Verification of computer application for calculation of household sewage treatment plants

Komputerowe wspomaganie projektowania (ang. CAD - Computer Aided Design), czyli projektowanie przy pomocy komputera jest aktualnie standardem niemalże w każdej z dziedzin nauk inżynierskich. Wszędzie tam, gdzie potrzebne jest szybkie i przede wszystkim dokładne wykonanie projektu, programy typu CAD zaczynają stanowić najczęściej niezastąpioną, "komputerową deskę kreślarską". Po programy takie jak AutoCAD, ArchiCAD czy CATIA coraz częściej sięgają inżynierowie. Słowo "wspomaganie" jest tu jak najbardziej na miejscu. Pojęcie komputerowego wspomagania projektowania nie należy zawężać tylko i wyłącznie do programów umożliwiających stworzenie wirtualnych modeli obiektów dwu czy trójwymiarowych. Można zaryzykować stwierdzenie, iż każda aplikacja pozwalająca na szybsze oraz dokładniejsze zrealizowanie danego projektu może być sklasyfikowana jako komputerowe wspomaganie projektowania. Taki rodzaj projektowania znajduje coraz szersze zastosowanie w Inżynierii Środowiska. Oprócz wspomnianych wcześniej programów typu CAD, służących przede wszystkim do wizualizacji projektu, jest wiele programów znacznie bardziej specjalistycznych o zawężonych, ale zarazem skonkretyzowanych zastosowaniach. W inżynierii sanitarnej i wodnej z dużym powodzeniem mają zastosowanie takie programy jak EPANet, MikeNet, NET czy Kanalia służące do modelowania oraz analizy czy projektowania sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. Inną grupą narzędzi są programy służące do wyliczania parametrów pracy i wymiarowania obiektów oczyszczania ścieków jak na przykład Ekspert Osadu Czynnego, pozwalające zaprojektować część biologiczną oczyszczalni ścieków. Pomimo różnego zastosowania czy przeznaczenia, aplikacje te łączy jedna cecha, a mianowicie funkcjonalność. Wariantowe rozwiązywanie danego zagadnienia wymaga wielokrotnego powtórzenia tych samych obliczeń dla różnych parametrów wejściowych. Tymczasem wykorzystanie programów komputerowych w zakresie np. projektowania przydomowych oczyszczalni ścieków pozwoli wykonać te same obliczenia przy niepomiernie mniejszym nakładzie pracy, krótszym czasie oraz większej niezawodności otrzymywanych wyników. Programy związane z tą tematyką istnieją tylko jako zamknięte aplikacje służące do doboru układu działającego na komponentach jednego producenta. Ich zadaniem jest znalezienie racjonalnego układu, jednak-że bez wyświetlenia bardziej szczegółowych parametrów jego funkcjonowania czy bezpośredniego ingerowania w dane wejściowe. Programy te opierają się na narzuconych z góry założeniach, jak również są mało fleksyjne, jeśli chodzi o możliwość przetestowania i sprawdzenia działania różnorodnych wariantów czy komponentów dla danego urządzenia oraz umieszczenia go w konkretnych warunkach zewnętrznych. Z tego względu podjęto opracowanie oprogramowania mającego na celu usprawnienie, a przede wszystkim skrócenie czasu potrzebnego na zaprojektowanie i modelowanie funkcjonowania przydomowych oczyszczalni ścieków. Program ma za zadanie: zaproponowanie odpowiedniego rodzaju przydomowej oczyszczalni ścieków dla zadanych warunków wejściowych, obliczenie parametrów poszczególnych urządzeń wchodzących w skład przyjętego układu technologicznego, dobór możliwie jak najodpowiedniejszych podzespołów spośród kompo-nentów dostępnych na polskim rynku. Aplikacja ta dotyczy przydomowych oczyszczalni ścieków, jako sposo-bu na osiągnięcie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków wraz z ich odprowadzeniem do wody lub do gruntu, na terenach nie objętych systemem kanalizacyjnym. Unieszkodliwiane ścieki mogą być odprowadzane zarówno z pojedynczych domów, ich skupisk oraz niewielkich obiektów użyteczności publicznej. Program pozwala na obliczenie parametrów pracy, jak również zwymiarowanie urządzeń wchodzących w skład pięciu najczęściej stosowanych w tej tematyce układów technologicznych. Do prawidłowego funkcjonowania aplikacja wymaga od użytkownika podania szeregu zmiennych wejściowych na podstawie, których będzie mógł obliczyć parametry poszczególnych urządzeń. Wartości te są wyliczane na pod-stawie wzorów, zależności i danych tabelarycznych znajdujących się w literatu-rze, jak i normach zamieszczonych na końcu opracowania w bibliografii. Dodatkowo aby podnieść funkcjonalność programu dodana została do niego możliwość doboru rzeczywistych urządzeń oferowanych na polskim rynku. Są one wybierane na podstawie obliczonych teoretycznych parametrów tego urządzenia ze wcześniej sporządzonej bazy danych. Niestety informacje przedstawiane przez producentów na oficjalnych stronach internetowych są na tyle ubogie, iż w efekcie jedynym urządzeniem na jakiego dobór pozwala program jest osadnik gnilny. W przypadku pozostałych urządzeń (przede wszystkim złóż biologicznych i komór osadu czynnego) dane zamieszczane przez producentów są na tyle niekompletne (lub czasem w ogóle ich nie ma), że stworzenie konkretnej bazy produktów było niemożliwe dla pełnej weryfikacji programu.A preliminary information describing application for calculation of household sewage treatment plants is presented in this paper. It is a set of tools allowing to stream-line the whole of preparatory actions, essential to carry out the planned task, which is to calculate working parameters and dimensioning of such an object. The paper presents the application called "Calculator of household sewage treatment plants". Moreover this application gives the wide freedom when introducing input data depending on the demand of the user. This allows to model and change solution in a considerable degree. Such application will also shorten the needed time for designing. It allows to calculate technical parameters of five, most often used systems in rural sew-age treatment plants. Algorithms allowing to calculate parameters of these devices were created bas-ing on literature and standards data, frequently in the effect of their synthesis and modi-fication. In his part comparison of results obtained from the application with available standards and literature data. A few cases of household sewage treatment plants are calculated, and obtained technical parameters of individual devices are compared with recommendations

