Модель нитрификации

Уравнение массового баланса в реакторе нитрификации можно составить в том случае, если известна кинетика процесса, положенного в основу соответствующей модели, которую можно построить на основе матрицы параметров, как это показано в табл. 6.1. Заметьте, что коэффициент прироста биомассы в процессе нитрификации в целом акс,А выражается через количество выделяющегося нитратного азота, а не через количество потребленного аммонийного азота. Количество выделяющегося азота можно измерять, например, в кг ХПК(Б)/кг NOJ-N. Содержание азота в биомассе выражается параметром fxB.Ni кг N/кг ХПК(Б). При описании изменения щелочности среды в табл. 6.1 ассимиляция азота в нитрифицирующих бактериях не учитывалась. Множитель 1/7 перед стехиометрическим коэффициентом означает, что для превращения 1 моль азота (14 г) затрачивается 2 экв щелочности, т. е. 2/14 или 1/7 экв/г N. Нитрификация вносит вклад в образование ХПК за счет роста биомассы при окислении аммония в нитрат [c.247]

Сложность современных очистных сооружений трудно ограничить рамками проектирования по простым эмпирическим правилам. Сочетание нескольких различных процессов на одной станции (удаление органических соединений, нитрификация, денитрификация, биологическое удаление фосфора) требует систематизации и структурирования опыта. Математическая формулировка модели вводит такую систематизацию и структурирование. Это создает основу для понимания природы процесса и синтезирования накопленного опыта. [c.430]

Модель применяли к системе из четырех последовательно расположенных реакторов идеального перемешивания, обрабатывающих коммунальные стоки [4, 5]. При этом предполагалось, что биопленка толщиной 3 мм равномерно распределена по всем четырем реакторам. В первом реакторе нитрификации не происходит, поскольку нитрифицирующие бактерии вытесняются гетеротрофными организмами. В последующих реакторах нитрифицирующие бактерии могут конкурировать с гетеротрофными организмами, и в этих реакторах нитрификация происходит с невысокими скоростями, которые можно рассчитать. Расчетное пространственное распределение гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий представлено на рис. 11.1. Обозначены пространственные скорости реакции. [c.447]

Компьютерные модели использовались для интерпретации результатов частых измерений концентраций, проводимых на различных фазах процесса в пилотной установке, описанной в примере 11.4. На рис. 11.7 показаны изменения концентраций, определенные в этом эксперименте [15]. На рис. 11.8 продемонстрировано, как можно определить скорость нитрификации, исходя из средней концентрации аммония в толще воды [8]. Результат может быть получен благодаря тому, что выбранный режим работы системы позволяет создать в реакторе необходимый набор концентраций — постоянное изменение концентрации в различных фазах процесса. Из этих данных можно определить значения Кз (табл. 11.6). Поразительно, что одним из [c.462]

Модель качества воды (WQ-модуль) связана с AD-модулем и описывает процессы химических реакций в многокомпонентных системах, включая разложение органических веществ, фотосинтез и дыхание водных растений, нитрификацию и обмен кислородом с атмосферой. Баланс масс вовлеченных компонент рассчитывается для всех точек методом рациональной экстраполяции в интегрированной двухшаговой процедуре с AD-модулем. [c.310]

При моделировании концентрации РК появляется возможность его контроля и сравнения с минимально допустимым уровнем для фауны и флоры рассматриваемого района. Изменение концентрации РК описывается по-разному для моделей каждого уровня. На наиболее простом уровне концентрация РК является функцией естественных природных процессов (фотосинтез, респирация и реаэрация) и распада органики (ВПК). Усложнение происходит, во-первых, за счет включения взаимодействия с дном реки (введение потребления кислорода наносами) и, во-вторых, за счет принятия во внимание питательных веществ, т.е., нитрификации аммония в азот. Распад поступающего ВПК приводит к увеличению потребления кислорода. [c.311]

БПК-РК модели 3, 4 и 6 уровней включают потребление кислорода на окисление аммиака до нитрата (процесс нитрификации). Распад аммиака вызывается потреблением двух молей кислорода на одну моль окисленного азота. Произведение этих весов в молях кислорода (О2) и азота (N) задает производящий фактор, описываемый в расчетах по кислороду и нитрификации. Процесс реаэрации выражается через насыщенную концентрацию кислорода. При концентрации ниже [c.311]

При подсчете технологических показателей работы этой модели было получено, что при расходах 15 и 30 л/сутки площадь поверхности образовавшейся пленки составляла соответственно 0,1 5 и 0,18 м , в то время как при исследованиях на чистой воде при таких же расходах она была соответственно 0,06 и 0,08 м . Окислительная мощность по снятой БПКполн составляла соответственно 12,9 и 14,8 г/(м -сутки) без учета кислорода, затраченного на нитрификацию и перешедшего в раствор. [c.72]

Процесс биологического окисления в системах с чистым кислородом можно рассматривать как реакцию распада первого порядка, а процесс окисления сульфитов и нитрификацию — как реакцию нулевого порядка. Результаты исследований на пилотных установках показали, что основная часть растворенных органических соединений, обусловливающих величину БПК, удаляется в первой ступени многоступенчатой установки, окисление адсорбированных органических соединений и эндогенное дыхание происходят в последующих ступенях, что соответствует кинетической модели, которую предложили Басби и Эндрюс [3]. Относительно простая модель биохимической реакции первого порядка точно отражает полученные данные о газовой фазе [1]. Прежде чем усложнять модель, необходимо проверить достоверность использованных данных. [c.334]

После определенного пускового периода начинают испытания различных моделей очистных сооружений, состава загрязнений и микробных ценозов. Показателем общей интенсивности микробиологических процессов служат выделение СО 2 и величина энергии нитрификации. [c.103]

Рис. 3.3. Биологические превращения для двухсубстратной модели. Эта схема может использоваться для описания обычного реактора с активным илом, реакторов нитрификации и денитрификации, а также анаэробных реакторов. Трехсубстратная модель применима, в частности, для описания процесса биологического удаления фосфора.

