Statyczna i dynamiczna struktura stanów stacjonarnych kaskady bioreaktorów dla procesu mikrobiologicznego z podwójnym poziomem troficznym

• Autorzy: Grzywacz R. , Tabiś B.

Warianty tytułu

EN

Stationary and dynamic structure of steady states in a cascade of stirred tank bioreactors for a microbiological process with double trophic level

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dokonano systematycznej, ilościowej analizy właściwości kaskady bioreaktorów z częściową recyrkulacją i zagęszczaniem biomasy. Szczegółowo omówiono zjawisko wielokrotności wtórnej stanów stacjonarnych, które wykryto w bioreaktorach zbiornikowych dla procesów mikrobiologicznych z dwoma poziomami troficznymi typu drapieżca-ofiara, przebiegających w obecności tzw. kryjówek mikrobiologicznych. Określono wpływ stopnia niedostępności ofiar, zagęszczania biomasy oraz rozłożenia objętości reakcyjnych w obiekcie na strukturę i stabilność liniową stanów stacjonarnych. Podjęto próbę wyjaśnienia wpływu mikroorganizmów eukariotycznych i kryjówek mikrobiologicznych na stacjonarne cechy bioreaktorów.

EN

A comprehensive quantitative analysis on the non-linear stationary properties for a cascade of stirred tank bioreactors with partial recirculation and thickening of biomass has been carried out. The phenomenon of secondary multiplicities of the steady states discovered in such bioreactors for processes with two trophic levels was discussed in detail. The process analysed occurs according to the predator-prey scheme at the presence of so-called hiding places for prey. An influence of a degree of inaccessibility of the prey, thickening of biomass and distribution of operative volumes in the object on the structure and linear stability of the steady states has been evaluated. An attempt of explanation of the role of protozoa and hiding places for the prey on stationary properties of the bioreactors was undertaken.

Słowa kluczowe

PL

bioreaktor; kaskady bioreaktorów; stany stacjonarne

EN

bioreactor; cascade of stirred tank bioreactors; steady states

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 23, z. 3
• Strony: 325--339
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr., wz.

Twórcy

autor

Grzywacz R.

• Instytut Inżynierii Chemicznej i Chemii Fizycznej Politechniki Krakowskiej

autor

Tabiś B.

• Instytut Inżynierii Chemicznej i Chemii Fizycznej Politechniki Krakowskiej

Bibliografia

• [1] CURDS C.R., COCKBURN A., VANDYKE J.M., An experimental study of the role of ciliated protozoa in the activated sludge process, Wat. Pollut. Control, 1968, 67, 312.
• [2] PlRT S., BAZIN N.J., Possible adverse effect of protozoa on effluent purification systems, Nature, 1972, 239, 290.
• [3] JONES G.L., Role of protozoa in waste purification systems, Nature, 1973, 243, 546.
• [4] INAMORI Y., KUNIYASU Y., SUDO R., KOGA M., Control of the growth of filamentous microorganisms using predacious ciliated protozoa, Water Sci. Tech., 1999, 23, 963.
• [5] RATSAK C.H., MAARSEN K.A., KOOUMAN S.A.L.M., Effects of protozoa on carbon mineralization in activated sludge, Wat. Res., 1996, 30, 1.
• [6] TABIS B., MALIK J., Stability characteristics of a biochemical reactor with predator-prey relationship. A substrate inhibition case, Chem. Eng. Journal, 1998, 70, 179.
• [7] TABIS B., Dynamika nieliniowa bioreaktora zbiornikowego dla procesu w układzie drapieżnik-ofiara. Zdolnśćc produkcyjna reaktora nieregulowanego, Inż:. Chem. Proc., 1998, 19, 3.
• [8] CHIEN Y.S., A study for multiple steady states of biochemical reactions under substrate and product inhibition, Bioch. Eng. Journal, 2000, 6, 51.
• [9] NAMJOSHI A.A., RAMKRISHNA D., Multiplicity and stability of steady states in continuous bioreactors: dissection of cybernetic models, Chem. Eng. Sci., 2001, 56, 5593.
• [10] WATSON J.M., Mechanism of bacterial flocculation caused by protozoa, Nature, 1954, 155, 271.
• [11] MAYNARD SMITH J., Models in ecology, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1974.
• [12] RATNAM D.A., PAVLOU S., FREDRICKSON A.G., Effects of attachment of bacteria to chemostat walls in microbial predator-prey relationship, Biotechnol. Bioeng., 1982, 24, 2675.
• [13] TOYODA A., KANKI T., Kinetic approach to microbial growth and substrate consumption process in wastewater treatment by PUF fluidized bed bioreactor, Journal Chem. Eng. Japan, 1995, 28, 790.
• [14] PAWLOWSKY U., HOWELL J.A., Mixed culture biooxidation of phenol. Determination of kinetic parameters. Biotechnol. Bioeng., 1973, Vol. 15, p. 889.
• [15] TABIS B., Rola kryjówek mikrobiologicznych w dynamice bioreaktora zbiornikowego, Inż. Chem. Proc, 1999, 20, 209.
• [16] SEYDLER R., Practical bifurcation and stability analysis, New York, Springer Verlag, 1994.
• [17] TABIS B., Zasady inżynierii reaktorów chemicznych, WNT, Warszawa, 2000.