Автор Тема: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу  (Прочитано 12454 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Віталь

  • Гость
Думаю, варта правесьці мадэляваньне працэса ўсталяваньня азотнага цыклу ў розных рэжымах (мала рыбы ў пачатку, многа рыбы, старт штучным унясеньнем аміяку і г.д.). Зраблю гэта пры наяўнасьці свабоднага часу (там нескладаная матэматыка), а для затраўкі прывяду зьмест дыскусіі, якая пачалася на анлайнеры і ўласна навяла мяне на думку аб неабходнасьці гэтай работы:
Цитата: xumuks
Цитата: zvz
Цыркуляцыя набывае значэньне толькі пасьля запуску рыбы. Дагэтуль цыркулюй-не цыркулюй, нічога не памяняецца.
Еще как поменяется. Я имею ввиду аквариум с грунтом и посаженными растениями. Как думаешь долго проживет у тебя свежезапущенный травник без рыб, если включить только свет, без циркуляции воды? Месяц, два а может полгода?
Пакуль будуць унасіцца ўгнаеньні, касіцца трава. А калі пакінуць як ёсьць, то паступова адзін-два віда перамогуць і акварыўм будзе існаваць бясконца доўга, сьвятло будзе забясьчечваць цыркуляцыю вады і навогул транспарт энергіі. Энергія забясьпечыць транспарт рэчываў са старага лісьця на маладое. Атрымаецца нават лепш, чым калі туды пастаянна лазіць і "паляпшаць" нешта.
Цитата: xumuks
Цитата: zvz
Цитата: xumuks
Запуском аквариума можно считать, время заполнения его водой.
Не-а. Толькі запуск рыб, альбо штучнае ўнясеньне аміяку.
смешно :)
А нічога сьмешнага. Аб запуску акварыўма гавораць толькі з пункту гледжаньня устанаўленьня ў ім азотнага цыклу за лік нітрыфікацыі (бывае яшчэ і за лік расьлін, толькі ён скарочаны: рыбы->аміяк->расьліны (расьліны не будуць чакаць яго акісьленьня да нітрытаў-нітратаў бактэрыямі, а спажыюць яго ў форме лёгказасвойваемага аміяку-амонію) і не патрабуе часу на ўстанаўленьне, а працуе адразу ж, таму у няма сэнсу ў паняцьці "запуска", як нейкага перыяду ўстанаўленьня біябалансу).
Цитата: xumuks
Цитата: zvz
Нейкая мала-мальская цыркуляцыя вады існуе заўсёды. Вада выпараецца з паверхі ад гэтага ахаладжаецца і апускаецца на дно і г. д. Калі грэлка ўключана, то ўсё яшчэ намнога больш відавочна.
Цитата: xumuks
Конечно существует. Другой вопрос, эффективность такой циркуляции и ее улучшение. Не было б этой мало-мальской циркуляции в природе, мы бы сейчас ее не обсуждали.
Цитата: zvz
Што такое сама па сабе цыркуляцыя дае?
жизнь на планете. Аквариум закрытая система, и циркуляция(тепло-, био-, массообмен, денитрификация и много е другое осуществляется с помощью циркуляции) просто необходима. Почитайте литературу.
Я б сказаў цыркуляцыя непазьбежна, яе непатрэбна неяк арганізоўваць, яна сама арганізуецца ў тых маштабах, якія неабходны для жыцьця. Дапусьцім, расьліны выелі вакол сябе нейкае рэчыва, яго канцэнтрацыя паменшылася, утварыўся градыент і згодна з законамі прыроды дыфузія гэтага рэчыва ў той аб'ём, дзе яго стала менш павялічылася, вось і цыркуляцыя. Зусім не патрабуецца такая цыркуляцыя, як прапануецца, напрыклад, АДА, каб прадзьвінуць сваю прадукцыю: ліліпайпы там розныя, фільтры і г. д. Для жыцьця і спакойнага павольнага разьвіцьця дастаткова пасіўнай цыркуляцыі, якая узьнікае сама сабой з-за градыентаў тэмпературы і канцэнтрацыі, руха рыб... Для запуска акварыўма яе цалкам дастаткова, абы быў аміяк у сістэме.
Цитата: xumuks
Цитата: zvz
Цитата: xumuks