Application for calculation of household sewage treatment plants - introduction

Przedmiotem opracowania są informacje wstępne opisujące program do obliczania przydomowych oczyszczalni ścieków. Jest to zbiór narzędzi umożliwiających usprawnienie ogółu działań przygotowawczych, niezbędnych do wykonania zamierzonego zadania, jakim jest wyliczenie parametrów pracy i zwymiarowanie takiego obiektu. Opracowanie ma za zadanie przedstawienie programu zwanego "Kalkulatorem przydomowych oczyszczalni ścieków". Program ma za zadanie: zaproponowanie odpowiedniego rodzaju przydomowej oczyszczalni ścieków dla zadanych warunków wejściowych, obliczenie parametrów poszczególnych urządzeń wchodzących w skład przyjętego układu technologicznego, dobór możliwie jak najodpowiedniejszych podzespołów spośród komponentów dostępnych na polskim rynku. Ponadto aplikacja ta da dużą swobodę przy wprowadzaniu danych wejściowych w zależności od zapotrzebowania użytkownika, co pozwoli w znacznym stopniu modelować i wariantować rozwiązanie. Program taki skróci również czas potrzebny na wykonanie projektu.A preliminary information describing application for calculation of household sewage treatment plants is presented in this paper. It is a set of tools allowing to streamline the whole of preparatory actions, essential to carry out the planned task, which is to calculate working parameters and dimensioning of such an object. The paper presents the application called "Calculator of household sewage treatment plants". The application has following tasks: suggesting the right type of household sewage treatment plant for given input conditions, calculating parameters of individual devices which are used in the selected technological system, selection of possibly most suitable sub-assemblies from components accessible on the Polish market. Moreover this application gives the wide freedom when introducing input data depending on the demand of the user. This allows to model and change solution in a considerable degree. Such application will also shorten the needed time for designing. It allows to calculate technical parameters of five, most often used systems in rural sewage treatment plants: sewage distributing drainage, sand filter, biological deposit, devices of activated sludge, hydrobotanic sewage treatment plant, And additionally devices being a obligatorily or optionally part of each system: putrefactive settler, secondary settler, soakaway. Algorithms allowing to calculate parameters of these devices were created bas-ing on literature and standards data, frequently in the effect of their synthesis and modi-fication. In this part installation and system requirements as well as module: input data are described

