(6.2)

Где С0, С - концентрации ацетона в моменты времени 0 и ф. Подставляем в него исходные данные С0=3254 и к=0,17 ч-1 и получаем уравнения, которые позволяет прогнозировать изменение концентрации ацетона и скорости процесса во времени.

lnC=lnС0-kt = ln3254 - 0,17t (6.3)

w =kC=0,17C (6.4)

Для построения кинетической кривой по уравнениям (6.3) и (6.4) рассчитываем изменение концентрации и скорости процесса в произвольные моменты времени до достижения концентрации ацетона ниже ПДК. Полученные данные сводим в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Кинетика биохимического разложения ацетона

Из таблицы 6.1 видно, что ПДК может быть достигнуто за время менее 43 ч. Скорость разложения ацетона велика в начале процесса, когда концентрация ацетона в растворе большая, а затем быстро уменьшается из-за снижения движущей силы процесса - разницы рабочей и равновесной концентрации. Кинетические кривые, построенные согласно вычислениям, приведены на рис. 6.1: наблюдается линейная зависимость .

Время достижения ПДК можно вычислить по уравнению (6.3)

t=[ln(С0/ПДК)]/k=[ln (3254/2,2)]/0,17=42,87 ч

Кроме концентрации на скорость существенное влияние оказывает температура, при увеличении температуры до 30°С константа скорости возросла в 3,1 раза. Это позволяет вычислить энергию активации и с помощью уравнения Арениуса прогнозировать скорость процесса при изменении температуры:

(6.5)

(6.6)

Решая систему уравнений (6.6), вычисляем энергию активации Е и предэкспоненциальный множитель k0:

Е=[Rln(К2/К1)]/[1/Т1-1/Т2]=[8,314ln3,1]/[0,003389-0,00330]=105,617 кДж/моль

lnk0=lnk1+E/RТ1=ln0,17+105617/(8,314*295)=41,290=2,3logk0=41,29

k0=17,950=8,91*1017

Таким образом, для данного процесса уравнение Аррениуса можно записать в виде

k=8,91*1017*exp (-105617/8,314*T) (6.7)

Энергия активации Е=105,617 кДЖ/моль > 30 кДж/моль характерна для кинетической области протекания процесса биологической очистки. Дополнительную информацию о процессе можно получить из уравнения кинетики переходного состояния [8]:

Еще статьи по теме

Описательный проект строительства экодома
Разработать описательный проект строительства экодома у автомобильной дороги с учётом экологических факторов, создаваемых автотранспортными средствами. Исходные данные: • Участок 10 соток (1000 м2) на расстоянии 100-150 м от автодор ...

Экологическая структура авифауны и населения птиц парковой зоны города Гомеля в весенне-летний период
В настоящее время площадь городов постоянно растет, а давление антропогенных факторов на них неуклонно усиливается. Именно поэтому важны исследования состояния городских орнитокомплексов и разработка научно обоснованных методов направленно ...