Розробка математичної моделі процесу біологічної очистки газоподібних викидів

Автор(и)

  • Ганна Юріївна Бахарєва Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-0765-9943
  • Олексій Валерійович Шестопалов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-6268-8638
  • Олеся Миколаївна Філенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-0277-6633
  • Тетяна Сергіївна Тихомирова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-9124-9757

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.56220

Ключові слова:

математична модель, біологічна очистка викидів, питома швидкість окиснення, концентрація, шкідлива речовина, біореактор

Анотація

На підставі результатів лабораторних експериментів очищення газових викидів у біореакторі із шаром, що омивається, показана можливість очищення забрудненого метаном газу. На підставі одержаних емпіричних залежностей та теоретичних уявлень про процес біохімічного очищення розроблена математична модель детоксикації метану у газоподібних викидах каналізаційних мереж, яка враховує коливання концентрацій забруднювача та дію навколишнього середовища у нестаціонарних умовах. Одержано залежності, що дозволяють адекватно описати процес очищення та розрахувати параметри біореактора.

Біографії авторів

Ганна Юріївна Бахарєва, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та навколишнього середовища 

Олексій Валерійович Шестопалов, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної техніки та промислової екології 

Олеся Миколаївна Філенко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної техніки та промислової екології 

Тетяна Сергіївна Тихомирова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра хімічної техніки та промислової екології 

Посилання

  1. Myakenkiy, V. I., Kurdish, I. K. (1991) Mikrobiologicheskoe okislenie metana ugolnyih shaht. Kyiv, Nauk. dumka, 148.
  2. Peinado, P. A., Moreno, J. J., Villaba, J. M., Gonzales-Reyes, J. A., Ortega, J. M., Mauricio, J. C. (2006). A new immobilization method and their application. Enzyme Microb Tech, 40, 79–84.
  3. Abbasi, T., Abbasi, S. A. (2011). Sources of Pollution in Rooftop Rainwater Harvesting Systems and Their Control. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 41 (23), 2097–2167. doi: 10.1080/10643389.2010.497438
  4. Yang, J., Spanjers, H., Jeison, D., Van Lier, J. B. (2013). Impact of Na + on Biological Wastewater Treatment and the Potential of Anaerobic Membrane Bioreactors: A Review . Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 43 (24), 2722–2746. doi: 10.1080/10643389.2012.694335
  5. Papirio, S., Villa-Gomez, D. K., Esposito, G., Pirozzi, F., Lens, P. N. L. (2013). Acid Mine Drainage Treatment in Fluidized-Bed Bioreactors by Sulfate-Reducing Bacteria: A Critical Review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 43 (23), 2545–2580. doi: 10.1080/10643389.2012.694328
  6. Oturan, M. A., Aaron, J.-J. (2014). Advanced Oxidation Processes in Water/Wastewater Treatment: Principles and Applications. A Review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44 (23), 2577–2641. doi: 10.1080/10643389.2013.829765
  7. 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
  8. Shestopalov O. V., PItak I. V. (2014). Analysis of existent processes and devices of bioscrubbing gas emissions. Technology audit and production reserves, 3.5, 49–52.
  9. Seedorf, J. (2013). Biological exhaust air treatment systems as a potential microbial risk for farm animals assessed with a computer simulation. JJournal of the Science of Food and Agriculture, 93 (12), 3129–3132. doi: 10.1002/jsfa.6106
  10. 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
  11. Mohammad, B. T., Veiga, M. C., Kennes, C. (2007). Mesophilic and thermophilic biotreatment of BTEX-polluted air in reactors. Biotechnology and Bioengineering, 97 (6), 1423–1438. doi: 10.1002/bit.21350
  12. 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
  13. 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 and Biotechnology. – . doi: 10.1002/jctb.4593
  14. Engesser, K.-H., Plaggemeier, T. (2008). Microbiological Aspects of Biological Waste Gas Purification. Biotechnology: Environmental Processes III, 11c, 275–302.
  15. Banerle, V., Fisher, H., Baroltki, D. (1986). Biologishe abluftreinigung mit hilfe eines menartigen permationsreuctoru. Stand-Reinhaitung der luft, 46 (5), 233–235.
  16. Don, T. A. (1983). Biofiltrutie – ein milieu lijhe effectieve en relatief geedjie mamier van luchtreingung. Innovative, 13 (53), 4–5.
  17. Gabrieland, D., Deshusses, M. A. (2004). Technical and economical analysis of the conversion of a ful-scale scrubber to a biotrickling filter for odour control. Water Sciense and Technology. Portland: IWAPublishing, 4, 309–318.
  18. Londong, J. (1992). Strategies for optimized nitrate reduction with primary denitrification. Water Sciense and Technology. Portland: IWAPublishing, 5-6, 1087–1096.
  19. Sotomayor, O. A. Z., Park, S. W., Garcia, C. (2001). A simulation benchmark to evaluate the performance of advanced control techniques in biological wastewater treatment plants. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 18 (1). doi: 10.1590/s0104-66322001000100008
  20. Wentzel, M. C., Ekama, G. A., Marais, G. V. R. (1992). Processes and modeling of nitrification-denitrification biological excess phosphorus removal systems – a review. Water Sciense and Technology. Portland: IWAPublishing, 6, 59–82.
  21. Jan, R., Ng, V. L., Chen, X. G., Geng, A. L., Gouhd, W. D., Duan, H. Q., Ling, D. T., Koe, L. C. (2004). Bath experiment on H2S degradation by bacteria immobilised on activated carbons. Water Sciense and Technology. Portland: IWAPublishing, 4, 299–308.
  22. Barbosa, V. L., Dufol, D., Callan, J. L., Sneath, R., Stuetz, R. M. (2004). Hydrogen sulphide removal by activated sludge diffusion. Water Sciense and Technology. Portland: IWAPublishing, 4, 199–205.
  23. Krichkovska, L. V., Shestopalov, O. V., Bakhare- va, G. Y., Slis, K. V. (2013). Prozesi ta aparati biologichnoy ochistki ta dezodorazii gazopovitryanih vikidiv. Kharkiv: NTU «KhPI», 200.
  24. Krichkovska, L. V., Vaskovez, L. A., Gurenko, I. V. et. al. (2014). Proektni rishennya u rozrobzi aparativ biologichnoy ochistki gazopovitryanih vikidiv. Kharkіv: NTU «KhPI», 208.
  25. Baharеva А. Yu., Shestopalov O. V., Semenov E. 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
  26. Kuznetsov, S. I., Dubinina, G. A. (1989). Metodyi izucheniya vodnyih mikroorganizmov. Moscow: Nauka, 286.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-12-22

Як цитувати

Бахарєва, Г. Ю., Шестопалов, О. В., Філенко, О. М., & Тихомирова, Т. С. (2015). Розробка математичної моделі процесу біологічної очистки газоподібних викидів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(6(78), 53–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.56220

Номер

Том 6 № 6(78) (2015): Технології органічних та неорганічних речовин. Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Ганна Юріївна Бахарєва, Олексій Валерійович Шестопалов, Олеся Миколаївна Філенко, Тетяна Сергіївна Тихомирова

Creative Commons License

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.