Дослiдження впливу конструкцiйних та режимних параметрiв на ефективнiсть систем бiохімічного очищення викидiв
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133316Ключові слова:
біологічне очищення викидів, конструктивні і режимні параметри, біореактор, ефективність очищенняАнотація
Розроблена методика оцінки ефективності систем біоочищення від газоподібних викидів, що містять шкідливі речовини, які розчиняються, не розчиняються у воді, а також забруднень, розчинених у воді. Методика базується на раніше розроблених математичних моделях відповідних нестаціонарних процесів біоокиснення. На основі аналізу 27 варіантів проектних рішень показані реальні можливості установок біоочищення, оцінено вплив конструктивних і режимних параметрів на ефективність систем біодеструкції метану, сірководню та формальдегіду. Отримані в результаті числових експериментів результати в кількісному відношенні свідчать про необхідність обліку зміни інтенсивності надходження забруднення в процесі заповнення місткості. Встановлено, що збільшення продуктивності установки за об'ємом газоповітряній суміші N викликає зменшення концентрації метану на вході в біореактор і призводить до зменшення ступеня очищення до 62 %. Збільшення інтенсивності надходження сірководню в реактор призводить до зменшення ступеня очищення від 98 до 95 %, а збільшення початкової концентрації біомаси в 1,7 разу викликає зменшення концентрації сірководня у воді з 2,5 до 1,1 г/м3. Спостерігається також значне зменшення середньої питомої біоокиснювальної потужності із зростанням робочого простору, в якому відбувається завершальна стадія процесу очищення викидів від формальдегіду.
Виявлені закономірності є інструментом підвищення якості проектних рішень і зростання ефективності режимів біоокиснення в процесі експлуатації систем біологічної очистки газів
Посилання
- Kennes, C., Rene, E. R., Veiga, M. C. (2009). Bioprocesses for air pollution control. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 84 (10), 1419–1436. doi: 10.1002/jctb.2216
- Shestopalov, O., Pitak, I. V. (2014). Analysis of existent processes and devices of bioscrubbing gas emissions. Technology audit and production reserves, 3 (5 (17)), 49–52. doi: 10.15587/2312-8372.2014.25373
- Seedorf, J. (2013). Biological exhaust air treatment systems as a potential microbial risk for farm animals assessed with a computer simulation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93 (12), 3129–3132. doi: 10.1002/jsfa.6106
- Iranpour, R., Cox, H. H. J., Deshusses, M. A., Schroeder, E. D. (2005). Literature review of air pollution control biofilters and biotrickling filters for odor and volatile organic compound removal. Environmental Progress, 24 (3), 254–267. doi: 10.1002/ep.10077
- Estrada, J. M., Bernal, O. I., Flickinger, M. C., Muñoz, R., Deshusses, M. A. (2014). Biocatalytic coatings for air pollution control: A proof of concept study on VOC biodegradation. Biotechnology and Bioengineering, 112 (2), 263–271. doi: 10.1002/bit.25353
- Hernández, J., Dorado, A. D., Lafuente, J., Gamisans, X., Prado, Ó. J., Gabriel, D. (2016). Characterization and evaluation of poplar and pine wood in twin biotrickling filters treating a mixture of NH3, H2S, butyric acid, and ethylmercaptan. Environmental Progress & Sustainable Energy, 36 (1), 171–179. doi: 10.1002/ep.12491
- Liu, D., Feilberg, A., Hansen, M. J., Pedersen, C. L., Nielsen, A. M. (2015). Modeling removal of volatile sulfur compounds in a full-scale biological air filter. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 91 (4), 1119–1127. doi: 10.1002/jctb.4696
- Rojo, N., Muñoz, R., Gallastegui, G., Barona, A., Gurtubay, L., Prenafeta-Boldú, F. X., Elías, A. (2012). Carbon disulfide biofiltration: Influence of the accumulation of biodegradation products on biomass development. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 87 (6), 764–771. doi: 10.1002/jctb.3743
