Системы аэрации поверхностные

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

По типу аэрации аэротенки могут быть с пневматической, пневмомеханической и механической (поверхностной) системами. Иногда для улучшения перемешивания на одном валу с пневмомеханическим аэратором устанавливается поверхностный или реже промежуточный аэратор. При анализе установок с пневматической или пневмомеханической системой аэрации необходимо различать низконапорные и обычные воздухораспределительные системы, так как этот параметр в значительной степени влияет на конструкцию в целом. [c.127]

Механическая система аэрации обладает целым рядом существенных преимуществ перед системой пневматической. К ним следует отнести исключение из системы аэрации воздухораспределительных устройств, способных к забиванию и зарастанию (в особенности пористых диффузоров) системы воздухоподводящих коммуникаций, воздуходувок и воздухоочистительных фильтров, кроме того, механические аэраторы, как показывает приведенный выше анализ, просты в конструктивном отношении и доступны осмотру, ремонт их провести значительно проще, чем пневматических. Наиболее широкое распространение в настоящее время получили поверхностные механические аэраторы. Для их ремонта вообще не требуется остановка и опорожнение аэротенка. [c.64]

Третичные пруды. Эти пруды, называемые также прудами доочистки, используются на третьей стадии очистки сточных вод после их биологической (вторичной) очистки с активным илом или в биофильтрах. При стабилизации происходит уменьшение концентрации взвешенных веществ, БПК, фекальных микроорганизмов и аммиака система аэрации поверхностная. Глубина воды обычно ограничивается 0,5—1 м для обеспечения должного перемешивания и проникания солнечного света. Допускаемая нагрузка — менее 1,5 г ВПК/(м .сут),. время пребывания стоков относительно небольшое — 10—15 сут. [c.326]

Система поверхностной аэрации Симплекс (рис. 63) состоит из широкой, вертикально расположенной в аэротенке, трубы, в верхней части которой горизонтально размещено мощное разбрызгивающее устройство — вращающийся конус с лопастями. Это устройство разбрызгивает сточную воду и активный ил по поверхности воды и такое же количество воды и ила всасывает со дна аэротенка. Система аэрации Симплекс надежна в эксплуатации она широко используется в Англии. [c.215]

Влияние подавляющего большинства загрязнений на эффект массопередачи сказывается на свойствах жидкости (таких, как плотность, вязкость, поверхностное натяжение), что, в свою очередь, сказывается на коэффициентах диффузии и массопередачи, а также на площадь межфазового контакта. Концентрируясь на границе раздела фаз, эти загрязнения создают дополнительный барьер процессу диффузии. Влияние загрязнений на процесс диффузии, как правило, учитывается коэффициентом качества воды, характеризующим отношение объемного коэффициента массопередачи в сточной воде к объемному коэффициенту массопередачи в чистой водопроводной воде, взятых при одних и тех же условиях (т. е. для одной и той же системы аэрации) [c.82]

Проблемы, связанные со вкусовыми качествами воды, индивидуальны для каждой системы водоснабжения и должны исследоваться в каждом конкретном случе для определения наилучших мер профилактики и контроля. При обработке подземных вод часто бывает эффективной аэрация, так как запахи во многих случаях обусловлены присутствием в воде растворенных газов, которые могут быть удалены из раствора. Однако аэрация редко бывает эффективной при обработке поверхностных вод, в которых присутствуют нелетучие пахучие вещества. Если в системах водоснабжения используется вода из поверхностных водных источников, то основное внимание следует уделять профилактическим мерам. В тех случаях, когда удается установить, что источником дурного привкуса или запаха являются стоки промышленных предприятий, можно предусмотреть соответствующую очистку сточных вод. Регулярное введение сульфата меди в эвтрофицированный водоем или озеро приводит к подавлению цветения водорослей, вызывающего привкусы, запахи и засорение фильтров. [c.211]