График 1. Становление биофильтрации (конечно иммется ввиду что вода не стоячая)
Вось, гэты дадатак у дужках зусім недарэчы. У стаячай вадзе будзе ўсё тое ж самае. А вось, у той вадзе, у якой няма росту аміяку (гэта тут базіс!), ня будзе і росту нітрытаў і, тым больш, нітратаў, адпаведна, нельга паставіць кропку 0 (няма старту).
Очень даже уместное приложение. Помоему вы зациклились на рыбах. Или никогда не наблюдали, что происходит с наполненной водой банкой со временем(даже с дистиллятом).
Я зацыкліўся не на рыбах, а на аміяку, бо гэта ў плане ўстанаўленьня біябалансу ключавы момант. Проста рыбы (калі іх карміць) з'яўляюцца яго крыніцамі.
Цитата: xumuks
Цитата: zvz
Цитата: xumuks

График 2. Чтоб небыло воопросов, откуда что появляется.
Ну, дык, вось, уважліва паглядзець на схему, і тое, аб чым я распавядаю, стане відавочным.
О! наверное рыб увидели))
Ну, дык так. Калі выключыць рыб, то уся гэтая схема распадзецца, бо расьліны пры распадзе старога лісьця азот не выдзяляюць у форме аміяку, яны маюць механізм транспарту азоту са старога лісьця ў маладое. Для даведкі, напрыклад, жалеза яны так транспартаваць ня могуць, таму і бывае жалезны хлароз.
Цитата: xumuks
:) , аквариум не пустой, вообще-то celticfrost успел посадить
Никаких условий не было, разбирался пример конкретного аквариума. Т.е. потом ты конечно вырулил,
Ну, люблю я дэдукцыю, што зробіш? ;)
Цитата: xumuks
но это уточнение нужно было делать сразу (когда говорил о рыбах без ковычек).
Я гэта і зрабіў, вось мае словы наступным сказам пасьля рыб:
Цитата: zvz
Дагэтуль перамешвай-ня перамешвай, аміяку ў вадзе няма і ніякія карысныя бактэрыі не заводзяцца.
Цитата: shpilka
zvz, я не согласна, что, если налить воду, запуска без рыб не произойдет. Запуск - это разве только для "рыбных" аквариумов? Растительный аквариум - это разве не аквариум вовсе?
Аня, я ужо, спадзяюся, адказаў на тваё пытаньне (гл. вышэй).
Цитата: shpilka
Тем более, запуск рыб производиться по-правилам, постепенно, чуть ли не поштучно. Я согласна - свежая банка без травы и рыб (да даже и с ними) не может носить именно названия "аквариума"...
Дык, а зараз зразумела, чаму паштучна. Таму што, калі запусьціць адразу многа, то канцэнтрацыі шкадлівых аміяка альбо нітрытаў могуць выйсьці за бясьпечныя межы раней, чым разаўецца дастатковая папуляцыя патрэбных бактэрый. Але асноўная мая думка заключаецца ў тым, што калі зусім нікога не запусьціць, то і няма запуску. Няма той часавай кропкі, дзе можна сказаць "вось азотны цыкл пачаў усталёўвацца".
Цитата: shpilka
Но тем не менее всегда считала начало жизни банки именно с залития, а не с полного заселения.
Хоць год трымай акварыўм пусты (і без расьлін таксама), а пасьля запусьці адразу многа рыб і праз пару дзён атрымаеш аміячнае альбо праз пару тыдняў нітрытнае атручваеньне. Вось, што я хачу каб усе раз і назаўсёды зразумелі. Што ж тут скажаш? Век жыві, век вучыся. ;)
 
« Последнее редактирование: 04 Май 2010, 09:33:20 от Вітáль »

Андрей

  • Гость
Меня заинтересовал график. Нитрит начинает расти уже после падения аммония до минимума..Ну и продолжительность распада нитрита под месяц. А у меня в экспериментальной акве нитрит показывает 5 уже недели две. Но если учесть. что шкала на 5 заканчивается, и нитрит растет до 12 по схеме, то возможен вариант, что процесс все же идет, просто не отображается тестами..