- Malhautier, L., Cariou, S., Legrand, P., Touraud, E., Geiger, P., Fanlo, J.-L. (2014). Treatment of complex gaseous emissions emitted by a rendering facility using a semi-industrial biofilter. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 91 (2), 426–430. doi: 10.1002/jctb.4593
- Song, T., Yang, C., Zeng, G., Yu, G., Xu, C. (2012). Effect of surfactant on styrene removal from waste gas streams in biotrickling filters. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 87 (6), 785–790. doi: 10.1002/jctb.3717
- Álvarez-Hornos, F. J., Volckaert, D., Heynderickx, P. M., Van Langenhove, H. (2012). Removal of ethyl acetate, n-hexane and toluene from waste air in a membrane bioreactor under continuous and intermittent feeding conditions. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 87 (6), 739–745. doi: 10.1002/jctb.3734
- Nelson, M., Bohn, H. L. (2011). Soil-Based Biofiltration for Air Purification:Potentials for Environmental and Space LifeSupport Application. Journal of Environmental Protection, 02 (08), 1084–1094. doi: 10.4236/jep.2011.28125
- González-Sánchez, A., Arellano-García, L., Bonilla-Blancas, W., Baquerizo, G., Hernández, S., Gabriel, D., Revah, S. (2014). Kinetic Characterization by Respirometry of Volatile Organic Compound-Degrading Biofilms from Gas-Phase Biological Filters. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (50), 19405–19415. doi: 10.1021/ie503327f
- Shareefdeen, Z., Aidan, A., Ahmed, W., Khatri, M. B., Islam, M., Lecheheb, R., Shams, F. (2010). Hydrogen Sulphide Removal Using a Novel Biofilter Media. International Journal of Chemical and Molecular Engineering, 4 (2), 145–148.
- Shareefdeen, Z. M., Ahmed, W., Aidan, A. (2011). Kinetics and Modeling of H2S Removal in a Novel Biofilter. Advances in Chemical Engineering and Science, 01 (02), 72–76. doi: 10.4236/aces.2011.12012
- Bonilla-Blancas, W., Mora, M., Revah, S., Baeza, J. A., Lafuente, J., Gamisans, X. et. al. (2015). Application of a novel respirometric methodology to characterize mass transfer and activity of H2S-oxidizing biofilms in biotrickling filter beds. Biochemical Engineering Journal, 99, 24–34. doi: 10.1016/j.bej.2015.02.030
- Ahmed, W., Shareefdeen, Z. M., Jabbar, N. A. (2013). Dynamic modeling and analysis of biotrickling filters in continuous operation for H2S removal. Clean Technologies and Environmental Policy, 16 (8), 1757–1765. doi: 10.1007/s10098-013-0697-0
- Bakharevа, A., Shestopalov, O., Semenov, Ye. O., Bukatenko, N. O. (2015). Macrokinetic mathematical model development of biological treatment process of gasiform emissions. ScienceRise, 2 (2 (7)), 12–15. doi: 10.15587/2313-8416.2015.37057
- Bakharevа, A., Shestopalov, O., Filenko, O., Tykhomyrova, Т. (2015). Development of a mathematical model of the process of biological treatment of gaseous emissions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (78)), 53–61. doi: 10.15587/1729-4061.2015.56220
- Bakharevа, A., Shestopalov, O., Filenko, O., Novozhylova, T., Kobilyansky, B. (2017). Development of the mathematical model of the biotreatment process of water-soluble gaseous emissions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (86)), 56–62. doi: 10.15587/1729-4061.2017.98675
- Bakharevа, A., Shestopalov, O., Filenko, O., Tykhomyrova, Т. (2016). Development of a mathematical model of the process of biological treatment of gasous effluents from formaldehyde. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (79)), 4–10. doi: 10.15587/1729-4061.2016.59508
- Bakharevа, A., Shestopalov, O., Filenko, O. (2016). Development of universal model of kinetics of bioremediation stationary process with substrate inhibition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (80)), 19–26. doi: 10.15587/1729-4061.2016.65036
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Anna Bakharevа, Oleksii Shestopalov, Olesya Filenko, Tetyana Tykhomyrova, Olga Rybalova, Sergey Artemiev, Olena Bryhada
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