А. Шум. Шум вызывается вращающимися двигателями и частично воздушными компрессорами. Для предотвращения распространения шума возможно строительство полностью закрытых или заглубленных помещений, а также использование звукоизолирующих материалов. В оборудовании большого размера (шнековые подъемники, поверхностные аэраторы) могут быть изолированы только двигатели и редукторы. Погружные насосы работают бесшумно. Иногда бывает надоедливый шум от перемешивания жидкости. Такой шум возникает при работе поверхностных аэраторов, но он значительно слабее, чем шум, производимый пневматической системой аэрации. Для снижения уровня шума при механической системе аэрации рекомендуется использование погружного аэрационного оборудования, несмотря на то, что затраты электроэнергии в этом случае выше, чем при применении поверхностных аэраторов. [c.186]

Лабораторная аппаратура, предназначенная для исследования аэробной обработки, показана на рис. 9.3. Сточная вода перекачивается из охлаждаемой емкости в аэрационную камеру воздух подается через расположенный на дне пористый диффузор. Аэрированная смесь перетекает через соединительную трубу в отстойник для гравитационного разделения. Чистый поверхностный слой удаляется, а осажденный ил возвращается в аэрационный цилиндр с помощью эрлифта. Период аэрации и нагрузка по БПК должны быть такими же, как в реальной очистной системе, работа которой имитируется. Степень очистки сточной воды легче всего измеряется по эффективности снижения БПК или ХПК, осаждаемости ила в смеси и путем микроскопирования активного ила. Установка должна обрабатывать как чисто производственные стоки, так и смесь последних с бытовыми сточными водами. Если производственные сточные воды обрабатываются отдельно, то может потребоваться их нейтрализация или добавление неорганического азота и фосфатов для поддержания баланса питательных веществ. Совместную очистку проводят при нескольких различных соотношениях производственных сточных вод к бытовым для определения степени разбавления, которая должна использоваться на реальных очистных сооружениях. [c.250]

Перенос кислорода в перемешиваемых культурах зависит от скорости вращения и формы мешалки. Значение К1а определяется экспериментальным путем [4], но обычно аэрация не превышает таковую, обеспечиваемую поверхностным захватом кислорода, если скорость вращения не больше 100 оборотов/ /мин. Поскольку скорость поступления кислорода зависит главным образом от поверхности культуральной среды, при увеличении масштабов культуры важно не превышать отношения глубины среды к диаметру 2 1, если не используются более эффективные системы аэрации. [c.69]

Преимущественное растворение того или иного компонента из сплава не всегда определяется термодинамикой, иногда решающее значение оказывают кинетические особенности процесса. Так, твердые растворы системы Ре — Сг (хромистые стали Х13, Х18) в серной кислоте при потенциалах отрицательнее (рис. 118) растворяются преимущественно за счет менее благородного хрома. Поверхностный слой обогащается железом. При потенциалах положительнее ф хромовая составляющая пассивируется и преимущественно уже растворяется железо, а хром накапливается в поверхностном слое. Когда концентрация хрома достигает определенных значений, зависящий от концентрации кислоты, ее аэрации, температуры и т. д., происходит пассивирование сплава. При потенциалах положительнее фг вновь преимущественно растворяется хром. [c.214]

Задачей экспериментального исследования систем аэрации является определение зависимости величины ОС (или КА) от гидродинамических и физико-химических параметров процесса. Гидродинамические условия в аэротенке определяются геометрическими свойствами системы и динамическими параметрами ее работы. Под геометрическими свойствами подразумеваются размеры сооружения (глубина, ширина, размешение аэраторов в плане и т.д.). Динамической характеристикой процесса является расход подаваемого воздуха. Физико-химические свойства (вязкость, поверхностное натяжение, плотность и др.) зависят от температуры, качественного и количественного состава примесей в воде, степени их гетерогенности и т. д. [c.108]

