Теоретичний аналіз процесів сумісного очищення стічних вод від органічних забруднень і сполук азоту в біореакторах з використанням біоплівкових моделей

Abstract

Запропоновано математичні моделі та розрахунки параметрів сумісного біологічного очищення стічних вод від органічних забруднень і амонійного азоту в біореакторах-аеротенках з додатковим облаштуванням в їх об’ємі закріпленого біоценозу у вигляді біоплівки. Розглянуто питання, пов’язані з формуванням гетерогенної структури біоплівки із різних бактерій і обґрунтовано для подальшої реалізації балансові рівняння з кінетичними реакціями, що описують сумісне вилучення органічних забруднень і азоту в біоплівці з врахуванням кисневого режиму. В результаті реалізації розроблених моделей із врахуванням різних факторів впливу на процеси сумісного очищення органічних забруднень і азоту запропоновані рекомендації по розрахунку параметрів сумісного очищення, зокрема, встановлені граничні умови існування потрібних бактерій, при яких відбувається одночасне вилучення органічних забруднень і азоту, і який із субстратів органічних забруднень, азот чи кисень буде лімітувати процес очищення.

The mathematical models and the parameter calculations of the simultaneous wastewater treatment from the organic contaminants and ammonium nitrogen compounds in the bioreactors-aerotanks with additional fixed biocenosis as a biofilm in their volume are proposed. The questions connected with the heterogeneous structure of biofilm from different bacteria and the substantiation of the balance equations system with kinetic reactions for following their realization which is describing the simultaneous removal OC and N in biofilm taking into account the oxygen regime O2 are considered. As a result of the realization of the created models taking into account the influence of the different factors on the simultaneous wastewater treatment from OC and N processes the recommendations for parameter calculations are proposed. Besides the boundary conditions of necessary bacteria presence at which the simultaneous removing of the OC and N have occurred and at which conditions some of the substrates will limit the wastewater treatment processes are determined.