желісіне қосыла отырып, Көкшетау қаласында (Қазақстан) құрылысқа орналастырылған тазарту құрылысынан (ОСВ) бастапқы және қайталама қалдықтар қоспасы бар субстрат қолданылады. Бұл субстрат 2500 ÷ 3000 мг/л HDL көрсеткіштеріне ие және құрамында құрғақ заттың 60-80% органикалық заттар бар. Кинетикалық модель температура (Моно-Аррениус), рН, бос аммиак (NH₃) және ұшпа май қышқылдары (LFK) сияқты төрт тәуелсіз ингибиторлық функцияларды қосумен құрылған. Басқару алгоритмі басымдықтың бес деңгейімен, салқындату кезеңі 15 тәулікпен, температураның өзгеру қарқыны 5 тәулікпен жүзеге асырылады. Алынған нәтижелер осы (нормаларға 100% сәйкестік көрсеткіштерімен 34 критерий бойынша тексерілді. Биогаз қондырғысы осы өнімділікпен 1,5 – 2 кВт мезофильді режимде электр қуатын өндіруді қамтамасыз етті және термофильді режимде 33% өсіммен 2,4 кВт-қа жетті. Осы алгоритм бойынша жұмыс істеу кезінде ақуыз азотының мөлшері жоғары субстраттың тұндырылуы аммиакпен тежелудің уақтылы алдын алуды қамтамасыз етеді және сол арқылы сапалы метанның шығуымен биогаз қондырғыларының үздіксіз және біркелкі жұмысын қамтамасыз етеді.

Түйін сөздер: анаэробты ашыту, ағынды сулардың жауын-шашыны, термофильді режим, мезофильді режим, сапалы биогаз, математикалық модельдеу, автоматты басқару, ұшпа май қышқылдары, аммиак, биогаз қондырғысы.

Автор өмірбаяндары

Нуржан Булатов, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан

техника ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор, "Көлікті пайдалану, жүк тасымалдау мен қозғалысты ұйымдастыру, және кәсіптік білім беру" кафедрасының профессоры, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті (Көкшетау, Қазақстан, e-mail: nurzhanbulatov@gmail.com)
Аида Ахметжанова, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан

Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің "Қоршаған ортаны қорғау саласындағы басқару және инжиниринг" кафедрасының докторанты (Астана, Қазақстан, e-mail: jnkt@mail.ru)
Құралай Қасымжанова, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан

техника ғылымдарының кандидаты, "Көлікті пайдалану, жүк тасымалдау мен қозғалысты ұйымдастыру, және кәсіптік білім беру" кафедрасының доценті, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті (Көкшетау, Қазақстан, e-mail: kasymzanovakuralaj2@gmail.com)
Сағынтай Елюбаев, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан

ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы, профессор, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университетінің ректоры (Көкшетау, Қазақстан, e-mail: kuam-kokchetau@mail.ru)
Ондасын Оразов, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау, Қазақстан

ғылым магистрі, аға оқытушы, "Көлікті пайдалану, жүк тасымалдау мен қозғалысты ұйымдастыру, және кәсіптік білім беру" кафедрасының аға оқытушысы, А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университеті (Көкшетау, Қазақстан, e-mail: orazovondasin@gmail.com)