Белорусский клуб аквариумистов


Віталь

  • Гость
Андрэй, я не думаю, што гэта вынік мадэляваньня. Так, якасная карцінка. Паглядзім наколькі яна адпавядае мадэлі (не кажу рэчаіснасьці, бо ня ведаю ці ўдасца мне пастроіць адэкватную мадэль).

Віталь

  • Гость
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #3 : 06 Октябрь 2010, 08:34:51 »
Абяцанага, як кажуць тры гады чакаюць, ну, крышку менш у дадзеным выпадку.
Пастроена мадэль пакуль толькі для бактэрый, якія перапрацоўваюць аміяк у нітрыты. Скажу адразу, што карцінка атрымалася не такая, як вышэйпрыведзеная якасная.

Ітак зыходныя дадзеныя:
1. Паступленьне аміяку: канцэнтрацыя расьце лінейна з часам. Каэфіцыент dn NH3/dt (вугал нахілу залежнасьці n NH3(t)) проста прапарцыянальны колькасьці ўнасімага корму ў сістэму і адваротна прапарцыянальны аб'ёму акварыўма.
2. Выхад аміяку: хуткасьць убываньня канцэнтрацыі прапарцыянальна біямасе бактэрый, калі канцэнтрацыя больш за нейкую велічыню, пры якой у бактэрый эфектыўнасьць паглынаньня з вады памяншаецца ў два разы (у маім выпадку гэта 0.01 мг/л) і імкнецца да 0, калі канцэнтрацыя імкнецца да 0 (бактэрыі ў гэтым выпадку галадаюць, г. зн. не могуць выцягваць аміяк/амоній з вады).
3. Хуткасьць прыросту біямасы бактэрый прапарцыянальна самой біямасе (экспаненцыйны рост папуляцыі), калі ежы многа (n NH3>0.01) і прапарцыянальны самой біямасе і розьніцы паміж хуткасьцю паступленьня аміяку ў сістэму і патрэбе папуляцыі ў аміяку, калі канцэнтрацыя нізкая (n NH3<0.01).

Вынік мадэляваньня крышку пазьней, зараз трэба бегчы.
« Последнее редактирование: 06 Октябрь 2010, 14:14:09 от Вітáль »

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #4 : 06 Октябрь 2010, 09:17:26 »
Жэсць. Нічога не зразумеў. Каэфіцыент нахілу залежнасьці, прапарцыянальны  канцэнтрацыі  біямасы, эфектыўнасьць  імкнецца кудысцi экспаненцыйна ... бррр

Вітáль навошта так з раніцы :o ???

« Последнее редактирование: 06 Октябрь 2010, 09:26:21 от dr.moro »

Оффлайн kotok1980

  • Заслуженный оффтопер :)
  • Ветеран
  • Сообщений: 2806
  • Поблагодарили: 128
  • обследование зданий и сооружений. Пром.альпинизм
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #5 : 06 Октябрь 2010, 10:36:39 »
мое нубское мнение ---не все так просто. потому что неизвестно КАК СТРОИЛИЛИСЬ ГРАФИКИ.

нужна математическая модель - которая отображает зависимость одних параметров от других, и их изменение  от количества и времени.

также  модель является "с граничными областями". и график не является законченным - неизвестно что будет 36...100 дня, насколько сам график будет изменятся. ( в зависимости от денитрации).


