аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

Аппараты по очистке воздуха 31
где μ – скорость прироста биомассы, h −1 ; μ max
– максимальная скорость прироста
биомассы, h −1 ; с – концентрация субстрата, мг/м 3 ; К S – константа Монода,
мг/м 3 .
Прирост биомассы и изменение (уменьшение) субстрата после реакции
ферментации можно выразить одним параметром – коэффициентом выхода
субстрата Y x/s . Он показывает прирост сухой биомассы ΔX после расщепления
определенного количества массы субстрата (S M
):
Y x/s = ΔX /ΔS m . (1.4)
Зная коэффициент выхода субстрата, можно определить количество удаляемого
субстрата r A :
r A
= μ · m f
/Y x/s
, (1.5)
где m j
– масса биопленки на поверхности активного слоя (для толстой пленки)
или масса носителя (для тонкой пленки), кг/м 3 .
Масса биопленки меняется с течением времени. Эти изменения обуславливают
два разных параметра – масса микроорганизмов в биопленке и влияние
аэродинамических процессов на расщепление биомассы, т. е. частично биомасса
теряется из-за происходящих в фильтре аэродинамических процессов.
Скорость прироста биомассы при этом выражается формулой:
dm f
/dt = (μ − b) · m f
, (1.6)
где b – скорость расщепления загрязнителя, h –1 ; t – время переноса загрязнителя,
h.
Перенос вещества (субстрата) может быть выражен коэффициентом диффузии
и записан так:
j = −D · dc/dl, (1.7)
где j – перенос массы, мг/м 3 s; D – коэффициент диффузии, м 2 /s; с – концентрация
субстрата, мг/м 3 ; l – расстояние переноса, м.
На рис. 1.18 представлены фазы переноса загрязнителей. Для диффузии
загрязнителя из газовой фазы в жидкую достаточно шести шагов переноса
(Piyaprasit 2005).
С учетом пористости и фракции загрузки коэффициент переноса субстрата
может быть очень маленьким или вообще не учитываться. Однако в биопленке
этот коэффициент меньше, чем коэффициент переноса в жидкой фазе
(Piyaprasit 2005).
Преимущества и возможности применения биофильтров для очистки
воздуха. Биофильтры малой производительности применяются для расщепле-