аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

Аэродинамическое моделирование аппаратов с неподвижным зернистым слоем 227
экспонентный рост микроорганизмов возможен лишь в том случае, если в субстрате
имеется большое количество питательных веществ. Однако позже было
доказано, что число микроорганизмов растет пропорционально увеличению
питательных веществ в субстрате. Благодаря введению в основное уравнение
Монода поправочного коэффициента K P , было получено уравнение, описывающее
скорость роста биомассы (Wu 2003):
(5.77)
где µ – скорость роста биомассы, h –1 ; K s
– константа Moнoдa, мг/л; c – концентрация
загрязнителя, мг/л; K P
– поправочный коэффициент, мг/л.
Представленная формула (5.77) широко применяется для определения скорости
роста биомассы (Wu 2003).
Для описания переноса загрязнителей в биопленке применяется модель
баланса массы. Перенос молекул органического вещества из газовой фазы
в жидкую может быть выражен коэффициентом диффузии загрязнителя D.
Молекулярная масса газов, выводимых из биосреды, выражается уравнением:
(5.78)
где M вых. – молекулярная масса газов, вытекающих из биопленки, г/м 3 сутки;
M вход.
– молекулярная масса газов, попадающих в биопленку, г/м 3 сутки;
dc/dt – изменение концентрации субстрата с течением времени; r v,c
– нагрузка
на субстрат, г/м 3 сутки; x – расстояние, на которое переносится загрязнитель, м.
Уравнение переноса загрязнителя выражается формулой:
(5.79)
Нагрузка на субстрат прямо пропорциональна неравномерности его распределения
в биопленке (Wu 2003). Итальянские ученые, применяя уравнения баланса
массы, моделировали перенос фенола в биопленке, в которой культивировались
микроорганизмы культуры Pseudomonas putida (Converti et al. 1997).
Перенос массы в биопленке может быть описан законом Фико (Wu 2003).
Модель кинетики первой и нулевой степени. Известно, что с увеличением
концентрации загрязнителя скорость реакции ферментации также увеличивается.
Когда концентрация субстрата намного меньше константы Михаэлиса-
Ментен, реакция бывает первой степени. Этот процесс может быть описан
уравнением кинетики первой степени (Chan, Peng 2008):
ln(c/c 0 ) = −μt, (5.80)
где c 0 – концентрация выводимого загрязнителя, мг/м 3 ; t – время переноса
загрязнителя, с.