"колькасьці ўнасімага корму ў сістэму і адваротна прапарцыянальны аб'ёму акварыўма"
а  где зависимость сьедаемого /несьедаемого корма ? а также переменная коэффициентная зависимость учитывающая влияние"ПЕРЕРЫВЫ КОРМЛЕНИЯ" .......также не учитывается - "замена воды", - которые нарушают линейную зависимость.






Оффлайн kotok1980

  • Заслуженный оффтопер :)
  • Ветеран
  • Сообщений: 2806
  • Поблагодарили: 128
  • обследование зданий и сооружений. Пром.альпинизм
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #6 : 06 Октябрь 2010, 10:42:24 »
эффективность решения задачи зависит от учитываемых ИСХОДНЫХ ДАННЫХ- которые влияют на результат.

Существуют два правильных варианта решения задачи:
-грубая схема (модель).
-точный расчет (от конкретных условий).

Виталь на графике показал схему зависимостей.

Оффлайн Tomcat

  • г. Минск
  • Ветеран
  • Сообщений: 2168
  • Поблагодарили: 84
  • ...what don't kill you make you more strong...
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #7 : 06 Октябрь 2010, 10:45:29 »
Аааааа.... Витя...... Кыш из ветки......... Ржунимагу..... :-)
Sex, Drugs & Rock'N'Roll

Оффлайн kotok1980

  • Заслуженный оффтопер :)
  • Ветеран
  • Сообщений: 2806
  • Поблагодарили: 128
  • обследование зданий и сооружений. Пром.альпинизм
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #8 : 06 Октябрь 2010, 11:15:10 »
Сергей....при подмене воды (например на 14-й день - 2 раза в месяц) - например на 20% - значит получится для схемы понижающий коэффициент содержания всех веществ 0,8 (т.е. минус 20%).

Чем больше подмена воды - тем больше понижающий коэфф.

анализируя график -возник  вопрос- что будет с графиком - если раз в неделю менять воду (на 50 %)......(на 7 день амоний максимум, а нитриты еще не начались.....(вариант-мининемо с частыми подменами воды).

на следующей неделе (8-день - после подмены 50% воды/следующая неделя)-имеем уже "на старте" 50 % величины/концентрации  амония. .....и сколько надо времени чтоб амоний начал перерабатыватся в нитриты???-это для того чтоб определить следующую подмену воды (время и количество заменяемов воды).
« Последнее редактирование: 06 Октябрь 2010, 12:03:38 от kotok1980 »

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #9 : 06 Октябрь 2010, 12:13:23 »

Віталь

  • Гость
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #10 : 06 Октябрь 2010, 14:12:25 »
Віця, графікі, што я прывадзіў вышэй - не мае. Мая мадэль дае іншую залежнасьць на аміяку.
Ужо з агульных пазіцый зразумела, што нітрыты стануць расьці, як толькі крывая канцэнтрацыі аміяку стане адхіляцца ад лінейнай залежнасьці (уніз, вядома). Нітрыты не стануць чакаць, пакуль аміяк выйдзе на максімум. Так што нават схематычна вышэй прыведзеныя графікі ня верныя. Мая мадэль прэтэндуе на больш адэкватнае апісаньне. З тымі ўмовамі, канешне, якія ў яе закладзены: лінейнае паступленьне аміяку ў сістэму, адсутнасьць падмен.

