Safety in Technosphere Safety in Technosphere Безопасность в техносфере 1998-071X 16494 10.12737/article_5901928bac1f44.76816878 Контроль и мониторинг Control and monitoring Контроль и мониторинг Wastewaters Pollution Control Using Two-Frequency Laser Sounding Контроль загрязнений сточных вод с использованием двухчастотного лазерного зондирования Алексеев В. А. Alekseev V. A. alekseevv@istu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Усольцев В. П. Usol'cev V. P.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Юран С. И. Yuran S. I.

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Russian Federation Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Izhevsk State Technical University named after M. T. Kalashnikov Russian Federation Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова Россия Izhevsk State Technical University named after M. T. Kalashnikov Russian Federation 6 1 3 9 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/16494/view

Рассмотрены оптические методы анализа неоднородных жидких сред, исследованы корреляционно-функциональные связи между оптической плотностью и параметрами, характеризующими вид, содержание и уровень загрязнения промышленных сточных вод. Показаны основные тенденции в развитии технологии и аппаратуры оптоэлектронного контроля загрязнения сточных вод промышленных предприятий. Аппроксимация спектров излучения и поглощения источника и приемника оптического излучения с использованием известной функции Лапласа позволяет провести расчеты по выбору согласованных параметров оптических пар для двухчастотного оптического контроля и в результате повысить достоверность идентификации вида и степени загрязнения сточных вод и промышленных стоков по сравнению с использованием одного источника излучения. Способ двухчастотного лазерного зондирования загрязнений отличается улучшенными характеристиками контроля по сравнению с предложенными в патентах и научно-технической литературе.

Optical methods for analysis of non-uniform liquid mediums have been considered, correlational and functional connections between the optical density and parameters characterizing industrial wastewaters’ type, content and pollution level have been investigated. Have been demonstrated main tendencies related to development of technology and equipment for optoelectronic control of industrial wastewaters’ pollution. Approximation of emission and absorption spectra for optical radiation’s emitter and receiver using the known Laplace function allows carry out calculations for a choice of optical couples’ coordinated parameters for two-frequency optical control, and as a result to increase reliability of identification for a type and degree of pollution for wastewaters and industrial effluents in comparison with use of one emission source. The method of pollution two-frequency laser sounding differs in improved control characteristics compared with the ones offered in patents, as well as in scientific and technical literature.

 контроль загрязнений лазерное зондирование сточные воды. pollution control laser sounding wastewaters.

1. ВведениеСтепень вредности сточных вод зависит от токсичности загрязняющих их веществ. Чтобы определить состав сточных вод, проводится множество различных анализов, как химических, так и санитарно-бактериологических [1, 2].