Comparative analysis of distribution of drops average diameter in the spray produced by the nozzles Turbo Jet 52 and Turbo Twist with mist head

W artykule zaprezentowano badania porównawcze rozkładów średnich średnic kropel w strumieniu rozpylo-nym wytwarzanym przez prądownicę Turbo Jet 52 i Turbo Twist z głowicą mgłową. Analizę ograniczono do punktów pomiarowych leżących na jednej z osi. Omówiono m.in. przedmiot badań, metodykę i stanowisko pomiarowe oraz przebieg badań. W przypadku prądownicy Turbo Jet 52 badania przeprowadzono dla trzech różnych wydajności 230, 330 i 450 dm3/min oraz trzech kątów rozpylenia strumienia: 60°, 90° i 120°. W przypadku prądownicy Turbo Twist zastosowano wydajność 100 dm3/min i kąt rozpylenia 45°. Otrzymane wyniki zaprezentowano w postaci rozkładów promieniowych średnic. Na podstawie przeprowadzonej analizy sformułowano wnioski, mające wymiar praktyczny w sensie wskazówek dla strażaków operujących rozpylonymi prądami wodnymi.A comparative study of distributions of average diameters of the drops in the spray stream generated by the nozzle Turbo Jet 52 and Turbo Twist with mist head is presented. The analysis was limited to the measurement points located on one axis. Subject of study, methodology and measuring stand are described. In the case of Turbo Jet 52 tests were performed for three different outputs 230, 330 and 450 dm3/min as well as the three spray angles 60°, 90° and 120°. In the case of the nozzle Turbo Twist output 100 dm3/min and a spray angle of 45° were used. The results are presented in the form of radial distributions of the drops diameters. Based on the results analysis conclusions having a practical application to firefighting operation were formulated

Prism Soil as a Method of Eliminating the Effects of the Risks of Technical Failures Involving Petroleum Substances

Do najczęściej stosowanych metod oczyszczania gleb skażonych substancjami ropopochodnymi należą technologie oparte na metodach biologicznych z wykorzystaniem specjalistycznych szczepów mikroorganizmów. Główną rolę w tych procesach odgrywają mikroorganizmy wykorzystujące węglowodory jako źródło węgla. Pryzmowanie jest jedną z metod bioremediacji zanieczyszczonej gleby, należącą do metod ex situ, związaną z wywiezieniem skażonej gleby do miejsca jej oczyszczania. Celem publikacji jest przedstawienie i scharakteryzowanie metody pryzmowania skażonej związkami ropopochodnymi gleby oraz ocena skuteczności tej metody, przeprowadzona na podstawie analizy wyników badań pod kątem zawartości substancji ropopochodnych, na przykładzie konkretnego zdarzenia.The most commonly methods used for cleaning up soils contaminated with petroleum substances are the technologies based on biological methods using special strains of microorganisms. The main role in these processes play microorganisms using the carbohydrate as a carbon source. Prism is one of the methods of bioremediation of contaminated soil, belonging to the ex situ methods, involving the transport of contaminated soil to the place of purification. The aim of the article is to present and characterize the method of prism of the soil contaminated with the petroleum compounds and to evaluate the effectiveness of this method, carried out on the basis of the test results regarding the content of petroleum substances, for example, considering the particular incident