Яшчэ крыху па мадэлі. Для таго, каб пазьбегнуць адмоўных канцэнтрацый аміяку, якія нефізічны, трэба ўвадзіць нейкі параметр, які апісваў бы эфектыўнасьць паглынаньня аміяку адпаведнымі бактэрыямі. Пакуль канцэнтрацыя аміяку ў асяродзі высокая, можна лічыць, што хуткасьць яе падзеньня у выніку жыцьцядзейнасьці адпаведных нітрабактэрый прапарцыянальная толькі іх біямасе. Калі ж канцэнтрацыя аміяку падае, то бактэрыям усё цяжэй і цяжэй гэты аміяк з вады выцягваць, так што эффектыўнасьць гэтага выцягваньня імкнецца да нуля, калі сама канцэнтрацыя імкнецца да нуля. У тым ліку? будзе і такая канцэнтрацыя (назавем яе n0 NH3), пры якой гэтая эффектыўнасьць роўная 1/2. Высокія ж канцэнтрацыі аміяку дазваляюць бактэрыям свабодна засвойваць аміяк з той хуткасьцю, якую яны біялагічна сабе могуць дазволіць (вызначаецца наяўнасьцью кіслароду, тэмператураю і г.д. - фактарамі ў прапануемай мадэлі не ўлічваемымі), пры гэтым эфектыўнасьць будзе імкнуцца да 1 (100%). Дык вось, я прапаную даволі простую функцыю, якая б матэматычна апісвала б вышэйагучаныя асаблівасьці залежнасьці эфектыўнасьці засваеньня аміяку бактрэрыямі ад яго канцэнтрацыі ў вадзе акварыўма. Яна мае наступны выгляд:

η ~ nk/(nk+n0k),                                    (1)

дзе n=nNH3 - канцэнтрацыя аміяку, n0=n0 NH3 - канцэнтрацыя аміяку, пры якой эффектыўнасьць η памяншаецца ў два разы, k - некаторы лік (пакажчык ступені), характарызуючы наколькі хутка эффектыўнасьць імкнецца да 0 альбо 1 пры зьмяненьні канцэнтрацыі у бок n<n0 альбо n>n0 (як пазьней будзе паказана выбар канкрэтнага k слаба ўплывае на вынікі мадэляваньня). Ніжэй прыводзяцца графікі функцый выгляду (1) для некалькіх розных k.


Тут па восі OX адкладзена адносная канцэнтрацыя, якая паказвае ў колькі раз разглядаемая канцэнтрацыя аміяку n болей за n0. Напрыклад, 10 азначае, што канцэнтрацыя n ў дзесяць разоў большая за n0, а 0.1 - адпаведна, у дзесяць разоў меншая.

Віталь

  • Гость
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #11 : 06 Октябрь 2010, 14:19:27 »
"колькасьці ўнасімага корму ў сістэму і адваротна прапарцыянальны аб'ёму акварыўма"
а  где зависимость сьедаемого /несьедаемого корма ? а также переменная коэффициентная зависимость учитывающая влияние"ПЕРЕРЫВЫ КОРМЛЕНИЯ"
Весь корм незалежна ад таго з'едзены ён (рыбамі) ці ня з'едзены рана ці позна пяройдзе ў форму аміяку. Так, насамрэч, паступленьне аміяку будзе нелінейным, а "імпульсным", але ў доўгатэрміновай перспектыве мы можам гэтым пагрэбаваць. Не думаю, што папуляцыя бактэрый будзе пасьпяваць адсочваць гэтыя пульсацыі.

Віталь

  • Гость
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #12 : 06 Октябрь 2010, 14:29:33 »
Калі нехта мае інфармацыю, пры якой канцэнтрацыі аміяку нітрыфікатары пачынаюць адчуваць яго дэфіцыт (на маёй мове гэта n0), то зьлівайце інфу сюды для пабудаваньня больш адэкватнай мадэлі. Магчыма, нават вядомая эксперыментальная залежнасьць η(n), тады варта было б для яе ўжываць функцыю не выгляду (1), а больш адпавядаючую рэальнай залежнасьці. Пакуль у мяне такой інфармацыі няма, але вынікам майго мадэляваньня з'яўляецца вось, што: канцэнтрацыя аміяку ў сістэме пасьля ўсталяваньня раўнавагі ўсталюецца паблизу n = n0. Так што паколькі ў сістэмах з біялагічнай раўнавагаю аміяк тэстамі не вызначаецца, то таму я і ўзяў для n0  значэньне 0.01 мг/л. Такую канцэнтрацыю ж тэсты не пакажуць?