Воронов Ю. В., Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов. - М.: АСВ, 2006. - 704 с. Voronov Yu.V., Yakovlev S. V. Vodootvedenie i ochistka stochnykh vod [Waste water treatment and treatment]. Moscow, ASV Publ., 2006. 704 p. (in Russian) Яковлев С. В., Губий И. Г., Павлинова И. И. Комплексное использование водных ресурсов / Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2008. -383 c. Yakovlev S. V., Gubiy I. G., Pavlinova I. I. Kompleksnoe ispol’zovanie vodnykh resursov [Integrated use of water resources]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2008. 383 p. (in Russian) Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды: Учеб. пособие для вузов / В. И. Козинцев, В. М. Орлов, М. Л. Белов и др. / Под ред. В. Н. Рождествина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 528 с. Kozintsev V. I., Orlov V. M., Belov M. L. Optiko-elektronnye sistemy ekologicheskogo monitoringa prirodnoy sredy [Optoelectronic systems for environmental monitoring of the natural environment]. Moscow, MGTU im. N. E. Baumana Publ., 2002. 528 p. (in Russian) Идентификация вида и степени загрязнений сточных вод в технологическом процессе промышленного производства / В. А. Алексеев, В. П. Усольцев, С. И. Юран и др. // Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. 2015. № 4. С. 107-121. DOI10.15593/2409-5125.04.08 Alekseev V. A., Usol’tsev V.P., Yuran S. I. Identifikatsiya vida i stepeni zagryazneniy stochnykh vod v tekhnologicheskom protsesse promyshlennogo proizvodstva [Identification of the type and degree of contamination of sewage in the technological process of industrial production]. Vestnik PNIPU. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika [Herald of the PNIPU. Applied ecology. Urbanistics]. 2015, I. 4, pp.107-121. DOI10.15593/2409-5125.04.08 (in Russian) Патент № 153362 на полезную модель. МПК G01N15/06. Устройство устранения аварийного выброса / Алексеев В. А., Девятов Н.А, Юран С. И., Усольцев В. П. - Заявка на полезную модель 2014141487. Дата подачи заявки: 14.10.2014. Опубликовано: 20.07.2015. Бюл. № 20. Alekseev V. A., Devyatov N.A, Yuran S. I., Usol’tsev V. P. Patent № 153362 na poleznuyu model’. MPK G01N15/06. Ustroystvo ustraneniya avariynogo vybrosa [Patent No. 153362 for utility model. IPC G01N15/06. Device for elimination of emergency emissions]. 2015, I. 20. Справочник технолога-оптика / М. А. Окатов, Э. А. Антонов, А. Байгожин и др. / Под ред. М. А. Окатова. - СПб.: Политехника, 2004. - 679 с. Okatov M. A., Antonov E. A., Baygozhin A. Spravochnik tekhnologa-optika [Handbook of the technologist-optics]. St. Petersburg, Politekhnika Publ., 2004. 679 p. (in Russian) Моделирование распространения светового импульса в случайно-неоднородной среде / В. Л. Кузьмин, В. П. Романов, С. В. Кожевников и др. // Оптика и спектроскопия. 2006. Т. 100, № 5. C. 833-841. Kuz’min V.L., Romanov V. P., Kozhevnikov S. V. Modelirovanie rasprostraneniya svetovogo impul’sa v sluchayno-neodnorodnoy srede [Modeling the propagation of a light pulse in a randomly inhomogeneous medium]. Optika i spektroskopiya [Optics and spectroscopy]. 2006, V. 100, I. 5, pp. 833-841. (in Russian) Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. Учеб. пособие для втузов. -2-е изд., стер. - M.: Высшая школа, 2000. - 480 с. Venttsel’ E.S., Ovcharov L. A. Teoriya veroyatnostey i ee inzhenernye prilozheniya [Theory of probability and its engineering applications]. Moscow, Vyssh. shk. Publ., 2000. 480 p. (in Russian) Niemz M. H. Laser - Tissue Interactions: Fundamentals and Applications. - Berlin: Springer, 1996. - 302 p. Niemz M. H. Laser - Tissue Interactions: Fundamentals and Applications. - Berlin: Springer, 1996. - 302 p. Евдокимов И. Н., Лосев А. П. Применение УФ-видимой абсорбционной спектроскопии для описания природных нефтей // Нефтегазовое дело. Электронный научный журнал. 2007. № 1. URL: http://ogbus.ru/ Evdokimov I. N., Losev A. P. Primenenie UF-vidimoy absorbtsionnoy spektroskopii dlya opisaniya prirodnykh neftey [Visible Absorption Spectroscopy for Descriptions of Natural Oils]. Neftegazovoe delo. Elektronnyy nauchnyy zhurnal [Oil and Gas. Electronic scientific journal]. 2007, I. 1. Available at: http://ogbus.ru/ (in Russian) Алексеев В. А., Усольцев В. П., Юран С. И. Автоматизированное управление аварийными сбросами в системах очистки сточных вод // Интеллектуальные системы в производстве. 2015. № 1(25). - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2015. С. 133-139. Alekseev V. A., Usol’tsev V.P., Yuran S. I. Avtomatizirovannoe upravlenie avariynymi sbrosami v sistemakh ochistki stochnykh vod [Automated management of emergency discharges in wastewater treatment systems]. Intellektual’nye sistemy v proizvodstve [Intellectual systems in production]. 2015, I. 1(25). Izhevsk: IzhGTU Publ., 2015, pp. 133-139. (in Russian) Алексеев В. А., Усольцев В. П., Юран С. И. Обобщенная вероятностная математическая модель поступления сточных вод на очистные сооружения при залповых сбросах // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 1(23). Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2014. С. 108-113. Alekseev V. A., Usol’tsev V.P., Yuran S. I. Obobshchennaya veroyatnostnaya matematicheskaya model’ postupleniya stochnykh vod na ochistnye sooruzheniya pri zalpovykh sbrosakh [Generalized probabilistic mathematical model of sewage water supply to sewage treatment plants at volley discharges]. Intellektual’nye sistemy v proizvodstve [Intellectual systems in production]. 2014, I. 1(23). Izhevsk: IzhGTU Publ., 2014, pp. 108-113. (in Russian)