Selection of devices in the program for calculation of household sewage treatment plants

Przedmiotem pracy jest program komputerowy do obliczania przydomowych oczyszczalni ścieków, głównie w zakresie doboru urządzeń. Opracowanie ma za zadanie przedstawienie programu zwanego "Kalkulatorem przy-domowych oczyszczalni ścieków". Program ma za zadanie: zaproponowanie odpowiedniego rodzaju przydomowej oczyszczalni ścieków dla zadanych warunków wejściowych, obliczenie parametrów poszczególnych urządzeń wchodzących w skład przyjętego układu technologicznego, dobór możliwie jak najodpowiedniejszych podzespołów spośród urządzeń dostępnych na polskim rynku. Ponadto aplikacja ta da dużą swobodę przy wprowadzaniu danych wejściowych w zależności od zapotrzebowania użytkownika, co pozwoli w znacznym stopniu modelować i wariantować rozwiązanie. Program taki skróci również czas potrzebny na wykonanie projektu. Program Kalkulator przydomowych oczyszczalni ścieków służy do rozwiązywania zadań, takich jak: analiza jakościowa i ilościowa ścieków odprowadzanych z pojedynczych domów lub ich zgrupowań, zaproponowanie sposobu oczyszczania ścieków pochodzących z tych źródeł, projektowanie parametrów technologicznych jednej z pięciu najbardziej popularnych wiejskich oczyszczalni ścieków, dobór dla zadanych warunków osadnika gnilnego spośród dostępnych urządzeń tego typu na polskim rynku.A preliminary information describing application for calculation of household sewage treatment plants is presented in this paper. It is a set of tools allowing to streamline the whole of preparatory actions, essential to carry out the planned task, which is to calculate working parameters and dimensioning of such an object. The paper presents the application called "Calculator of household sewage treatment plants". The application has following tasks: suggesting the right type of household sewage treatment plant for given input conditions, calculating parameters of individual devices which are used in the selected technological system, selection of possibly most suitable sub-assemblies from components accessible on the Polish market. Moreover this application gives the wide freedom when introducing input data depending on the demand of the user. This allows to model and change solution in a considerable degree. Such application will also shorten the needed time for designing. It allows to calculate technical parameters of five, most often used systems in rural sewage treatment plants: sewage distributing drainage, sand filter, biological deposit, devices of activated sludge, hydrobotanic sewage treatment plant, And additionally devices being a obligatorily or optionally part of each system: putrefactive settler, secondary settler, soakaway. Algorithms allowing to calculate parameters of these devices were created bas-ing on literature and standards data, frequently in the effect of their synthesis and modi-fication. In this part module: input data concerning calculation of devices used in household sewage treatment plants is presented