К сооружениям биологической очистки с активным илом относятся также окситенк (с аэрацией воздухом, обогащенным кислородом или чистым кислородом), фильтротенк (с разделением активного ила и сточной воды фильтрацией), окислительные каналы (с циркуляцией сточной воды и системами поверхностной аэрации), шахтные аппараты (в виде шахт или колонн для повышения давления воды). [c.165]

При эксплуатации сооружений, применяемых для обезжелезивания воды, необходимо следить за полнотой удаления из воды СО2 и насыщения ее кислородом (при аэрации) высотой слоев насадки, числом их и размерами элементов насадки в контактных и вентиляторных градирнях временем пребывания воды в сборных и контактных резервуарах (оптимальное — 30-40 мин) за оптимальным значением pH, при котором наиболее интенсивно протекают процессы гидролиза, окисления и хлопьеобразования железосодержащих веществ за состоянием отверстий в дренажных системах фильтров. Чтобы улучшить отмывку верхнего слоя песка в фильтрах от задержанных железистых загрязнений, следует предусматривать устройство для поверхностной промывки и продувки фильтрующего слоя воздухом. [c.31]

Величина А, являющаяся функцией плотности и поверхностного натяжения аэрируемой жидкости, расхода воздуха 7р, частоты вращения п и диаметра мешалки, а также отношения высоты слоя жидкости к диаметру аппарата определяет интенсивность аэрации и перемешивания системы в технологическом аппарате (для одной и той же системы, заполняемой в аппараты одинаковой конструкции до постоянного уровня) [c.261]

Рис. 3.10. Система перфузии по замкнутому контуру с полным контролем параметров среды для выращивания клеток при высокой концентрации микроносителей. КС — культуральный сосуд РЕ — резервуар К —коннектор для смены среды, сбора и т. д. Ф — фильтр ГС — газовый смеситель У — контроллер уровня П — устройство для отбора проб М —магнит Щ — резервуар со щелочью (ЫаОН) ОЭ — кислородный электрод рЭ — pH электрод Н — насосы Н1—среда к резервуару (постоянно) Н2 —среда в культуру (контролируется У) НЗ — щелочь к резервуару (контролируется рН-метром) Т — измеритель скорости тока воздуха гп —поступление газа для поверхностной аэрации гв—поступление газа для пробулькивания

Колебания коэффициента а объясняются колебаниями в характере состава сточных вод, а также в некоторых характеристиках системы аэрации (температура, давление и пр.). Из табл. П1.1 видно, что с уменьшением концентрации загрязнений в сточных водах коэффициент качества сточных вод приближается к единице. В некоторых случаях значение а превосходит единицу в несколько раз. Исследователи объясняют это влиянием поверхностно-актив-ных веществ ПАВ в аэрируемой воде на величину коэффициента массопередачи. При этом отмечено, что при низких концентрациях ПАВ величины Kl, Klu уменьшаются. Затем при более высоких концентрациях ПАВ обе величины начинают возрастать, при этом значения объемного коэффициента массопередачи возрастают более интенсивно по сравнению со значениями коэффициента массопередачи жидкой пленки. Каллэн и Дэвидсон полагают, что при низких концентрациях мицеллы ПАВ адсорбируются на поверхности раздела фаз, создавая барьер диффузии кислорода, а при высоких концентрациях они снова десорбируют в жидкость. Было показано, что величина отклонений коэффициента массопередачи зависела не только от концентрации загрязнений, но и от техники аэрации, гидродинамических условий в аэротенке, а также вида ПАВ. Последние, у которых на границе раздела фаз равновесие адсорбции устанавливается быстро, имеют более глубокое влияние на процесс массопередачи, чем ПАВ, медленно достигающие значения равновесий концентрации на границе раздела фаз. Это означает, что постоянно обновляющаяся поверхность будет менее подвержена влиянию ПАВ, чем поверхность с длительным временем экспозиции. При этом в зависимости от вида ПАВ коэффициент массопередачи может быть как ниже, так и выше значения его в воде, свободной от ПАВ. [c.83]

Возможность ошибочных действий системы при загрязнении сточных вод, поступающих на станцию аэрации, поверхностно-активными веществами. В этом случае концентрация растворенного кислорода изменится не вследствие дыхательного метаболизма активного ила, а из-за изменения условий мас-сопередачи из пузырьков воздуха в иловую смесь. [c.188]

Недостатком аэротенков-отстойников является неравномер--юе распределение активного ила по длине щели вследствие 5ольшой ее протяженности. Этот недостаток устраняется в аэро-генке-отстойнике конструкции МИСИ им. В, В. Куйбышева (рис. 9.12,6), в котором активный ил из зоны отстаивания подсасывается с помощью механического поверхностного аэратора. Применяют также аэротенки-отстойники с пневмомеханической системой аэрации. [c.299]

Обычно источниками воды для систем городского водоснабжения служат реки, природные озера, водохранилища, грунтовые воды, забираемые из скважин глубокого или мелкого заложения. Из скважин, как правило, получают холодную незагрязненную и однородную по качеству воду, которая легко очищается перед подачей ее в городскую водопроводную сеть. Очистка может потребоваться для удаления растворенных газов и нежелательных минеральных веществ. Самая простая обработка (рис. 7.1,а) включает дезинфекцию и фторирование. Вода, добываемая из глубоких скважин, хлорируется в целях приобретения защитных свойств на случай потенциалыного загрязнения в трубоповодах распределительной системы. При использовании скважин мелкого заложения, пополняемых поверхностными водами, хлор одновременно дезинфицирует грунтовые воды и обеспечивает приобретение защитных свойств. Фтор добавляется в воду для уменьшения распространения кариеса зубов. Растворенные железо и марганец при контакте с воздухом окисляются, образуя мелкие частички ржавчины, придающие воде нежелательный цвет. Эти элементы удаляют путем окисления их хлором или марганцовокислым калием и отделения выпавших осадков фильтрованием (рис. 7.1,6). Избыточная жесткость воды устраняется умягчением (рис. 7.1,в). Известь и, если необходимо, соду смешивают с необработанной водой, после чего удаляют выпавший осадок. Для стабилизации свойств воды перед окончательным фильтрованием проводят ее обработку углекислым газом. В процессе обработки грунтовых вод применяют аэрацию, в результате которой удаляются растворенные газы, а вода насыщается кислородом . [c.170]

Обработка поверхностных вод включает следующие стадии предварительное хлорирование с дозами, соответствующими точке перегиба, последующее хлорирование для установления должного уровня остаточного хлора на выходе из очистной установки и повторное хлорирование в выбранных точках распределительной системы для сохранения требуемого уровня свободного остаточного хлора. Введение больших доз хлора может привести к чрезмерно высоким концентрациям остаточного хлора, что сделает воду неприятной для питья или нежелательной для промышленного применения. Для уменьшения содержания остаточного хлора в воде может быть проведено ее дехлорирование, заключающееся в добавлении восстанавливающего агента, часто называемого дехлор. На городских очистных сооружениях для дехлорирования наиболее широко используется двуокись серы в меньшей степени для этой цели применяется бисульфит натрия. Некоторое количество остаточного хлора может быть удалено путем аэрации (с помощью погрул<енных или поверхностных аэраторов). [c.193]

Второй тип аэрационного стабилизационного пруда показан на рис. 11.39. Сжатый воздух вводится через ряды пластиковых труб, установленных поперек дна пруда. Пузырьки воздуха, поднимающиеся на поверхность, обеспечивают вертикальное перемешивание и распределение растворенного кислорода. Глубина воды в аэрационных прудах обычно составляет 3 м используется последовательная схема работы лагун с общим временем пребывания от 25 до 35 сут. Система трубчатой аэрации наиболее успешно применяется в тех местах, где поверхность прудов зимой замерзает на несколько месяцев и для поддержания аэробных условий необходима подача атмосферного воздуха. В районах с таким климатом качество воды, вытекающей из неаэри-руемых факультативных прудов, обычно является неудовлетворительным, а поверхностные аэраторы выходят из строя при образовании льда. [c.328]

Крупномасштабные аэрационные системы часто называют окислительными каналами [10]. По существу, это простые по конструкции длинные каналы, в которых аэрация и циркуляция содержимого осуществляются одновременно горизонтально установленными поверхностными аэраторами. Однако способность к переносу кислорода обычного ротора ограничивает глубину канала величиной 1,8 м. Это означает, что для очистки больших стоков потребны большйе площади. Эти сложности были преодолены с помощью новых роторов (системы Маммут ) или установок новой конфигурации (типа Карусель ) (рис. 1.2) [10]. Основные преимущества окислительных каналов, не считая их простоты, что важно для небольших населенных пунктов в сельской местности, заключаются в следующем нет необходимости в предварительном отстойнике высокая защитная способность канала [c.9]

Следует отметить и другие важные аспекты этой проблемы. Во-первых, даже в некоалесцирующих системах хорошее перемешивание газа будет происходить только в воронке, образуемой мешалкой, благодаря рециркуляции диспергируемого воздуха [397]. Конечно, некоалесцирующие системы могут благодаря этому механизму иметь более высокий уровень перемешивания газовой фазы, чем коалесцирующие, поскольку маленькие пузырьки, образующиеся в первых, лучше участвуют в рециркуляции, чем большие пузырьки, образующиеся в последних. Во-вторых, поверхностная аэрация увеличивает, хотя и в незначительной степени, количество воздуха, получаемого с помощью глубинной аэрации [397, 398]. Подробности о реакторах такого типа приведены в [399]. [c.201]

В зарубежной практике искусственной аэрации получили распространение аэраторы "Ворти-микс", которыми оборудуют высокопроизводительные аэротенки (аэроакселераторы) и "Дорр Оливер". Аэратор "Дорр Оливер" сочетает искусственную подачу сжатого воздуха с поверхностной аэрацией. Он представляет собой две (или более) крыльчатки открытого типа диаметром 0,91—1,84 м, закрепленные на общем вертикальном валу, приводимом в движение мотор-редуктором. Верхняя крыльчатка закреплена на глубине 32,5 см от поверхности воды, нижняя - на 75 см от дна аэротенка. Частота вращения крыльчаток аэратора 50-150 мин 1. Сжатый воздух от нагнетателя вводится под аэратор по трубчатому перфорированному кольцу с отверстиями диаметром 20—30 мм. Благодаря интенсивному перемешиванию газожидкостной среды и развитой поверхности контакта фаз степень использования кислорода подаваемого воздуха достигает 20—25%, что в 2—2,5 раза выше, чем при пневматической системе азрации. [c.89]

У растений, корни которых постоянно испытывают недостаток содержания кислорода, в процессе длительной эволюции появились разнообразные изменения в морфолого-анатомиче-ском строении тканей разрастания основания стебля, образование дополнительной поверхностной корневой системы, вентиляционных систем межклетников, аэренхимы, необходимых для транспорта кислорода из надземных частей растения в корни. Эти приспособления способствуют тому, что растение получает возможность избежать действия неблагоприятного фактора. В обеспечении кислородом корневой системы, наиболее часто страдающей от недостатка атмосферного кислорода, существенна роль листьев, а у древесных — и чечевичек ветвей и стволов, У ряда растений доля кислорода, поступающего в корни за счет транспорта его из надземной части, составляет 8 — 25% от потребляемого в условиях нормальной аэрации. [c.430]

Для прогаоза дальнейшего изменения качества природных вод под техногенным воздействием необходимо установление основных компонентов-зафязнителвй и источников их поступления в воду, построение теоретической модели процессов формирования качества природных вод и создание на ее основе расчетной модели мифации компонентов-загрязнителей в системе зона аэрации - поток подземных вод - поверхностные воды . [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология