В математической модели учтено совместное влияние на процесс фильтрования концентрации взвеси (явление прилипания и отрыва частиц), превращений органических веществ (изменение биомассы при потреблении микроорганизмами субстрата), а также изменение массы осадка во времени не только за счет явлений прилипания и отрыва, но и за счет превращений субстрата вследствие ассимиляции его микроорганизмами осадка в загрузке.
Для математического описания процесса фильтрования по высоте фильтра необходимо составить л-систем уравнений типа (26) - (28), где выходные параметры одного элементарного слоя будут входными параметрами следующего.
Анализ математической модели процесса фильтрования сточных вод показывает, что накопление осадка в загрузке фильтра вследствие превышений органических веществ в результате жизнедеятельности микроорганизмов сильно зависит от константы, характеризующей максимальную скорость роста микроорганизмов. Важным фактором, обеспечивающим максимальную скорость роста микроорганизмов, является наличие растворенного кислорода, необходимого для дыхания микроорганизмов. Обеспечение этого условия способствует интенсификации процессов адсорбции органических загрязнений.
Исследованиями, проведенными автором работы, подтверждена целесообразность введения воздуха в процессе фильтрования, что способствует образованию на зернах загрузки биологической пленки с интенсивными формами микроорганизмов, которые адсорбируют и окисляют коллоидные и растворенные органические загрязнения.
При фильтровании воды через зернистые слои на поверхности раздела фаз (фильтрующая загрузка - жидкость) происходит адсорбция биологической пленкой тонкодисперсных коллоидных и растворенных веществ. Поверхность раздела фаз постоянно восстанавливается для дальнейшей адсорбции органических загрязнений из сточных вод. Концентрационный эффект на поверхности раздела фаз способствует окислению микроорганизмов и адсорбции органических загрязнений, а также синтезу новых клеток при достаточном количестве растворенного кислорода.
