ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимические процессы из "Принципы создания безотходных химических производств" Биохимические процессы, как это было указано выше (см. с. 23) представляют собой наиболее сложную стохастико-детер-минированную систему, осложненную биологической кинетикой, т. е. временными закономерностями, протекающими в живой природе. [c.145] Ниже мы рассмотрим закономерности биохимической кинетики применительно к моделированию процессов биологической очистки сточных вод и разработке моделей трансформации органических веществ в водных экосистемах. Принципы моделирования и расчета биохимических реакторов изложены в [54]. Биохимический процесс окисления кислородом органических веществ в сточных водах осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антогонизма). [c.146] Схема (VI- ) соответствует окислению исходных органических загрязнений стока и образованию новой биомассы. В очищенном стоке остаются биологически неокисляемые вен1ества, преимущественно в растворенном состоянии, так как коллоидные и нерастворенные вещества удаляются из воды методом сорбции. [c.146] Схема (У1-2) описывает процесс эндогенного окисления клеточного вещества, который происходит после использования внешнего источника питания. [c.146] Приведенные реакции не исчерпывают всех возможностей биоокисления, но они наиболее часто встречаются на практике. Оптимальной для аэробных процессов в очистных сооружениях обычно считается температура 20—30 °С. [c.147] Ниже мы воспользуемся материалами, изложенными в обстоятельных обзорах Т. А. Айзатуллина, Ю. М. Лебедева, А. В. Леонова, О. Г. Миронова, Е. С. Липеровской [56]. [c.147] Модели, используемые для кинетических расчетов потребления кислорода, представлены в табл. VI-1 [56]. [c.148] Различные модификации уравнения Стритера — Фелпса (модели 2, 3, 5, табл. 1-1) предлагались для расширения границ использования уравнения 1-го порядка без каких-либо серьезных теоретических обоснований использовались также чисто эмпирические зависимости (модель 4, табл. У1-1). [c.149] Гиперболическая функция аналог уравнения Михаэлиса— Ментен (модель 6, табл. УМ) и уравнение реакции 2-го порядка (модели 7 и 8, табл. VI-1) неудовлетворительно описывают конечные участки экспериментальных кривых БПК. [c.149] Наибольшее число экспериментальных данных отражается уравнением автокаталитической реакции (модель 9, табл. VI- ). Использование в этой модели концентраций бактерий, не учитываемых в моделях 1—8, значительно расширяет возможности ее применения. Однако ни одна из представленных в табл. VI- кинетических моделей БПК не может отразить стадийность процесса потребления О2, для описания которой приходится использовать комбинации нескольких математических выражений. [c.149] Развита теория кинетики БПК в связи с особенностями дыхания микроорганизмов, зависящими от субстрата (лабильные, стойкие, токсичные вещества). На основании анализа кинетических данных о БПК установлена зависимость между безразмерной скоростью дыхания (отношение общей скорости дыхания к скорости в условиях, когда весь субстрат исчерпан) и содержанием субстратов, по-разному влияющих на дыхание микроорганизмов (рис. У1-1). [c.150] Достаточность элементов питания для бактерий в сточных водах определяется отнощением БПК Н Р (азот аммонийных солей или белковый и фосфор в виде растворенных фосфатов). Потребность в биогенных элементах в некоторых видах производственных стоков, полученная по эксплуатационным данным, представлена в табл. 1-2 [55]. [c.150] Наряду с традиционными исследованиями динамики БПК, как интегрального показателя качества воды, все более важной тенденцией становится изучение трансформации индивидуальных соединений С, Ы, Р. Ниже мы остановимся на современных представлениях трансформации органических соединений и соединений азота и фосфора. [c.150] Вернуться к основной статье