Оффлайн kotok1980

  • Заслуженный оффтопер :)
  • Ветеран
  • Сообщений: 2806
  • Поблагодарили: 128
  • обследование зданий и сооружений. Пром.альпинизм
    • Просмотр профиля
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #13 : 06 Октябрь 2010, 15:26:37 »
Виталь,  в (Ответ #5) я и писал что у начальных графиков слишком мало параметров. потом ты также "забраковал" их.

к исходным данным ты добавил "З тымі ўмовамі, канешне, якія ў яе закладзены: лінейнае паступленьне аміяку ў сістэму, адсутнасьць падмен." - уже упрощается сам процесс модели.

по самому графику - коефф. К - у тебя везде одинаков (имхо- неправильно). и для него показаны различные графики в зависимости от концентраций.

правильнее добавить индексы К1=1, К2=2, К3=3, К4=4. - также ПОЛУЧИТСЯ ТАБЛИЧНАЯ ФОРМА в которой будут указаны граничные значения. промежуточные уже одной из интерполяций. (линейная тут врятли подойдет).

и если это будет всего лишь модель (схема)-  то численные параметры "поедания/преобразования" тут не нужны и величина погрешности не важна.

« Последнее редактирование: 06 Октябрь 2010, 15:30:54 от kotok1980 »

Віталь

  • Гость
Re: Мадэляваньне ўсталяваньня азотнага цыклу
« Ответ #14 : 06 Октябрь 2010, 22:16:47 »
Виталь,  в (Ответ #5) я и писал что у начальных графиков слишком мало параметров. потом ты также "забраковал" их.
Пачатковыя графікі не даюць нават якаснага апісаньня, толькі схематычнае. Мая мадэль, думаю, дасьць якаснае апісаньне, а калі будуць падабраныя правільныя параметры, то, магчыма, і колькаснае.
Цитировать
по самому графику - коефф. К - у тебя везде одинаков (имхо- неправильно). и для него показаны различные графики в зависимости от концентраций.
Ты маеш на ўвазе, што k павінен сам быць функцыяй n? Канешне, гэта больш агульны выпадак, але не думаю, што варта так ускладняць. Вось, калі недзе адкапаюцца эксперыментальныя значэньні канцэнтрацыі аміяку ў акварыўме ў залежнасьці ад часу, і мая мадэль падгонкаю закладзеных у ёй параметраў не зможа даць задавальняючага апісаньня гэтай залежнасьці, тады толькі варта будзе нешта ў ёй ускладняць і абагульняць. Для якаснага апісаньня і такой простай залежнасьці павінна хапіць, бо як я ўжо сказаў ад параметра k вынік мадэляваньня залежыць слаба.
Цитировать
правильнее добавить индексы К1=1, К2=2, К3=3, К4=4. - также ПОЛУЧИТСЯ ТАБЛИЧНАЯ ФОРМА в которой будут указаны граничные значения. промежуточные уже одной из интерполяций. (линейная тут врятли подойдет).
Прычым тут гэта? Я навогул, прывёў графікі проста ў якасьці нагляднай дэманстрацыі сваіх слоў "k - некаторы лік (пакажчык ступені), характарызуючы наколькі хутка эффектыўнасьць імкнецца да 0 альбо 1 пры зьмяненьні канцэнтрацыі у бок n<n 0 альбо n>n 0. На словах, магчыма, было цяжка ўспрымальна, а глянеш на графік, і ўсё разумееш, што маецца на ўвазе. Для мадэляваньня я ўжываў нешта адно k=1 альбо 2 (зараз не маю з сабою файла).
Цитировать
и если это будет всего лишь модель (схема)-  то численные параметры "поедания/преобразования" тут не нужны и величина погрешности не важна.
Так, для якаснага апісаньня дакладныя параметры мадэлі можна браць адвольнымі, але значна цікавей, узяць параметры блізкімі да рэальных і атрымаць нейкае набліжэньне да колькаснага апісаньня.