аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

Аппараты по очистке воздуха 29
скаемые через загрузку. Выращенные или занесенные на загрузку популяции
микробов формируют активированную биопленку (рис. 1.16). Из-за градиента
концентрации загрязнителя между двумя фазами органическое соединение из
газовой фазы переходит в жидкую фазу – биопленку, в которой микроорганизмами
биодеградируется (Elmrini et al. 2004; Estimated ...2006; Malhautier
et al. 2005).
В биофильтрах самыми важными элементами для биодеградации органических
соединений, попадающих в окружающую среду в результате естественных
или производственных процессов, являются бактерии, дрожжи и
микромицеты. При делении органических соединений растут новые микроорганизмы
(катаболизм), компоненты оксидируют до двуокиси углерода и воды
(Baltrėnas et al. 2004). Жизненные процессы у всех живых организмов происходят
в воде: в тонкой пленке воды, образующейся на поверхности загрузки
(Kan, Deshusses 2003; Malhautier et al. 2005).
Основным элементом биофильтра малой производительности является загрузка.
Для биологического деления органических соединений необходимо,
чтобы загрузка увлажнялась водой, обогащенной биогенными элементами и
буферными растворами. Спустя определенное время на поверхности загрузки
формируется биопленка. Миллиарды микроорганизмов превращают органические
соединения в углеводород и воду (Chan, Chang 2006; Lu et al. 2004).
Снабжение биофильтра органическими соединениями усиливает активность
загрузки. Однако она снижается при уменьшении концентрации поступающего
загрязнителя. При этом уменьшается образовавшийся на загрузке
слой биомассы. Для того, чтобы в биопленке происходил синтез органических
соединений, субстрат (загрязнитель) должен быть перенесен из газовой фазы в
жидкую. Растворимость газов в биосреде зависит от давления и температуры
жидкости. Зависимость растворимости газов в биосреде от давления описывает
закон Генри (Miller, Allen 2005): при постоянной температуре растворимость
газов в среде прямо пропорциональна давлению газов. С повышением
Загрязненный воздух
Газовая фаза
Твердая фаза
O 2
CG
Рис. 1.16. Схема процесса
биофильтрации загрязнителей
(C G – биомасса)
(Ardjmand et al. 2005)
СO 2
Жидкая фаза/
биопленка
СO 2 ипары воды