Моделювання кінетики процесу видалення сполук заліза в біореакторі

Присяжнюк, І. М.; Квартенко, О. М.

Головна сторінка IRChNUT
→
ПЕРІОДИЧНІ ВИДАННЯ НУ «Чернігівська політехніка»
→
Технічні науки та технології: науковий журнал
→
2017
→
№4 (10)
→
Перегляд матеріалів

dc.contributor.author	Квартенко, О. М.
dc.contributor.author	Присяжнюк, І. М.
dc.date.accessioned	2015-09-22T12:38:53Z
dc.date.accessioned	2018-02-25T01:50:41Z
dc.date.available	2015-09-22T12:38:53Z
dc.date.available	2018-02-25T01:50:41Z
dc.date.issued	2017
dc.identifier.uri	http://ir.stu.cn.ua/123456789/15823
dc.description	Квартенко, О. М. Моделювання кінетики процесу видалення сполук заліза в біореакторі / О. М. Квартенко, І. М. Присяжнюк // Технічні науки та технології. – 2017. – № 4 (10). – C. 247-254.	en_US
dc.description.abstract	Актуальність теми дослідження. Проведений аналіз сучасних технологій очищення підземних вод показав, що одним із перспективних методів є метод біохімічного знезалізнення за допомогою залізобактерій. Постановка проблеми. У зв’язку із застосуванням технології біохімічного знезалізнення підземних вод на станціях, які будуються, а також його впровадженням при реконструкції діючих станцій, постало питання щодо подальшого розвитку моделювання кінетики процесу видалення сполук заліза в біореакторах. Аналіз останніх досліджень та публікацій. Існуючі математичні моделі видалення сполук заліза в основному описують фізико-хімічні процеси знезалізнення підземних вод за методом спрощеної аерації – фільтрування. Вирішенню цієї проблеми присвячені роботи закордонних та вітчизняних учених. Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Моделювання кінетики процесу біохімічного вилучення сполук заліза в біореакторі за допомогою залізобактерій. Виклад основного матеріалу. Внаслідок всебічного вивчення процесу біохімічного окиснення сполук заліза за допомогою залізобактерій була запропонована кінетична модель, компонентами якої були концентрації заліза, додаткового неорганічного вуглецю у вихідній воді, а також концентрації утворених біомінералів. Крім того, враховувалися середні величини біомаси мікроорганізмів як в одиниці об’єму вихідної води, так й іммобілізованої в контактному завантаженні біореактора. На відміну від існуючих кінетичних моделей було враховано вплив залізобактерій, які знаходяться у вихідній воді, на динаміку їх розвитку в контактному завантаженні біореактора. Висновки. Запропонована біохімічна модель описує кінетичні процеси очищення води від сполук заліза залежно від зміни чисельності залізобактерій, які проходять через біореактор, а також тих, які закріплені на поверхні контактного завантаження та створених ними структурах. Комп’ютерна реалізація моделі дозволить прогнозувати зміну ефективності очищення залежно від концентрації іонів Fe2+, вмісту залізобактерій, присутності додаткового джерела вуглецю, швидкості фільтрування, а також враховувати зміну показників якості вихідної води.	en_US
dc.language.iso	uk	en_US
dc.publisher	Чернігів: ЧНТУ	en_US
dc.relation.ispartofseries	Технічні науки та технології; № 4 (10)
dc.subject	залізобактерії	en_US
dc.subject	кінетика	en_US
dc.subject	конвективний перенос	en_US
dc.subject	сполуки заліза	en_US
dc.subject	структури біомінералів	en_US
dc.subject	іron bacteria	en_US
dc.subject	kinetics	en_US
dc.subject	convective transport	en_US
dc.subject	iron compounds	en_US
dc.subject	matrix structures of biominerales	en_US
dc.subject	железобактерии	en_US
dc.subject	кинетика	en_US
dc.subject	конвективный перенос	en_US
dc.subject	соединения железа	en_US
dc.subject	структуры биоминералов	en_US
dc.title	Моделювання кінетики процесу видалення сполук заліза в біореакторі	en_US
dc.title.alternative	Modelling the kinetics of ferrum compouunds removal in a bioreactor	en_US
dc.title.alternative	Моделирование кинетики процесса удаления соединений железа в биореакторе	en_US
dc.type	Article	en_US
dc.description.abstractalt1	Urgency of the research. The analysis carried out of present-day technologies for treating underground waters showed that one of the promising methods was the method of biological deferrization with the help of ferrum bacteria. Target setting. In connection with the application of the technology of biochemical disinfection of groundwater at the stations under construction, as well as its implementation during the reconstruction of existing stations, the question arose about the further development of the kinetics of the removal process of iron compounds in bioreactors. Actual scientific researches and issues analysis. Existing mathematical models of ferrum compounds removal describe in the main the physico-chemical processes of the deferrization of uderground waters by the method of simplified aeration- filtration. To the solution of this problem are devoted works by foreign and native scientists. Uninvestigated parts of general matters defining. Modeling of the kinetics of the process of biochemical extraction of iron compounds in a bioreactor using iron bacteria. The statement of basic materials. Because of the comprehensive study of the process of biochemical oxidation of iron compounds with the help of iron bacteria, a kinetic model was proposed, the components of which used concentrations of iron, additional inorganic carbon in the source water, as well as the concentration of generated biominals. In addition, the average values of biomass of microorganisms are taken into account in both unit volume of the source water and immobilized in the contact loading of the bioreactor. In contrast to the existing kinetic models, the effect of iron bacteria in the source water was taken into account, on the dynamics of their development in the contact loading of the bioreactor Conclusions. The proposed biochemical model describes kinetic processes of water treatment from ferrum compounds depending on the changing concentrations of ferrum bacteria which pass through the bioreactor, and also those ones fixed on the surface of the contact loading and formed matrix structures. The computer implementation of the model will permit to foretell the change of treatment efficiency depending on the ions Fe2+ concentration, the content of ferrum bacteria, the availability of the additional source of carbon, the filtration rate and also to take into account changing indices of the quality of outlet water.	en_US
dc.description.abstractalt2	По результатам проведенного анализа технологий очистки подземных вод была установлена перспективность применения биохимического метода. Существующие модели в основном описывают процессы абиотического удаления соединений железа. На основе современных концепций в работе рассмотрено моделирование процесса кинетики удаления соединений железа в биореакторе с закрепленными консорциумами железобактерий. При моделировании были учтены ряд значимых факторов: концентрации ионов Fe2+, неорганического углерода, образованных железобактериями матриксных структур в двух фазах, а также средние величины биомассы микроорганизмов, как в единице объема исходной воды, так и закрепленной в загрузке биореактора. Кроме того рассмотрена возможность модификации модели в зависимости от параметров качества исходной воды.	en_US