Hydraulika wybranych złóż biologicznie czynnych

W pracy przedstawiono wyniki własnych badań oporów przepływu przez następujące złoża naturalne: torf kwaśny kora z drzew liściastych złoże poprodukcyjne z hodowli pieczarek słoma pszeniczna zręby drzewne ziemia kompostowa wrzos. Badania te prowadzono w zakresie liniowej prędkości gazu liczonej na pusty przekrój kolumny w 0.052 0.18 m/s. Kolumna o przekroju kołowym (F = 0.024 m2) wypełniona była złożem o wysokości H=0.43 0.46 m, spoczywającym na ruszcie zabezpieczonym siatką od dołu i warstwą gąbki poliuretanowej od góry, zaś przepływ gazu odbywał się od dołu do góry. Jako medium robocze używano powietrza o stabilizowanej temperaturze (t=30 C) i wilgotności względnej ( = 70%), regulowanych komputerowo. Wielkościami mierzonymi były objętościowe natężenie przepływu powietrza wilgotnego i spadek ciśnienia na złożu. Celem pracy było określenie funkcji P = f(w) w stosowanym w badaniach zakresie zmienności w i porównanie wyników z dostępnymi danymi. Złoża biologicznie czynne są coraz powszechniej używane w dezodoryzacji. Wynika to głównie z ich dostępności i relatywnie niskiej ceny, jak również z dobrej na ogół skuteczności dla wielu odorantów, m.in. węglowodorów alifatycznych, aromatycznych, związków zawierających tlen, alkoholi, eterów, aldehydów, ketonów, kwasów organicznych, estrów, fenoli, związków zawierających siarkę lub azot, związków heterocyklicznych, pochodnych nitrowych, chlorowcopochodnych i innych [1]. Bakterie heterotroficzne znajdujące się na takich złożach mają zdolność przyswajania szeregu zanieczyszczeń występujących w gazach. W największym uproszczeniu proces biologicznego rozkładu związków organicznych można opisać w postaci reakcji: zanieczyszczenia + O2 CO2 + H2O Szklarczyk ([2]) podaje (na podstawie obszernych studiów literaturowych) czynniki środowiskowe wpływające na aktywność bakterii biorących udział w procesie rozkładu zanieczyszczeń: dostępność pokarmu wilgotność złoża promieniowanie ciśnienie osmotyczne odczyn temperatura szkodliwe substancje chemiczne. O skali problemu świadczy przy tym, że w oparciu o oceny Branżowych Komisji EWG wysokość inwestycji w zakresie biologicznej ochrony powietrza w Europie Zachodniej przekroczyła w 1994 r. 1 mld DEM, a w r. 2000 nakłady te mają by 11-krotnie wyższe, co potwierdza potencjał rozwojowy metod biologicznych, służących do oczyszczania gazów. Pewne działania w tej dziedzinie zostały podjęte również w Polsce [3,4,5]. Z analizy tych danych wynika, że inne metody, które były dotąd chętnie stosowane (absorpcja, chemisorpcja, metoda Kurmeiera, dopalania, adsorpcja czy ozonowanie) obecnie używane są rzadziej, a wynika to ze względów ekonomicznych. Np. Kozłowska [6] podaje, że użycie biofiltrów jest kilkakrotnie tańsze, niż innych metod unieszkodliwiania zapachowego odorantów. Dlatego w OBR "BAROWENT" prowadzone są badania dotyczące wykorzystania złóż biologicznie czynnych do usuwania wybranych związków złowonnych. Złoża takie można określić jako porowate, podobnie jak złoża nieruchome reaktorów katalitycznych, kolumny wypełnione czy osady filtracyjne. Użycie takich złóż wymaga znajomości ich hydrauliki, czyli równań opisujących opory przepływu w funkcji liniowej prędkości gazu (zwykle liczonej na niewypełniony przekrój aparatu). Ze względu na różne własności złóż (porowatość, jednostkową powierzchnię rozwiniętą, kształt i wielkość cząstek tworzących złoże) można oczekiwać, że dla każdego z nich będzie obowiązywać indywidualne równanie na P. Dlatego konieczne są w tym przypadku badania hydrauliki i odpowiedni ich opis.

Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne, nauki ścisłe i przyrodnicze
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki o ziemi i środowisku