Analiza wpływu warunków napowietrzania na właściwości stacjonarne kaskad biochemicznych w procesie degradacji aerobowej
Author
Siudzińska, Renata
Promoter
prof. dr hab. inż. Bolesław Tabiś
Release date
2005
Publisher
[s.n.]
Language
Polish
Abstract
Praca dotyczy analizy nieliniowej wpływu warunków napowietrzania na właściwości stacjonarne bioreaktorów przepływowych, w których przebiega proces aerobowej biodegradacji związku toksycznego w warunkach inhibicji. Środowisko reakcji zostało opisane modelem heterogenicznym, uwzględniającym międzyfazowe przenoszenie tlenu. System zawiera czystą kulturę bakteryjną Pseudomonas putida i fenol, stanowiący źródło węgla i energii. Do opisu szybkości namnażania biomasy i zużywania się substratów zastosowano dwusubstratowy model kinetyczny, opisujący wzrost Pseudomonas putida w środowisku zawierającym fenol. Rozważono trzy układy technologiczne z częściowym zagęszczaniem i recyrkulacją biomasy: a) bioreaktor pojedynczy, b) kaskadę dwóch bioreaktorów, c) kaskadę trzech bioreaktorów. Dla każdego z wymienionych obiektów opracowano model matematyczny dla warunków ustalonych. Ostatecznie modele przedstawiono w postaci bezwymiarowej, jako układy n-równań nieliniowych. Analizę stabilności wykonano z wykorzystaniem metody kontynuacji. Obliczenia prowadzono w szerokim zakresie parametrów technologicznych dla procesu aerobowej biodegradacji fenolu. Wyboru zakresów parametrów procesowo-ruchowych dokonano w oparciu o wyniki badań doświadczalnych i praktykę przemysłową. Wyniki zaprezentowano w postaci dwóch rodzajów wykresów: a) gałęzi rozwiązań stacjonarnych, b) przekrojów katastroficznych, czyli struktury stanów stacjonarnych. Analiza wykresów pozwoliła na wyciągnięcie wielu interesujących wniosków. Do najważniejszych należy potwierdzenie, że niedostateczne napowietrzanie środowiska reakcji może limitować wzrost biomasy. Przekroje katastroficzne pokazują zakresy zmienności parametrów procesowych, dla których można bezpiecznie prowadzić proces aerobowej biodegradacji fenolu. Chociaż większość wniosków ma charakter poznawczy, część z nich może być przydatna w praktyce do bezpiecznego prowadzenia procesów biodegradacji aerobowej w przepływowych bioreaktorach z częściowym zagęszczaniem i recyrkulacją biomasy.
PKT classification
332321 Mikrobiologia szczegółowa
622700 Ścieki
252500 Chemia organiczna
332300 Mikrobiologia
620000 Gospodarka wodna
250000 Chemia
330000 Nauki biologiczne
Department
Faculty of Chemical Engineering and Technology
License
Zasób udostępniany w ramach tzw. dozwolonego użytku (art. 28 u. o pr. a.)
Access rights
Zasób dostępny wyłącznie z komputerów Biblioteki PK
