6.5. Tryby pracy bioreaktorów
99
Po przekształceniu uzyskujemy:
X
X
1 + r,
Q
(6.56)
Po uwzględnieniu równań (6.54) oraz (6.56) otrzymujemy:
/
fi — D- 1 + r, 1—•
z Q X
(6.57)
Dla Xe = 0 jest:
fi = D-
/ \ | ||
1+r | ||
1 + r. |
1--5- | |
1+r — — | ||
l Q) |
(6.58)
Przy recyrkulacji w prostych zbiornikach można uzyskać zależność między fi i D. Jeżeli znaczna ilość biomasy wydzielanej w osadniku wtórnym jest zawracana, to proces ustalony można realizować nawet wówczas, gdy wartość szybkości rozcieńczania D jest większa niż właściwa szybkość wzrostu komórek fi, pod warunkiem jednak, że stopień recyrkulacji został wybrany właściwie.
Ze względu na charakter przepływu ścieków wyróżnia się reaktory o pełnym wymieszaniu, reaktory o przepływie tłokowym oraz reaktory o przepływie mieszanym (pośredni przypadek między pełnym wymieszaniem, a przepływem tłokowym). Reaktory o pełnym wymieszaniu i o przepływie tłokowym są przykładem reaktorów idealnych, natomiast reaktory o przepływie mieszanym są zbliżone do reaktorów rzeczywistych, stosowanych w biologicznym oczyszczaniu ścieków.
Reaktor przepływowy pełnego wymieszania cechuje się ustalonymi warunkami pracy oraz idealnym mieszaniem w objętości czynnej, co prowadzi do homogeniczności składu w całym aparacie. Oznacza to, że parametry strumienia wyjściowego są takie same jak medium wewnątrz reaktora i nie zależą od położenia, lecz od czasu. Łącząc kilka zbiorników pełnego wymieszania w kaskadę, uzyskujemy reaktor o przepływie mieszanym, a zwiększając liczbę zbiorników do nieskończoności, zbliżamy się do modelu reaktora o przepływie tłokowym.