反应速度和反应级数.ppt

第四节 反应速度和反应级数• 一 、 生化反应的反应速度单位时间的底物减少量单位时间的最终产物增加量单位时间的微生物细胞增加量S=y·X+z·P (式中：P-Product难以计量，所以一般用S- Substrate、X-Mass来表示反应速度)二、反应级数• 若反应 pA+qB→mC+nD的反应速度为：v=k[A]p·[B]q这个反应称为（p+q）级反应； （p+q）称为反应的级数也可称这个反应是A的p级反应，或B的q级 反应零级反应——p+q=0；一级反应——p+q=1；二级反应——p+q=2；• 对于生化反应：S=y·X+z·P生化反应速度：v=d[S]/dt=k[S]n或：lgv=nlg[S]+lgkn称为生化反应的级数三、米-门（Michaelis-Menten）方程式• （一） 生物酶的特点 • 1、催化效率高，是一般催化剂的106-1013 倍； • 2、高度专一性 • 3、对环境敏感，化学组成类似蛋白质 • 4、在常温、常压、中性环境下进行催化反 应（二） 酶促反应• S+E=ES→P+ES—Substrate，基质或底物；E—Enzyme，酶；ES—中间产物，酶与基质的复合物；P—Product，产物。

三） 米氏方程式• v=vmax·S/Km+Sv—酶反应速度vmax —最大酶反应速度S—底物浓度Km —米氏常数，半速率常数（四） 米氏常数的意义及测定• 1、Km是酶的特征常数，不同酶的Km值不 同； • 2、一种酶如果能催化几种底物，就有几个 特定的Km； • 3、 Km值最小的底物，称为该酶的最适底 物； • 4、由于vmax难以达到，所以Km值常用双倒 数图解法测定第五节 微生物生长动力学----莫诺特 （Monod）方程式 （一）基本方程式Ks—饱和常数，也称之为半速度常数；S—有机底物浓度μ—比增长速率,μ=(dx/dt)/x ; dx/dt----微生物群体增长速率μ=Y·qμmax=Y·qmaxY---dx/ds,产率系数，g(生物量)/g(降解的底物) q---(ds/dt)/x,比底物降解速率ds/dt----底物利用速率（二） 莫诺方程式的推论• 1、在高浓度有机底物的条件下，S＞＞Ks，上式简化为：q=qmax• 二式说明，在高浓度有机底物的条件 下，有机底物以最大的速度进行降解 ，而与有机底物的浓度无关，呈零级 反应关系dS/dt表示有机底物的降解速度。

q• 即图上所表示的S’—S，区段有机底物的 浓度再行提高，降解速率也不会提高，因 为在这一条件下，微生物处于对数增殖期 ，其酶系统的活性位置都为有机底物所饱 和 • 有机底物的降解速度与污泥浓度(生物量)有 关，并呈一级反应关系• 2、在低底物浓度的条件下，S<

污 泥膨胀时，SVI值异常高，有时可达 400以上 2. 污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状 菌膨胀前者是活性污泥絮体中的丝状 菌度繁殖而导致的；后者是菌胶团细菌 本身生理活动异常、粘性物质大量产生 导致的2.发生污泥膨胀后,二沉池出水的SS将会 大幅度增加,直至超过国家标准,同时导致 出水的COD和BOD也超标如果不采取 控制措施，污泥持续流失会使曝气池内 的微生物数量锐减，不能满足分解有机污染物的正常需要，从而导致整个系 统性能的下降，甚至崩溃如果恢复， 需要从培养、驯化活性污泥重新开始污泥膨胀可以通过检测曝气池混合 液的SVI（超过100）、沉降速度（低于 0.6米/小时)和生物相镜检(丝状菌增大到 + +级)来判断和预测，而通过观察二沉 池出水悬浮物和泥面的上升变化是最直 观的方法3.活性污泥中,丝状菌过度繁殖,会形成丝 状菌污泥膨胀在正常环境中，菌胶团 的生长速率大于丝状菌,不会出现丝状菌 过度繁殖的现象,但如果活性污泥环境条 件发生不利变化,丝状菌因其表面积较大, 抵抗环境变化的能力比菌胶团细菌强,丝 状菌的数量就有可能超过菌胶团细菌,从 而导致丝状菌.引起活性污泥环境条件发生不利变 化的因素主要有:(1)进水中有机物质太少,曝气池内F/M太低,导致微生物食料不足;(2)进水中N和P等营养物质不足;(3)PH值太低,不利于菌胶团生长;(4)曝气池溶解内氧太低;(5)进水水质和水量波动太大,对微生物造成冲击;(6)进入曝齐池的污水“腐化”而含有较多的硫化氢(大于1~2毫克/升),导致丝硫菌过量繁殖;(7)进入曝气池的污水水温偏高(超过摄氏30度)3. 非丝状菌污泥膨胀是由于菌胶团本身生理 活动异常,导致活性污泥沉降性能恶化的现象, 可分为两种:(1)非丝状菌污泥膨胀是由于进水口含有大量 的溶解性糖类有机物,使污泥负荷F/M太高,而 进水中又缺乏足够的N和P等营养物质或混合 液内溶解氧含量太低.高F/M时,细菌会很快把 大量有机物质吸入体内,而由于缺乏足够的N 和P或溶解氧,就不能在体内进行正常的分解 代谢,此时细菌会向体外分泌出过量的多聚糖 类物质.这些多聚糖类物质由于分子中含有很多的 羟基而具有较强的亲水性,使活性污泥的结 合水高达400%以上,远远高于100%的左右 的正常水平.结果使活性污泥呈粘性的凝胶 状,在二沉池内无法进行有效的泥水分离及 浓缩,因此这种膨胀又称为粘性膨胀. (2)是由于进水含有大量的有毒物质,导致活 性污泥中毒,使细菌不能分泌出足够的粘性 物质,形不成絮体,因此无法在二沉池内进行 有效的泥水分离及浓缩,因此这种膨胀又称 为非粘性膨胀或离散性膨胀.。