190 likes | 522 Views
Раздел IV Методи, процеси и съоръжения за пречистване на битови отпадъчни води. Тема 1 3 Изкуствено биологично пречистване “Механизъм” на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез
E N D
Раздел IVМетоди, процеси и съоръжения за пречистване набитови отпадъчни води Тема 13 Изкуствено биологично пречистване • “Механизъм” на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез • Кинетика и фази на бактериалния растеж и на редукцията на субстрата при монокултури в непроточни (циклични) биореактори: модел на Monod • Смесени бактериални култури. Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори
Крайни продукти на биохимичното окисление CO2, H2O, NH3, PO4+ окисление Органични вещества в отп. води, съдържащи C, O, H, N, P, S самоокисление Неразградим остатък от самоокисляващата се биомаса Новосинтезирана биомаса – C5H7NO2 синтез Раздел IV, Тема 13Изкуствено биологично пречистване 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Обща схема на бактериалния метаболизъм в ляво – действие на екто-ензимите; в дясно – основни клетъчни елементи
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Пренос на веществата при клетъчния метаболизъм – основна схема
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Основни индикаторни микроорганизми в аеробната биомаса а) при висока степен на пречистване б) при ниска степен на пречистване 1 – Arcella discoides 2 – Aspidiska tarrida 3 – Opercularia glomerata 4 – Epistylis plicatilis 5 – Oxytricha pellionella 6 – Toxphrya lemnarum 7 – Litonotus lamella 8 – Colpoda steini 9 – Podophrya collini 10 – Bodo edax
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Основни формирования на биомасата в пречиствателните съоръжения в ляво – флокули на суспендирана биомаса; в дясно – прикрепена биомаса (биофилм)
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Окисление на органичните вещества: Въглеродсъдържащи вщества (БПК) Азотсъдържащи вещества (нитрификация, денитрификация)
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Самоокисление на биомасата: Кислороден еквивалент на самоокислената биомаса: g O2 / g СОВ Синтез на биомаса: Енергиен баланс: т.е., аеробните процеси като цяло са екзотермични
Раздел IV, Тема 13 13. 1. “Механизъм” и фази на аеробните биохимични процеси на пречистване: окисление/самоокисление, синтез Обща схема на изменение на субстратите и биомасата в процесите на (аеробно) биологично пречистване
Раздел IV, Тема 13Изкуствено биологично пречистване 13. 2. Кинетика и фази на бактериалния растеж и на редукцията на субстрата Кинетика на бактериалия растеж: X – тегло (концентрация) на микроорганизмите, [M.g; M.g/V] t – време, [T] μ – специфична скорост на нарастване на биомасата, [T-1] Реакция от първи порядък: Реакция от втори порядък: Реакция от нулев порядък:
Раздел IV, Тема 1313. 2. Кинетика и фази на бактериалния растежи на редукцията на субстрата Кинетика на самоокисление на биомасата: kd – коефициент на скоростта на самоокисление на биомасата, [T-1] Кинетика на редукция на субстрата: S – тегло (концентрация) на субстрата, [M.g; M.g/V] Y – специфичен прираст на биомасата, [kg прираст на биомаса / kg ред. субстрат] U – специфична скорост на редуциране на субстрата, [kg ред. субстрат /kg прираст на биомаса .T]
Раздел IV, Тема 1313. 2. Кинетика и фази на бактериалния растежи на редукцията на субстрата Кинетика на бактериалния растеж и на редукция на субстрата при монокултура в проточен (цикличен) биореактор: модел на Monod μm – максимална специфична скорост на нарастване на биомасата, [T-1] Ks – коефициент на (полу)насищане (сатурационна константа), [M.g; M.g/V]
Раздел IV, Тема 1313. 2. Кинетика и фази на бактериалния растежи на редукцията на субстрата Зависимост на μ от S в ляво – общ вид на зависимостта; в дясно – нейни основни линейни апроксимации
Раздел IV, Тема 1313. 2. Кинетика и фази на бактериалния растежи на редукцията на субстрата Кинетични фази: I – фаза на адаптация (lag-фаза); II – фаза на експоненциално нарастване (log-фаза); III – фаза на забавено нарастване; IV – фаза на равновесие (равновесна фаза, плато); V – фаза на самоокисление (ендогенна фаза)
Раздел IV, Тема 13Изкуствено биологично пречистване 13. 3.Смесени бактериални култури и сложни субстрати. Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори Кинетика на растеж на смесени бактериални култури и сложни субстрати:
Раздел IV, Тема 1313. 2. Кинетика и фази на бактериалния растежи на редукцията на субстрата Връзка между кинетичната фаза на биологичните процеси и степена на пречистване (технологичния статус) на биореакторите
биобасейн втор. утаит. Q Q Qрау Qиау 13. 3.Смесени бактериални култури и сложни субстрати. Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори:
13. 3.Смесени бактериални култури и сложни субстрати. Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори Стациониране на биохимичните процеси в проточни биореактори От уравненията на Monod: След делене на X: , или 1/θx – специфична нетна скорост на прираста на биомасата (θx - възраст на биомасата) При много малки концентрации на S, (S < Ks): Или: