Частицы носителя биомассы ЧНБ

Содержание биомассы в системах с иммобилизованными клетками определяется не так просто, как в системах со свободными клетками, а как произведение числа частиц носителя в единице объема Пч и среднего содержания биомассы в частице гПц плюс все суспендированные клетки, т. е. /Пч ч + X- [c.182]

После отбора репрезентативного образца для определения действительного содержания биомассы ее следует отделить от носителя. В случае стальных ЧНБ применяют высушивание биомассы вместе с частицами носителя, после чего частицы взвешивают, а биомассу удаляют путем вымачивания в растворе гипохлорита натрия. Очищенные частицы вновь взвешивают, эту массу вычитают из общей массы сухого вещества. Такая методика также может быть использована при определении содержания биомассы на твердых частицах носителя, если биомасса не полностью отделяется от частиц при высушивании. Из полиуретановых ЧНБ биомасса может быть извлечена путем отжимания и выполаскивания. Массу сухого вещества определяют при этом после фильтрования, промыва и высушивания клеток. [c.187]

Заиливания в биофильтрах с нисходящим потоком можно избежать, применяя синтетические насадки с большим свободным объемом, что создает высокую свободную поверхность и обеспечивает хорошее орошение насадки сточными водами. Носитель может представлять собой случайным образом уложившиеся частицы, а также трубки или листы, смонтированные так, чтобы достигался максимальный контакт между жидкостью и твердой насадкой, покрытой биомассой. Компоновка реактора с нисходящим током имеет то преимущество, что биогаз, поднимаясь навстречу току жидкости, может обеспечить эффективное распределение потока без специального дорогого или сложного оборудования. Большой свободный объем насадки позволяет перерабатывать стоки с высокой нагрузкой и допускает наличие в них некоторого количества твердых частиц. [c.76]

Измерение содержания биомассы в большинстве типов реакторов с иммобилизованными клетками встречает значительные трудности. Эти трудности связаны с получением репрезентативных проб частиц и отделением биомассы от носителя. [c.186]

Методики внедрения клеток в готовые пористые структуры чрезвычайно похожи на применяемые при естественном прикреплении. Клетки свободно диффундируют в пористые структуры и, увеличиваясь в размере по мере роста, попадают в ловушку . Этот процесс может происходить на микроскопическом уровне на частицах микропористого носителя, например кирпича, кокса, керамики, пористого стекла или кизельгура, в которых поры соизмеримы с размерами клеток, или на макроскопическом уровне, где частицы имеют большие поры (до 0,1 мм). Примером таких крупнопористых частиц являются частицы носителя биомассы (ЧНБ), разработанные Аткинсоном с сотр. [324]. Эти частицы представляют собой крупнопористые структуры, изготовленные из прочной стальной проволоки, скрученной в клубок, или из сетчатого пенополиуретана, нарезанного в виде кубиков. Иммобилизация на этих частицах основана на способности клеток как образовывать флокулы, так и прикрепляться к нитям носителя, и может рассматриваться скорее как включение в ячейки, а не в поры. Использование ЧНБ в различных случаях описано Блэком и Веббом [325]. Естественно внедрившиеся клетки защищены от механического отрыва под влиянием внешних воздействий, но не отделены от окружающей среды какой-либо границей, поэтому нельзя считать рабочую среду свободной от клеток. Преимуществом данного метода иммобилизации является то, что клетки, растущие вне частиц, уничтожаются трением частиц друг о друга или потока жидкости о частицы, и таким способом удобно управлять ростом клеток. [c.172]

V — 4,15 и, в переходной области, применяемой для большинства частиц, е = 0,6. Таким образом, в псевдоожиженном слое для частиц, покрытых тонкой биопленкой, когда р = 0,3, рост биопленки снижает скорость осаждения, в то время как при р = 0,5 — наоборот [уравнение (2.21), рис. 2.12]. Понятно, что если Р = 1, как в случае с флокулированной биомассой, рост биомассы всегда увеличивает скорость осаждения. При 20 °С для псевдоожиженного слоя, содержащего песок плотностью 2650 кг/м и биомассу плотностью 1002 кг/м , из уравнения (2.19) следует, что р = 0,001. Следовательно, частицы носителя будут подниматься, пока растет толщина биомассы в псевдо- [c.83]

Промышленные реакторы, содержащие иммобилизованные клетки, часто работают в режиме псевдоожиженного слоя. В случае использования частиц носителя небольших размеров обеспечивается максимум площади поверхности, доступной для роста биопленки. Ожижение приводит также к соударениям частиц друг с другом и со стенкой реактора, что в случае растущих иммобилизованных клеток позволяет эффективно управлять количеством биомассы, ассоциированной на каждой частице, и таким образом препятствовать ее накоплению и засорению реактора. [c.184]

Хотя в случае твердых частиц носителя использование пористых частиц подразумевает способность организма колонизировать частицу, содержание биомассы легко регулируется и в реакторах с барботажем, содержащих такие частицы. Пока клетки находятся в порах, избыточная биомасса, накапливающаяся благодаря клеточному росту снаружи частицы, легко удаляется при трении частиц друг о друга и о стенки реактора. В случае гифомицетов требуется значительное усилие для удаления избыточной биомассы, в этом случае для создания необходимого трения используется промывание насадки сильной струей жидкости. Для тех условий, при которых частицы не заполняются биомассой, содержание последней может быть функцией концентрации субстрата в реакторе и регулируется скоростью диффузии в частицу и из нее [369]. В ЧНБ из полиуретана содержание биомассы также зависит от размера пор [343], но эта зависимость высоко видоспецифична, поэтому отсутствуют общие правила подбора размера пор. [c.186]

Однако наличие пузырьков газа негативно сказывается на иммобилизованной биомассе. Они вызывают, в частности, отрыв биопленки от частиц носителя, например, в случае очистки сточных вод в псевдоожиженном слое. [c.188]

ZLnH пуска анаэробных реакторов с псевдоожиженным слоем важное значение имеет выбор носителя, закрепления микрофлоры на частицах носителя и скорость нагрузки по ХПК во время пуска. В качестве носителя чаше всего используют песок с оптимальным диаметром частиц О,3-0,5 мм. Это обеспечивает высокую концентрацию биомассы в биореакторе с псевдоожиженным слоем. Сушествует два способа подачи ила в реактор периодический и непрерывный. В первом случае ил добавляется в реактор перед подачей сточной воды и используется для обработки в течение нескольких недель. Во втором случае ил непрерывно подается в реактор вместе со сточной водой. Установлено, что быстрый пуск реактора возможен при использовании максимальной нагрузки ХПК при коротком времени гидравлического удерживания (1 сут). [c.98]

В фильтрах с псевдоожиженным слоем загрузка поддерживается во взвешенном состоянии турбулентным восходяш,им потоком. Это взвешенное состояние может быть, конечно, достигнуто и без восходящего потока, а путем перемешивания. Реактор, в котором осуществляется такой принцип, называют реактором со взвешенной биопленкой, (рис. 5.19). Здесь просматривается связь с реактором с активным илом. Различие состоит только в том, что в реактор со взвешенной биомассой специально помещают инертный носитель, на котором закрепляется биомасса. Таким образом, разделение в таком реакторе улучшается потому, что либо загрузка утяжеляет каждую отдельную частицу, либо более крупные частицы с биопленкой легче удерживаются в реакторе (благодаря их более высокой скорости оседания). Однако для поддержания вещества в таком реакторе во взвешенном состоянии могут понадобиться большие затраты энергии па создание турбулентного потока. В то же время дело усложняется еще и тем, что добавляемая загрузка с выросшей на ней биомассой должна обрабатываться в иловой секции очистной станции. Таким образом, конструкции со специальным введением загрузки в системы с активным илом пока еще находятся в стадии разработки. [c.221]

В реакторе Окситрон в качестве носителя используется песок (диаметр частиц 250—500 мкм) к перенос кислорода осу ществляется пропусканием входного потока (отстоявшихся сточных вод) через барботер, в который подается чистый кислород. В реакторе, описанном Хойландом и Робинсоном [28], средняя концентрация биомассы составляла 10—14 кг/м Распределение жидкости достигалось тем, что она инжектировалась снизу в коническое днище аппарата [29]. Известны три метода удаления избыточной биомассы из реактора, содержащего в качестве носителя песок [29—31]. Все они основаны на очищении песка от биомассы. Разница между ними состоит в том, каким способом после этого уплотняют ил, независимо от того, происходит ли очистка в аппарате или вне его и есть ли необходимость во вторичном отстойнике. [c.24]

Наиболее важным критерием при проектировании реакторов с псевдоожиженным слоем является тип используемой насадки, так как энергия, потребная для ожижения, — самая существенная статья расхода в общей стоимости процесса, — может быть уменьшена за счет более мелких частиц насадки с более низкой плотностью. Выбор насадки часто основывается на ее рентабельности и пригодности к данному применению. Биомасса прикрепляется и растет на различных материалах. В качестве носителей используются глинозем, стеклянная дробь, антрацит, гранулированный активный уголь, цесок и полимерные частицы. Среди всех этих материалов наиболее популярен песок из-за своей дешевизны и доступности. Он тщательно сортируется, используются примерно однородные песчинки размером 0,2—1 мм. Потеря напора в псевдоожиженном слое не зависит от размера частиц насадки, но мощность, необходимая для перевода частиц в псевдоожиженный слой, пропорциональна их размеру и плотности. Скорость осаждения отдельной частицы описывается следующим общим выражением [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология