Расчет кинетики процесса биологической очистки

Направим кубовый остаток после ректификации на биологическую очистку, исходная концентрация N-метилформамида С0 = 1,6 г/л = 16000 мг/л и по условию задачи, разбавляем в 10 раз. Необходимо произвести снижение концентрации N-метилформамида до ПДК Ск = 10 мг/л см. (приложение 1) путем биохимического разложения.

Например, известно, что разложение N-метилформамида описывается кинетическим уравнением первого порядка с константой скорости k = 0,32 ч-1.

Уравнение кинетики первого порядка

Разделяем переменные и интегрируем это уравнение

,(5.5.1)

где С0, С - концентрации N-метилформамида в моменты времени 0 и t. Подставляем в него исходные данные С0 = 1600 мг/л и k = 0,32 ч-1 и получаем уравнения, которые позволяет прогнозировать изменение концентрации N-метилформамида и скорости процесса во времени.

(5.5.2)

(5.5.3)

Для построения кинетической кривой по уравнениям (5.5.2) и (5.5.3) рассчитываем изменение концентрации и скорости процесса в произвольные моменты времени до достижения концентрации N-метилформамида ниже ПДК. Полученные данные сводим в табл. 5.5.1.

Таблица 5.5.1. Кинетика биохимического разложения N-метилформамида

t

,

ч

1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

ln

C

7,06

6,42

5,78

5,14

4,50

3,86

3,22

2,58

1,94

-1,30

C

, мг/л

1164

614

324

171

90

47

25

13

7

0,27

W

, мг/ч

×

л

372

196

104

55

29

15

8

4,2

2.2

0,086

Из табл. 5.5.1 видно, что ПДК может быть достигнута за время менее 17 ч. Скорость разложения N-метилформамида велика в начале процесса, когда концентрация N-метилформамида в растворе большая, а затем быстро уменьшается из-за снижения движущей силы процесса - разницы рабочей и равновесной концентрации. Кинетические кривые, построенные согласно вычислениям, приведены на рис. 5.5.1: наблюдается линейная зависимость lnC=f(t), конечный участок кинетической кривой представлен в большем масштабе (правая ось и правая кривая).

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи по экологии

Проектирование и озеленение многофункционального парка Водохранилище Дрозды
Расширение городов автоматически влечет за собой катастрофическое уменьшение лесных ресурсов. Увеличение промышленных зон, транспортных артерий, прокладка новых дорог, строительство жилых ма ...

Экологические проблемы цементного производства
Цементная отрасль наряду с металлургией, электроэнергетикой, химией и машиностроением определяет экономический потенциал и уровень промышленного развития страны. Динамично развивающийся строительно-ин ...

Проблемы природопользования и землепользования в сельскохозяйственном производстве
Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - это по существу использование природ ...