Modellierung von Stoffumsatz und Stofftransport partikelfixierter Biofilme in Fließ- und Wirbelbettreaktoren

流化床反应器中颗粒固定生物膜的质量周转和质量传输建模

• 批准号: 5129847
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Dietmar C. Hempel
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1997-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5129847?language=en
• 关键词: Modellierung; von; Stoffumsatz; und; Stofftransport

Der Antragsteller hat in der ersten Antragsphase autotrophe und heterotrophe, partikelfixierte Biofilme in Airlift-Schlaufenreaktoren kultiviert. Mit Hilfe von Mikroelektroden wurden in einer dafür ausgelegten Strömungszelle in den kultivierten Biofilmen Sauerstoffprofile gemessen. Bei den autotrophen Biofilmen konnten die gemessenen Profile und der Stoffumsatz im Reaktor sehr gut mit einem Modell zum Stofftransport und -übergang in Biofilmen simuliert werden. Bei den heterotrophen Biofilmen besteht noch Bedarf an weiteren Untersuchungen, die einen konvektiven Transport im Biofilm berücksichtigen.In der zweiten Antragsphase sollen zunächst die Einflüsse von Substratversorgung und Partikelkonzentration auf die Biofilmbildung genauer betrachtet werden. Dazu sollen heterotrophe Biofilme unter hoher, mittlerer und niedriger Substratversorgung und bei je zwei verschiedenen Partikelkonzentrationen kultiviert werden. Der Antragsteller erwartet entscheidende Einflüsse der Substratverfügbarkeit und der Scherkräfte auf die Biofilmmatrix. Je nach Oberflächenbeschaffenheit bzw. Biofilmdichte werden dann Veränderungen des Stoffübergangs und der maximalen Massenstromdichte erwartet. Diese Einflüsse sollen in einem weitergehenden Modell berücksichtigt werden.Weiter soll in der zweiten Antragsphase der dynamische Übergang zwischen autotrophem und heterotrophem Biofilm untersucht werden. Hierbei sollen die für eine Modellierung notwendigen Daten zur Biofilmdicke, -dichte, Speziesverteilung, zum Stoffübergang und zum Stoffumsatz aufgenommen werden. Zur Bestimmung des Stofftransports sollen auch weiterhin Sauerstoff-Mikroelektrodenmessungen eingesetzt werden; Aufnahmen mit der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie dienen zur Unterscheidung von autototropher und heterotropher Biomassen und einer verfeinerten Kenntnis der Verteilung der Zellen in der Biofilmmatrix. Für ein besseres Verständnis der Reaktion der Biomasse auf wechselnde Substratbedingungen sollen auch Untersuchungen unter instationären Substratbedingungen vorgenommen werden.Die erzielten Ergebnisse sollen in eine Simulationssoftware eingebracht werden, so daß Vorhersagen zum Verhalten von Wirbelbettreaktoren mit partikelfixierten Biofilmen möglich werden. Das Modell, das den oberflächenbezogenen Stoffumsatz sowie Diffusionslimitierung im Biofilm berücksichtigt, soll mit publizierten stark vereinfachten raum- oder biomassebezogenen Modellen verglichen werden.

黄芪在第一代黄芪酶中分为自养和异养两种，在气升-脱硫反应器中形成生物膜。Mit Hilfe von Mikroelektroden wurden in einer dafür ausgelegten Strömungszelle in den kultivierten Biofilmen Sauerstoff profile gemessen.自营养生物膜可使反应器内的物料分布和物料浓度与生物膜的物料输送和转运模式相似，韦尔登可使反应器内的物料分布和物料浓度与生物膜相似。在异养生物膜最好的地方，生物膜中的一个关键的运输是非常重要的。在两种固定化酶中，基质和部分浓度对生物膜生长的影响是韦尔登产生的。因此，异养生物膜可以在更高的温度下，在更低的温度下进行基质分离，并在两个不同的温度下进行韦尔登。植入物对生物膜基质基质的影响和保护作用。我去上飞机场了。生物膜韦尔登可以通过调节Stoffübergangs和最大限度地提高质量来实现。这种影响可以通过一种不同的模式来解决，这种模式可以通过韦尔登来实现，也可以通过两种不同的自营养和异营养生物膜来实现，这种模式可以通过生物膜韦尔登来实现。Hierbei sollen die für eine Modellierung notwendigen Daten zur Biofilmicke，-dielecte，Speziesvertiilung，zum Stoffübergang und zum Stoffumberaufgenommen韦尔登.因此，在Sauerstoff-Mikroelectrodenmessungen韦尔登中也可以测量固体物质的传输;通过激光扫描微电极的相互作用，可以测量生物膜基质中的自养和异养生物量，以及确定生物膜基质中Zellen的垂直分布。Für ein besseres Verständnis der Reaktion der Biomasse auf wechselnde Substrbedingungen sollen auch Untersuchungen unter instationären Substrbedingungen vorgenommen韦尔登.Die erzielten Ergebnisse sollen in eine Simulations software eingebracht韦尔登，so daherten Vorhersagen zum Verhalten von Wirbelbettreaktoren mit partikelfixierten Biofilmen moglich韦尔登.模型中，生物膜中的扩散系数很小，只有在完全相同的条件下才能达到--或者生物质模型可以达到韦尔登。