Главная » 2014 » Сентябрь » 2 » Скачать Математические модели кинетики биотрансформации органических веществ сточных вод коммунального хозяйства. Ламари Кхайри Мухамед бесплатно
7:05 AM
Скачать Математические модели кинетики биотрансформации органических веществ сточных вод коммунального хозяйства. Ламари Кхайри Мухамед бесплатно
Математические модели кинетики биотрансформации органических веществ сточных вод коммунального хозяйства
Диссертация
Автор: Ламари Кхайри Мухамед
Название: Математические модели кинетики биотрансформации органических веществ сточных вод коммунального хозяйства
Справка: Ламари Кхайри Мухамед. Математические модели кинетики биотрансформации органических веществ сточных вод коммунального хозяйства : диссертация кандидата технических наук : 05.02.13 Москва, 2004 214 c. : 61 05-5/262
Объем: 214 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ОЧИСТКИ КОММУНАЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ПЕРЕРАБОТКИ ОСАДКА
11 Базовые модели микробиологической кинетики — нуль-мерные модели
111 Основные понятия и уравнения
112 Уравнения для удельной скорости роста биомассы
12 Базовые модели проточных систем биосинтеза
121 Математические модели хемостата
122 Математические модели с рециркуляцией и закреплением микрофлоры
123 Базовые модели распределенных систем
13 Математические модели процессов биотрансформации
131 Моделирование аэробных процессов биологической очистки
132 Моделирование анаэробных процессов сбраживания осадка
1 А Анализ проблем математического моделирования микробиологических процессов и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 ВЫВОД, ОБОСНОВАНИЕ И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ
УРАВНЕНРШ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ
21 Уравнение Моно как форма уравнения изотермы адсорбции
Ленгмюра
22 Учет в уравнении Моно превращения субстрата в продукт метаболизма
23 Вывод и обоснование уравнения субстратного ингибирования в форме уравнения конкурентной адсорбции
24 Исследование уравнения субстратного ингибирования в форме уравнения конкурентной адсорбции
25 Моделирование процессов микробиологической кинетики с учетом эндогенного метаболизма
26 Уравнение микробиологической кинетики в форме уравнения второго порядка для роста биомассы
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, РЕАЛИЗУЕМЫХ В РЕЖИМЕ ХЕМОСТАТА
31 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса, подчиняющегося кинетическому уравнению Моно
311 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса с рециркуляцией, подчиняющегося кинетическому уравнению Моно
312 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса без рециркуляции, подчиняющегося кинетическому уравнению Моно
32 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса, подчиняющегося кинетическому уравнению Тиссье
33 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса, подчиняющегося кинетическому уравнению Мозера
34 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса, подчиняющегося кинетическому уравнению Контуа
35 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса с субстратным ингибированием
36 Анализ стационарных состояний хемостата для процесса с субстратным ингибированием и учетом эндогенного метаболизмаИЗ
ГЛАВА 4 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОНКУРЕНЦИИ
МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ ЗА РЕСУРСЫ
41 Математическая модель роста биомассы с учетом конкуренции за субстрат
42 Математическая модель роста биомассы с учетом конкуренции за субстрат и ростом потребления субстрата на эндогенный метаболизм
43 Математическая модель роста биомассы в хемостате с учетом конкуренции за субстрат
44 Математическая модель роста биомассы с учетом ингибирования избытком субстрата на начальных стадиях процесса и конкуренции за субстрат на конечных стадиях процесса
ВЫВОДЫ
Введение:
Диссертация посвящена анализу и разработке математических моделей кинетики микробиологических процессов, используемых при проектировании станций биологической очистки коммунальных сточных вод и переработки осадка
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В Ливийской Джамахирии коммунальное хозяйство сталкивается с широким кругом проблем, особенно в области водоснабжения и канализации. В настоящее время стоят задачи реконструкции систем канализации, очистки сточных вод, сброса очищенных сточных вод в море и переработки осадка. Решение таких задач требует наиболее полного использования международного опыта. Различия климатических условий и сфер производственной деятельности населения требуют адаптации технологических и инженерных решений. Для решения этих задач широко используются методы математического моделирования с последующим экспериментальным определением параметров модели. Эти методы дают возможность выбирать оптимальные инженерные и технологические решения, устанавливать область допустимых значений технологических параметров. Методы математического моделирования биосистем находят широкое применение для решения ряда задач в смежных областях: фармакологии, токсикологии, санитарии и гигиене (Ершов Ю.А.), экологии (Абросов Н.С., Свирежев Ю.М., Ершов Ю.А.), экологии водоемов и водотоков (Вавилин В.А., Айза-туллин Т.А., Леонов А.В.).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследовать прогностические возможности математических моделей микробиологической кинетики, используемых для теоретического описания технологических процессов биологической очистки сточных вод и переработки осадка. Разработать математические модели, отражающие конкуренцию микроорганизмов за ресурсы.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Проанализированы допущения, приводящие к классическому уравнению микробиологической кинетики: уравнению Моно. Уравнение Моно и уравнение ингибирования потребления избытком субстрата построены, исходя из предположения об адсорбции и конкурентной адсорбции как лимитирующей стадии. Полученные уравнения исследованы с учетом метаболизма поддержания (эндогенного метаболизма). Проанализированы принципы построения уравнений микробиологической кинетики на основе квазихимических уравнений; показано, что уравнение кинетики второго порядка может представлять экспоненциальную и стационарную фазы развития культуры микроорганизмов. Методами качественной теории дифференциальных уравнений исследованы стационарные состояния хемостата для случаев представления удельной скорости роста биомассы и потребления субстрата в форме уравнений Моно, Тиссье, Мозера, Контуа и уравнения субстратного ингибирования; предложен критерий выбора уравнения для проектирования по экспериментальным данным. Разработаны и исследованы математические модели внутривидовой конкуренции за ресурсы; показано, что эти модели могут использоваться для изучения механизма микробиологических процессов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ заключается в анализе допущений и применимости уравнений кинетики биотрансформации - уравнений Моно и ингибирования избытком субстрата; определении критерия экспериментальной проверки применимости уравнений кинетики биотрансформации - Моно, Тиссье, Мозера и Контуа; разработке математических моделей внутривидовой конкуренции между микроорганизмами за пищевые ресурсы для исследования механизмов биотрансформации.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСИТСЯ: (1) обзор математических моделей, используемых для теоретического описания процессов микробиологической кинетики в сооружениях биологической очистки сточных вод и переработки осадка; (2) анализ допущений основных уравнений микробиологической кинетики; (3) уравнение конкурентной адсорбции, приводящее к описанию ингибирования избытком субстрата; (4) анализ стационарных состояний хемостата для ряда уравнений микробиологической кинетики; (5) новые математические модели конкуренции между микроорганизмами за пищевые ресурсы.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы докладывались 8-й и 9-й международных научно-практических конференциях «Наука - сервису», соответственно, в 2003 и 2004 годах.
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 4 статьи.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитированной литературы. Объем диссертации составляет 151 страницу; он включает 115 страниц основного машинописного текста, 71 рисунок, 1 таблицу, выводы, список цитированной литературы (93 наименования); приложение составляет 63 страницы.