Приемлемым примером использования моделей биопленок могут послужить условия протекания нитрификации в реакторах с биопленкой. [c.447]

На рис. 11.2 представлены величины скоростей реакции, установленные экспериментально и рассчитанные с помощью откалиброванной модели. Эти данные характеризуют два типа обработанных стоков, поступающих со станции очистки без нитрификации. Первый поступает непосредственно из последнего отстойника, а второй проходит дополнительную обработку на обычном фильтре для удаления взвешенных веществ, который используется перед стадией нитрификации на биофильтре. Приведенные на рисунке кривые демонстрируют двухкомпонентный переход от реакции с порядком 1/2, лимитированной диффузией аммония, к реакции нулевого порядка по аммонию, лимитированной диффузией кислорода в бионленке. Форма кривых может ввести в заблуждение, поскольку кажется, что она описывается простой кинетикой Моно. Однако такое истолкование было бы ошибочным, поскольку кинетика Моно не учитывает ни изменений толщины бионленки, что может быть важным, ни зонного деления бионленки, нанример одновременного протекания денитрифнкации. [c.450]

WQ-модуль описывает соотношение биологическая потребность в кислороде — растворенный кислород , нитрификацию, влияние донной растительности, взмучивание и осаждение наносов, потребление кислорода разлагающимися органическими веществами. Кроме того, возможно использование двух дополнительных модулей для специального применения при описании процессов эвтрофикации, а также накопления и выделения различных металлов [Biologi al Degradation..., 1984]. Модель может быть также использована для изучения таких источников загрязнения, как коммунальные и промышленные стоки, сельскохозяйственные загрязнения, твердый сток и изменения донной топографии, влияющие на донную растительность. [c.310]

Климатические условия также могут влиять на производительность биофильтров, предназначенных для получения нитрифицированных стоков. В холодную погоду первым признаком ухудшения выходного стока служит прекращение нитрификации, и это может быть следствием расположения биофильтра. Надземный биофильтр, стоящий открыто, часто прекращает нитрификацию сточных вод раньше, чем биофильтр, тщательно укрытый от холодного ветра. Теоретически в работе биофильтров можно ожидать синусоидальных колебаний, и действительно такое представление используется в модели оптимизации очистки сточных вод. Однако сезонные колебания, встречающиеся на практике, носят далеко не всегда такой правильный характер. Например, Буф показал, что для выборки из 45 биофильтров с минимальной среднегодовой концентрацией аммонийного азота в выходном стоке менее 5 мг/л только для 16 минимум среднеквартального значения этой концентрации достигается в наиболее холодный квартал (с декабря по февраль). Эти данные не опровергают концепцию температурного влияния, они только показывают, как много других факторов, таких, например, как состав сточных вод, тип и размер насадки, может влиять на производительность биофильтра. Однако для обычного биофильт- [c.33]

Бактериологические исследования не всегда оцениваются как контрольное определение при изучении динамики биохимического потребления кислорода. В отдельных работах эти исследования приурочива ются к изучению процессов нитрификации на моделях водоемов. Следует учесть, что бактериологический контроль позволяет выявить бактериологические свойства вещества, не проявляющиеся в опытах по динамике БПК, а в ряде случаев и правильно интерпретировать результаты опыта. Поэтому бактериологический контроль следует проводить параллельно с опытами по динамике БПК в пробах воды, сохраняемых в аналогичных условиях инкубации. Таким образом, внимательное отношение к условиям и обстоятельствам проведения экспериментов для выполнения этого раздела исследований по нормированию вредных веществ в воде водоемов, безусловно, будет способствовать получению результатов с большей гигиенической надежностью, и достоверностью. [c.13]

В опытах, поставленных на моделях водоемов, наблюдается та же закономерность, что й в опытах по БПК. Процессы нитрификации как в контрольной пробе, так и при концентрациях севина 0,5 и 5 мг/л идут аналогично. При концентрации 50 мг/л имеет место торможение процесса аммонификации, который яолностью заканчивается лишь к 30-м суткам, в то время как в контрольной пробе и в пробах с меньшим содержанием севина этот процесс заканчивается к 10-м суткам. [c.37]

Аналогичный подход, только для исследования процессов биохимической трансформации азота, применялся в статье [Voinov and Svirezhev, 1984]. Ее авторы использовали сложившиеся представления о круговороте этого важнейшего элемента-биогена, подробно описанного во многих работах, и предложили некую агрегированную минимальную модель , которая учитывала внешнее поступление органического азота, его аммонификацию в почве, процессы нитрификации, ионного обмена и иммобилизации, потребление растениями, необменную фиксацию и вымывание из почвенного слоя. Минимальная модель допускала аналитическое исследование. Оценка корректности концептуальной схемы на качественном уровне проводилась путем изучения поведения стационарного решения задачи при различных значениях внешних параметров (влажности почвы и концентрации кислорода). [c.82]