Системы аэрации и конструкции аэротенков

формации уравнения Михаэлиса в линейную функцию. Наиболее широкое применение получили уравнения, предложенные Лайнуивером и Бэрком:

При обработке экспериментальных данных по уравнению (4.256) по оси ординат откладываются величины, обратные стационарной скорости реакции, а по оси абсцисс— величины, обратные соответствующим концентрациям субстрата. При этом, если реакция подчиняется уравнению Михаэлиса, получается прямая, отсекающая на оси ординат отрезок, соответствующий 1/V. Продолжение прямой до пересечения с осью абсцисс отсекает на последней отрезок, соответствующий 1/К_т.

С момента создания теории Михаэлиса и Ментен (1913 г.) теория кинетики ферментативных реакций была усовершенствована работами Афанасьева (1949 г.), Лейдле-ра и Хоара (1950 г.), Пасынского (1955 г.).

Уравнение Михаэлиса—Ментен нашло очень широкое распространение в изучении биохимических реакций. Строго говоря, оно применимо лишь в тех случаях, когда изучается какая-либо одна определенная ферментативная реакция.

Однако основные положения расчетного уравнения Михаэлиса—Ментен, а также позднее предложенных уточненных уравнений (Герберта и др.) применяют и к описанию сложного комплексного механизма биохимического окисления загрязнений сточных вод, когда одновременно протекают самые разнообразные реакции с участием множества различных ферментных систем. Разумеется, такое применение указанных уравнений вызывает целый ряд возражений, но оно может быть оправдано, если точность получаемых результатов оказывается достаточной для решения технических задач.

В технике очистки сточных вод под субстратом подразумевают концентрацию загрязнений по БПК, а под концентрацией фермента — концентрацию ила.

Перенося интерпретацию уравнения Михаэлиса—Ментен на случай биологической очистки сточных вод, принимают, что в условиях высоких нагрузок на активный ил, когда концентрация органических загрязнений выше накопительной способности ила, скорость очистки V максимальна и процесс не зависит от БПК смеси. Когда углерод-содержащих загрязнений становится мало, реакция переходит в область реакции первого порядка и зависит вначале от концентрации активного ила, а затем от концентрации остающихся загрязнений, т. е. от БПК*. В стадии эндогенного дыхания скорость реакции самоокисления описывается также уравнением первого порядка относительно концентрации активного ила.

Если очистка сточных вод происходит в аэротенке-смесителе, то, как уже указывалось выше, при постоянной нагрузке загрязнений на ил скорость процесса также постоянна и находится в какой-то одной кинетической области; если же очистку воды проводят в аэротенке-вытеснителе, то скорость реакции несколько раз изменяется и может быть описана системой уравнений или же одним обобщающим уравнением, но с большим числом входящих в него экспериментально определяемых констант. Учитывая сложность кинетических представлений, различных в зависимости от выбранного типа аэротенка, т. е. от гидродинамических условий перемешивания в объеме сооружения, в настоящее время расчет аэротенков проводят по обобщенному показателю — скорости окисления, принимаемой средней за весь период очистки. Численные значения скорости процесса были определены в результате анализа большого количества данных эксплуатации советских и зарубежных очистных станций, а также анализа результатов научно-исследовательских работ.

Системы аэрации и конструкции аэротенков

Выше отмечалось, что применительно к аэротенкам следует различать системы аэрации: 1) пневматическую; 2) механическую; 3) смешанную, или комбинированную.

Пневматическая аэрация. В зависимости от типа применяемых аэраторов различают мелко-, средне- и крупнопузырчатую аэрацию. При мелкопузырчатой аэрации крупность пузырьков воздуха составляет 1—4 мм, при среднепузырчатой — 5—10 мм, при крупнопузырчатой — более 10 мм.

К мелкопузырчатым аэраторам относятся керамические, тканевые и пластиковые аэраторы, а также аэраторы форсуночного и ударного типов, к среднепузырчатым — перфорированные трубы, щелевые аэраторы и др.; к крупнопузырчатым — открытые снизу вертикальные трубы, а также сопла.

Читайте далее >>