Safety of water supply

W roku 1958 Rosenblatt [8] opracował i zbudował sztuczną sieć neuronową nazwaną perceptronem. Ten częściowo elektromechaniczny, a częściowo elektroniczny układ przeznaczony był do rozpoznawania znaków alfanumerycznych z procesem uczenia jako metodą programowania systemu. Ważnym rezultatem Rosenblatta było ponadto udowodnienie tzw. twierdzenia o zbieżności perceptronu, które gwarantuje skończoną liczbę iteracji procesu uczenia, o ile dla zagadnienia modelowanego przy użyciu tego typu sieci optymalny układ wag istnieje. Pomimo iż działanie perceptronu nie było zadowalające z punktu widzenia zasadniczego celu (układ wykazywał dużą wrażliwość na zmianę skali rozpoznawanych obiektów oraz ich położenia w polu widzenia), był to ogromny sukces badań prowadzonych w tym zakresie. Przede wszystkim był to pierwszy fizycznie skonstruowany układ symulujący sieć nerwową, który wraz ze zdolnością do uczenia się wykazywał zdolność do poprawnego działania nawet po uszkodzeniu części jego elementów. Zastosowanie tego typu sieci neuronowych w modelowaniu on-line systemów zaopatrzenia w wodę pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa w odniesieniu do ich prawidłowego modelowania, efektywności procesu on-line i jego niezawodności.In 1958 Rosenblatt developed and built an artificial neural network, called perceptron. This partly electro-mechanical and partly electronic system was intended to recognize the alphanumeric signs with learning process as a method of programming the system. An important result of Rosenblatt was also to proving of so called theorem of perceptron convergence, which guarantees a finite number of iterations of the learning process, if for the modeled problem using this type of network there is a optimal arrangement of weights. Although the operation of perceptron was not satisfactory from the point of view of the fundamental goal (the system showed high sensitivity to change of scale of recognized objects and their location in the field of view), it was a great success of research in this area. First of all, it was the first physically constructed system of simulating neural network, which together with the ability to learn demonstrated ability to work properly even after the damage of part of its components. Using this type of neural networks in on-line modeling ofwater supply networks helps to increase safety in relation to their proper modeling, the effectiveness of on-line process and its reliability. In its simplest form perceptron was constructed of two separate layers of neurons representing the input and output, respectively (Fig. 1). According to the assumed rule, neurons of output layer receive signals from neurons of input layer, but not vice versa. In addition, neurons of given layer do not communicate between themselves. In 1969 Minsky and Papert noticed that a lot of interesting functions cannot be modeled by a simple perceptron, because condition of existence of the weights vector from Rosenblatt theorem is not met. Limitation of linear separability of perceptron can be removed simply by introducing hidden layers. Structure of multilayer perceptron is shown in Fig. 4. Safety of water supply systems depends on efficient system of supervision and control. Construction of supervision and control system based on advanced neural models allows you to increase their effectiveness and in many cases to eliminate man as the weakest link in decision-making process during emergencies. Application of neural networks based on the theories of Rosenblatt allows to build a safe management system which, in the event of their auto failure can still work and function properly

Emissions of Solid Particles from Linear Sources of Pollution as a Major Factor in the Level of Concentration of PM10, PM2.5, PM1.0 in Ambient Air of Warsaw Agglomeration

The paper presents the results of the research into the dust from the linear sources of pollution emitted close to the right-bank Warsaw allotments. The results of dust measurements and its fraction show that the legal limits of the concentration of dusts floating in the atmospheric air for the measurement points are exceeded. The points are located in the nearest distance from Trasa Łazienkowska and alley Waszyngtona – two busy roads in the right-bank Warsaw. The results show that the dust and its fractions can pose the ecological safety hazards and can constitute a significant reduction of health safety of both allotments users and local residents

Mathematical modeling of water supply networks

W wyniku przeprowadzonych rozważań wykazano możliwość zastosowania modeli hybrydowych w procesie programowania rozległych systemów zaopatrzenia w wodę. Model hybrydowy ma charakter strukturalny, jest powtarzalny, dyskretny w stanie. Model hybrydowy systemu zaopatrzenia w wodę pozwala na projektowanie nowych systemów, ocenę pracy i analizę działania całego i poszczególnych elementów istniejących systemów wodociągowych. Niniejsza praca ma charakter wstępny, studialny, a w dalszych jej częściach podjęta zostanie próba implementacji hybrydowego modelu systemu zaopatrzenia w wodę.Many existing water supply systems in Poland is not in the satisfactory condition. In such conditions, it becomes problematic to prepare a properly functioning water and wastewater management system in the area. Computer systems equipped with applications that allow for the proper, efficient design of water supply and sewage systems, and analysis of running of existing ones using various types of mathematical models, including hybrid models, can be helpful in solving mentioned problems. There fore, it is advisable to undertake the work and research on models of water supply systems in order to know more deeply their structure and to rationalize designing, use and operation of those systems. As a result, the final results of the work in this area should contribute to improving knowledge of water systems, the relationship between individual basic elements of those systems, facilitating designing and operation of water supply systems and increase their level of reliability, which in turn will improve water supply to users . To date, no computer studies have been conducted on models of networks using a hybrid neuro-mathematical models. Most of the research and dissertations were based on existing mathematical models of water supply networks. Formulae described in this paper do not include many characteristics of biological neurons. First of all, these are static models, in which delay times which result from the dynamics of the system were excluded. Effects of synchronization or frequency modulation function of the biological neuron are not also included. Despite these limitations networks built using such simplified mathematical models show many features that are characteristic to biological systems. As a result of considerations, the possibility of hybrid models application in the programming process of extensive water supply systems was proved. Hybrid model is structural in nature, is repetitive, discrete in state. Hybrid model of water supply system allows to design new systems, evaluation of the work and analysis of running of the whole and individual elements of existing water supply systems. This work is preliminary, studial, and its further parts will be concerned on the attempt of implementation of a hybrid model of water supply system

