Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm)
The mathematical models and the parameter calculations of the simultaneous waste water treatment from the organic contaminants and ammonium nitrogen compounds in the bioreactors-aerotanks with additional fixed biocenosis as a biofilm in their volume are proposed. The questions connected with heterog...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Kyiv National University of Construction and Architecture
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://es-journal.in.ua/article/view/268809 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Environmental safety and natural resources |
Репозитарії
Environmental safety and natural resources| id |
es-journalinua-article-268809 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Environmental safety and natural resources |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
сумісна очистка сполуки органічних забруднень органічні забруднення ОЗ сполуки N О2 сполуки N О2 модель біоплівка концентрації бактерії біореактор-аеротенк simultaneous waste water treatment organic contaminations OC N O2 compounds N O2 compounds model biofilm concentration bacteria bioreactor-aerotank |
| spellingShingle |
сумісна очистка сполуки органічних забруднень органічні забруднення ОЗ сполуки N О2 сполуки N О2 модель біоплівка концентрації бактерії біореактор-аеротенк simultaneous waste water treatment organic contaminations OC N O2 compounds N O2 compounds model biofilm concentration bacteria bioreactor-aerotank Олійник, О.Я. Телима, С.В. Калугін, Ю.І. Олійник, Є.О. Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| topic_facet |
сумісна очистка сполуки органічних забруднень органічні забруднення ОЗ сполуки N О2 сполуки N О2 модель біоплівка концентрації бактерії біореактор-аеротенк simultaneous waste water treatment organic contaminations OC N O2 compounds N O2 compounds model biofilm concentration bacteria bioreactor-aerotank |
| format |
Article |
| author |
Олійник, О.Я. Телима, С.В. Калугін, Ю.І. Олійник, Є.О. |
| author_facet |
Олійник, О.Я. Телима, С.В. Калугін, Ю.І. Олійник, Є.О. |
| author_sort |
Олійник, О.Я. |
| title |
Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_short |
Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_full |
Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_fullStr |
Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_full_unstemmed |
Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_sort |
modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (oc) and nitrogen (n) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) |
| title_alt |
Моделювання і розрахунки параметрів сумісної очистки органічних забруднень (ОЗ) і сполук азоту (N) в біореакторах з використанням закріпленого біоценозу (біоплівки) |
| description |
The mathematical models and the parameter calculations of the simultaneous waste water treatment from the organic contaminants and ammonium nitrogen compounds in the bioreactors-aerotanks with additional fixed biocenosis as a biofilm in their volume are proposed. The questions connected with heterogeneous structure of biofilm from different bacteria and the substantiation of the balance equations system with kinetic reactions for following their realization which are describing of the simultaneous removing organic contaminations (OC) and nitrogen (N) in biofilm taking into account on the oxygen regime O2 are considered. Detailed analysis of aerotank operation with additional fixed biocenosis shown about the possibility of creation of the new conditions for simultaneous removing of the OC and nitrogen by the suspended and fixed biocenosis. At the same time the arrangement of the aerotank-mixture from the three sections where the simultaneous treatment have a place is recommended taking into account on the theoretical substantiation of these sections in one reactor. It is shown that on the different loads the complex heterogeneous structure of the biofilm is formed which consist of from different bacteria. So near the biofilm surface it consists of the heterotrophs during the removing of OC and at during of removing of nitrogen from the autotrophs. At the same time more active heterotrophs may to grow as in anaerobic as in anoxic conditions and the processes that have a place in the biofilm at the simultaneous treatment are connected with the growing of the competition between the heterotrophs and autotrophs in the fight to oxygen. Heterotrophy that are situated are near surface of the biofilm are using of more oxygen than autotrophy that are in the lower part of one. As a result of realization of the created models taking into account on the influence of the different factors on the simultaneous waste water treatment from OC and N processes the recommendations to parameter calculations are proposed. Besides of the boundary conditions of necessary bacteria presence at which the simultaneous removing of the OC and N are occurred and at which conditions some of substrates will limit the waste water treatment processes are determined. |
| publisher |
Kyiv National University of Construction and Architecture |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://es-journal.in.ua/article/view/268809 |
| work_keys_str_mv |
AT olíjnikoâ modelingandcalculationsofparametersofthejointtreatmentoforganiccontaminationsocandnitrogenncompoundsinbioreactorswithusingofthefixedbiocenosisbiofilm AT telimasv modelingandcalculationsofparametersofthejointtreatmentoforganiccontaminationsocandnitrogenncompoundsinbioreactorswithusingofthefixedbiocenosisbiofilm AT kalugínûí modelingandcalculationsofparametersofthejointtreatmentoforganiccontaminationsocandnitrogenncompoundsinbioreactorswithusingofthefixedbiocenosisbiofilm AT olíjnikêo modelingandcalculationsofparametersofthejointtreatmentoforganiccontaminationsocandnitrogenncompoundsinbioreactorswithusingofthefixedbiocenosisbiofilm AT olíjnikoâ modelûvannâírozrahunkiparametrívsumísnoíočistkiorganíčnihzabrudnenʹozíspolukazotunvbíoreaktorahzvikoristannâmzakríplenogobíocenozubíoplívki AT telimasv modelûvannâírozrahunkiparametrívsumísnoíočistkiorganíčnihzabrudnenʹozíspolukazotunvbíoreaktorahzvikoristannâmzakríplenogobíocenozubíoplívki AT kalugínûí modelûvannâírozrahunkiparametrívsumísnoíočistkiorganíčnihzabrudnenʹozíspolukazotunvbíoreaktorahzvikoristannâmzakríplenogobíocenozubíoplívki AT olíjnikêo modelûvannâírozrahunkiparametrívsumísnoíočistkiorganíčnihzabrudnenʹozíspolukazotunvbíoreaktorahzvikoristannâmzakríplenogobíocenozubíoplívki |
