AUTOMATED SYSTEM FOR ELIMINATING EMERGENCY DISCHARGES OF AGRICULTURAL ENTERPRISES
Authors: Гусенников Е.Н. , Юран С.И. , Усольцев В. П. 
Published: September 2024

Целью работы является создание универсальной и масштабируемой автоматизированной системы устранения аварийных сбросов различных предприятий, в том числе и предприятий АПК. Обоснована необходимость введения в конструкцию системы дополнительных отводов от основной трубы со специализированными фильтрами на конкретные загрязняющие вещества, которые могут оказаться в водной среде в результате аварийного сброса предприятия. Необходимость введения в схему установки дополнительных отводов со специализированными фильтрами на их выходе объясняется возможностью продления срока службы основного дорогостоящего очистительного фильтра, который, как правило, не предназначен для фильтрации ряда аварийных сбросов. В качестве основного механизма распределения по отводящим трубопроводам жидкости, проходящей по сточной трубе, используется вращающаяся вокруг своей оси заслонка в виде цилиндрического распределителя потока, размещенного в месте разветвления трубы на четыре трубопровода. В измерительной части системы используются оптоэлектронные датчики, настроенные на возможные загрязняющие вещества, которые могут попасть в водную среду от конкретного предприятия. Установка позволяет автоматически контролировать изменение оптической плотности водной среды, протекающей по трубопроводу, и в случае обнаружения загрязнения в виде аварийных сбросов изменять положение заслонки для отвода загрязненной воды для дополнительной фильтрации или в отстойник. Разработаны алгоритм и электрическая схема автоматизированной системы на базе микроконтроллера. Использование системы позволяет снизить риск загрязнения окружающей среды, продлить срок службы общего дорогостоящего фильтра очистки и уменьшить степень участия обслуживающего персонала при слежении за загрязнениями в системе сточных вод предприятия. Расчеты показали, что вероятность применения необоснованных экологических санкций снижается на 10 %, а относительная погрешность нанесения невозместимого вреда окружающей среде снижается в 2 раза.

The aim of the work is to create a universal and scalable automated system for eliminating emergency discharges of various enterprises, including enterprises of agricultural business. The necessity of introducing additional taps from the main pipe with specialized filters for specific pollutants that may be found in the aquatic environment as a result of an emergency discharge of the enterprise is justified. The need to introduce additional taps with specialized filters at their outlet into the installation scheme is explained by the possibility of extending the service life of the main expensive cleaning filter, which, as a rule, is not designed to filter a number of emergency discharges. A damper valve rotating around its axis in the form of a cylindrical flow distributor located at the point where the pipe branches into four pipelines is used as the main mechanism for distributing liquid passing through the drain pipe. The measuring mechanism of the system uses optoelectronic sensors tuned to possible pollutants that may enter the aquatic environment from a particular enterprise. The installation offers the possibility to control automatically changes in the optical density of the aqueous medium flowing through the pipeline, and in case of contamination in the form of emergency discharges, change the position of the damper to drain contaminated water for additional filtration or into a storage. An algorithm and an electrical circuit of an automated system based on a microcontroller have been developed. This system reduces the risk of environmental pollution, extends the service life of a common expensive cleaning filter and reduces the degree of participation of service personnel in monitoring pollution in the wastewater system of the enterprise. Calculations have shown that the probability of applying unjustified environmental sanctions is reduced by 10 %, and the relative error of causing irreparable harm to the environment is reduced in half.