Analysis of selected parameters describing water consumption in multifamily buildings from the point of view of variances between readings of main water meters and sum of flat's water meters readings

Wzrastająca cena wody oraz jej powszechne opomiarowanie to, wydaje się, dwie główne przyczyny systematycznego spadku zużycia wody w Polsce od początku lat 90-tych. Ograniczając swoje rozważania do zabudowy wielorodzinnej, można powiedzieć, że suma wskazań wodomierzy mieszkaniowych powinna być równa (przynajmniej teoretycznie i w uproszczeniu) wskazaniu wodomierzy głównych. Praktyka jest jednak inna. Rozbieżności te są bardzo duże, rzędu nawet 20÷30%, ale co ważniejsze przestają być akceptowane przez zarządców nieruchomości oraz lokatorów, którzy w konsekwencji płacą za te różnice w postaci najczęściej dodatkowych opłat eksploatacyjnych. Wielu badaczy w Polsce [1÷3], szczególnie od ostatnich kilku lat, zajmuje się tą problematyką, próbując znaleźć przyczyny tych rozbieżności. Autorzy artykułu postawili sobie za cel analizę zużycia wody w budownictwie wielorodzinnym, w oparciu o dane z Mazowieckiej Spółdzielni Mieszkaniowej w Płocku, ze szczególnym zwróceniem uwagi na rozbieżność pomiędzy wskazaniami wodomierzy głównych a sumą wskazań wodomierzy mieszkaniowych.Increasing price of water and its common measuring seem to be the main two reasons of systematic reduction of water consumption in Poland from the beginning of the 90s of the last century. Limiting considerations to multifamily buildings, one can say that sum of flat's water meters readings should be equal to (at least theoretically and in simplification) readings of main water meters. But the practice is quite different. Those variances are very big, even 20-30% and more importantly, they are stopping to be accepted by property stewards and occupants, who as the result of it pay for those differences more frequently in form of additional operating fees. Many researchers in Poland especially from the last several years are busy with doing that issues trying to find reasons of those variances. Authors of the paper set the task to analyze water consumption in multifamily housing basing on data of Mazowiecka Spółdzielnia Mieszkaniowa in Płock (Housing Association) paying special attention to variances between readings of flat's and main water meters. Thus, an attempt has been made to find answer to the question: "If in possessed data originating from 131 blocks of flats inhabited by almost 15,000 inhabitants it is possible to find relation between characteristic parameters describing water consumption and aforesaid variances". Finding such relations with information on individual in particular apartments can enable potentially (according to opinion of authors) to identify some irregularities in measuring water consumption, which can result in considered variances between readings of main water meters and sum of readings of flat's water meters. Unit water consumption indicator is dependent on number of inhabitants in the flat and it is bigger than literature reports and standards applied at designing In case of examined flats indicators value was 91 dm3/Md. Determination of real water consumption should consider also structure of inhabitation. Real, unit water consumption, according to authors, is better reflected by mediana value, which is 80 dm3/Md. Hot water to total water consumption ratio, called H/C ratio, is 0.374 for examined flats and is close to values reported in literature. This ratio is not in correlation with number of inhabitants of flat neither with number of apartment block inhabitants