| first_indexed |
2024-04-21T19:46:46Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:46:46Z |
| _version_ |
1796974896944775168 |
| spelling |
es-journalinua-article-2688092022-12-11T21:56:09Z Modeling and calculations of parameters of the joint treatment of organic contaminations (OC) and nitrogen (N) compounds in bioreactors with using of the fixed biocenosis (biofilm) Моделювання і розрахунки параметрів сумісної очистки органічних забруднень (ОЗ) і сполук азоту (N) в біореакторах з використанням закріпленого біоценозу (біоплівки) Олійник, О.Я. Телима, С.В. Калугін, Ю.І. Олійник, Є.О. сумісна очистка сполуки органічних забруднень органічні забруднення ОЗ сполуки N, О2 сполуки N О2 модель біоплівка концентрації бактерії біореактор-аеротенк simultaneous waste water treatment organic contaminations OC N, O2 compounds N O2 compounds model biofilm concentration bacteria bioreactor-aerotank The mathematical models and the parameter calculations of the simultaneous waste water treatment from the organic contaminants and ammonium nitrogen compounds in the bioreactors-aerotanks with additional fixed biocenosis as a biofilm in their volume are proposed. The questions connected with heterogeneous structure of biofilm from different bacteria and the substantiation of the balance equations system with kinetic reactions for following their realization which are describing of the simultaneous removing organic contaminations (OC) and nitrogen (N) in biofilm taking into account on the oxygen regime O2 are considered. Detailed analysis of aerotank operation with additional fixed biocenosis shown about the possibility of creation of the new conditions for simultaneous removing of the OC and nitrogen by the suspended and fixed biocenosis. At the same time the arrangement of the aerotank-mixture from the three sections where the simultaneous treatment have a place is recommended taking into account on the theoretical substantiation of these sections in one reactor. It is shown that on the different loads the complex heterogeneous structure of the biofilm is formed which consist of from different bacteria. So near the biofilm surface it consists of the heterotrophs during the removing of OC and at during of removing of nitrogen from the autotrophs. At the same time more active heterotrophs may to grow as in anaerobic as in anoxic conditions and the processes that have a place in the biofilm at the simultaneous treatment are connected with the growing of the competition between the heterotrophs and autotrophs in the fight to oxygen. Heterotrophy that are situated are near surface of the biofilm are using of more oxygen than autotrophy that are in the lower part of one. As a result of realization of the created models taking into account on the influence of the different factors on the simultaneous waste water treatment from OC and N processes the recommendations to parameter calculations are proposed. Besides of the boundary conditions of necessary bacteria presence at which the simultaneous removing of the OC and N are occurred and at which conditions some of substrates will limit the waste water treatment processes are determined. Запропоновано математичні моделі та розрахунки параметрів сумісної біологічної очистки стічних вод від органічних забруднень і амонійного азоту в біореакторах-аеротенках з додатковим облаштуванням в їх об’ємі закріпленого біоценозу у вигляді біоплівки. Розглянуто питання, пов’язані з формуванням гетерогенної структури біоплівки із різних бактерій, і обґрунтовано для подальшої реалізації балансові рівняння з кінетичними реакціями, що описують сумісне вилучення органічних забруднень (ОЗ) і азоту (N) в біоплівці із врахуванням кисневого режиму О2. Детальний аналіз роботи аеротенків з додатковим закріпленим біоценозом показав можливість створення нових умов сумісного вилучення ОЗ та азоту зваженим та закріпленим біоценозом. При цьому рекомендується облаштовувати аеротенки-змішувачі у вигляді трьох секцій, в кожній із яких відбувається сумісна очистка згідно з обґрунтованими трьома стадіями в одному реакторі. Показано, що на різному завантаженні формується складна гетерогенна структура біоплівки, що складається з різних бактерій. Так, ближче до поверхні біоплівки при вилученні ОЗ вона складається із гетеротрофних бактерій, а при вилученні азоту – із автотрофних бактерій. При цьому більш активні гетеротрофні бактерії можуть зростати як в аеробних, так і в аноксичних умовах, і процеси, що відбуваються в біоплівці при сумісній очистці, пов’язані із зростанням конкуренції між гетеротрофами та автотрофами в боротьбі за кисень. При цьому гетеротрофи, що знаходяться у верхній частині біоплівки, значно більше використовують кисень, ніж автотрофи, що знаходяться в нижній частині біоплівки. В результаті реалізації розроблених моделей із врахуванням різних факторів впливу на процеси сумісної очистки ОЗ і N запропоновані рекомендації з розрахунку параметрів сумісної очистки, зокрема, встановлені граничні умови існування потрібних бактерій, при яких відбувається одночасне вилучення ОЗ і N, і який із субстратів – ОЗ, N чи О2 – буде лімітувати процес очистки. Kyiv National University of Construction and Architecture 2022-11-21 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/268809 10.32347/2411-4049.2022.3.5-21 Environmental safety and natural resources; Vol. 43 No. 3 (2022): Environmental safety and natural resources; 5-21 Екологічна безпека та природокористування; Том 43 № 3 (2022): Екологічна безпека та природокористування; 5-21 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2022.3 uk https://es-journal.in.ua/article/view/268809/264280 Авторське право (c) 2022 О.Я. Олійник, С.В. Телима, Ю.І. Калугін, Є.О. Олійник http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |