Сравнение биореакторов с активным илом и с подвижной загрузкой
Часть 1. Кинетический подход к оценке эффективности (в порядке обсуждения)

Аннотация

Целью настоящей работы является анализ условий, при которых биореакторы с подвижной загрузкой действительно превосходят традиционные системы с активным илом по производительности. Объектом исследования являются кинетические и диффузионные процессы, определяющие скорость потребления субстрата в обоих типах реакторов. В исследовании использованы модели Моно, дополненные аналитическими уравнениями, описывающими потребление субстрата в биопленке с учетом диффузионных ограничений. Рассматриваются режимы, при которых кинетика потребления субстрата в биопленке переходит от нулевого порядка к порядку 0,5 и первому порядку в зависимости от концентрации субстрата, толщины биопленки и коэффициента диффузии. Предложено аналитическое выражение для определения предельной концентрации субстрата, при достижении которой окислительная мощность биореактора с подвижной загрузкой превышает аналогичный показатель биореактора с активным илом. Приведены численные примеры и инженерные формулы для практического применения. Полученные результаты позволяют оценить реальный потенциал биореакторов с подвижной загрузкой и выделить те случаи, когда их применение действительно оправдано с точки зрения кинетики и диффузии, а не воспринимается как универсальное решение.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , активный ил , биопленка , подвижная загрузка , кинетика Моно , диффузионные ограничения , критерий проницаемости , предельная концентрация