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

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.

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

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).

Еще статьи по экологии

Экология внутренней среды здания. Формирование безопасных условий труда и защита окружающей среды на производственном участке
Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в целом, природа является средой жизни и единственным источником необходимых для существов ...

Экологические последствия ядерной войны
В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой ц ...

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 ...