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

Экологические процессы и методы их исследования
Актуальность темы исследования состоит в том, что проблема предотвращения отрицательных воздействий материально-производственной деятельности человечества на естественное окружение, ставш ...

Флора лесных сообществ островной поймы реки Волги в административных границах Саратовского района
Проблема сохранения биологического разнообразия является одной из ключевых проблем глобальной экологии (Юрцев, 1991), пути к решению которой пролегают через изучение и охрану природных экос ...

Энергоэффективность и ресурсосбережение – вклад СКК, польза для всех
Сейчас человек уже не может обойтись без электрического света, тепла батарей в квартире, продукции, создающей наш привычный комфорт. Человек привыкает к новым благам цивилизации, на кото ...