反应速度和反应级数

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1、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

2、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vm

3、ax—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·qma

4、xY---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qq（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

5、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<

6、胀的危害有哪些?如何识别?3.丝状菌污泥膨胀的原因有哪些?非丝状菌污泥膨胀的原因有哪些?4.曝气池活性污泥膨胀的原因有哪些?解决的对策有哪些?污泥膨胀是活性污泥法系统常见的一种异常现象,是指由于某种因素的改变,活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，SVI值不断升高，不能在二沉池内进行正常的泥水分离，二沉池的污泥面不断上升，最终导致污泥流失，使曝气池的MLSS浓度过度降低，从而破坏正常工艺运行的污泥，这种现象称污泥膨胀。污泥膨胀时，SVI值异常高，有时可达400以上。污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。前者是活

7、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

8、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