反應速和反應級數(shù)

反應速和反應級數(shù)第1頁/共23頁二、反應級數(shù)若反應pA+qB→mC+nD的反應速度為：v=k[A]p·[B]q這個反應稱為（p+q）級反應；（p+q）稱為反應的級數(shù)。也可稱這個反應是A的p級反應，或B的q級反應。零級反應——p+q=0；一級反應——p+q=1；二級反應——p+q=2；第2頁/共23頁對于生化反應：S=y·X+z·P生化反應速度：

v=d[S]/dt=k[S]n

或：

lgv=nlg[S]+lgkn稱為生化反應的級數(shù)第3頁/共23頁三、米-門（Michaelis-Menten）方程式（一）生物酶的特點1、催化效率高，是一般催化劑的106-1013倍；2、高度專一性3、對環(huán)境敏感，化學組成類似蛋白質4、在常溫、常壓、中性環(huán)境下進行催化反應第4頁/共23頁（二）酶促反應S+E=ES→P+ES—Substrate，基質或底物；

E—Enzyme，酶；

ES—中間產物，酶與基質的復合物；

P—Product，產物。

第5頁/共23頁（三）

米氏方程式v=vmax·S/Km+Sv—酶反應速度vmax—最大酶反應速度S—底物濃度Km—米氏常數(shù)，半速率常數(shù)第6頁/共23頁（四）米氏常數(shù)的意義及測定1、Km是酶的特征常數(shù)，不同酶的Km值不同；2、一種酶如果能催化幾種底物，就有幾個特定的Km；3、Km值最小的底物，稱為該酶的最適底物；4、由于vmax難以達到，所以Km值常用雙倒數(shù)圖解法測定。第7頁/共23頁第五節(jié)微生物生長動力學----莫諾特

（Monod）方程式

（一）基本方程式Ks—飽和常數(shù)，也稱之為半速度常數(shù)；S—有機底物濃度。μ—比增長速率,μ=(dx/dt)/x;dx/dt----微生物群體增長速率。第8頁/共23頁μ=Y·q

μmax=Y·qmax

Y---dx/ds,產率系數(shù)，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第9頁/共23頁第10頁/共23頁（二）莫諾方程式的推論1、在高濃度有機底物的條件下，S＞＞Ks，上式簡化為：q=qmax二式說明，在高濃度有機底物的條件下，有機底物以最大的速度進行降解，而與有機底物的濃度無關，呈零級反應關系。dS/dt表示有機底物的降解速度。q第11頁/共23頁即圖上所表示的S’—S，區(qū)段。有機底物的濃度再行提高，降解速率也不會提高，因為在這一條件下，微生物處于對數(shù)增殖期，其酶系統(tǒng)的活性位置都為有機底物所飽和。有機底物的降解速度與污泥濃度(生物量)有關，并呈一級反應關系第12頁/共23頁2、在低底物濃度的條件下，S<<Ks，與Ks值相較，S值可忽略不計，這樣，上式可分別簡化為：

qq第13頁/共23頁可見，有機底物降解遵循一級反應，有機底物的含量已成為有機底物降解的控制因素，因為在這種條件下，混合液中有機底物濃度已經不高，微生物增殖處于減速增殖期或內源呼吸期，微生物酶系統(tǒng)多未被飽和，在圖中即為橫坐標S=0到S=S”這樣的一個區(qū)段。這個區(qū)段的曲線在表現(xiàn)形式上為通過原點的直線，其斜率即為K2。第14頁/共23頁思考題:1.什么是活性污泥膨脹?污泥膨脹可分為幾種?2.污泥膨脹的危害有哪些?如何識別?3.絲狀菌污泥膨脹的原因有哪些?非絲狀菌污泥膨脹的原因有哪些?4.曝氣池活性污泥膨脹的原因有哪些?解決的

對策有哪些?第15頁/共23頁污泥膨脹是活性污泥法系統(tǒng)常見的一種異?，F(xiàn)象,是指由于某種因素的改變,活性污泥質量變輕、膨大、沉降性能惡化，SVI值不斷升高，不能在二沉池內進行正常的泥水分離，二沉池的污泥面不斷上升，最終導致污泥流失，使曝氣池的MLSS濃度過度降低，從而破壞正常工藝運行的污泥，這種現(xiàn)象稱污泥膨脹。污泥膨脹時，SVI值異常高，有時可達400以上。

第16頁/共23頁

污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者是活性污泥絮體中的絲狀菌度繁殖而導致的；后者是菌膠團細菌本身生理活動異常、粘性物質大量產生導致的。2.發(fā)生污泥膨脹后,二沉池出水的SS將會大幅度增加,直至超過國家標準,同時導致出水的COD和BOD也超標。如果不采取控制措施，污泥持續(xù)流失會使曝氣池內的微生物數(shù)量銳減，不能滿足分解有機第17頁/共23頁污染物的正常需要，從而導致整個系統(tǒng)性能的下降，甚至崩潰。如果恢復，需要從培養(yǎng)、馴化活性污泥重新開始。污泥膨脹可以通過檢測曝氣池混合液的SVI（超過100）、沉降速度（低于0.6米/小時)和生物相鏡檢(絲狀菌增大到++級)來判斷和預測，而通過觀察二沉池出水懸浮物和泥面的上升變化是最直觀的方法。第18頁/共23頁3.活性污泥中,絲狀菌過度繁殖,會形成絲狀菌污泥膨脹。在正常環(huán)境中，菌膠團的生長速率大于絲狀菌,不會出現(xiàn)絲狀菌過度繁殖的現(xiàn)象,但如果活性污泥環(huán)境條件發(fā)生不利變化,絲狀菌因其表面積較大,抵抗環(huán)境變化的能力比菌膠團細菌強,絲狀菌的數(shù)量就有可能超過菌膠團細菌,從而導致絲狀菌.引起活性污泥環(huán)境條件發(fā)生不利變化的因素主要有:第19頁/共23頁(1)進水中有機物質太少,曝氣池內F/M太低,導致微生物食料不足;(2)進水中N和P等營養(yǎng)物質不足;(3)PH值太低,不利于菌膠團生長;(4)曝氣池溶解內氧太低;(5)進水水質和水量波動太大,對微生物造成沖擊;(6)進入曝齊池的污水“腐化”而含有較多的硫化氫(大于1~2毫克/升),導致絲硫菌過量繁殖;(7)進入曝氣池的污水水溫偏高(超過攝氏30度)第20頁/共23頁3.非絲狀菌污泥膨脹是由于菌膠團本身生理活動異常,導致活性污泥沉降性能惡化的現(xiàn)象,可分為兩種:(1)非絲狀菌污泥膨脹是由于進水口含有大量的溶解性糖類有機物,使污泥負荷F/M太高,而進水中又缺乏足夠的N和P等營養(yǎng)物質或混合液內溶解氧含量太低.高F/M時,細菌會很快把大量有機物質吸入體內,而由于缺乏足夠的N和P或溶解氧,就不能在體內進行正常的分解代謝,此時細菌會向體外分泌出過量的多聚糖類物質.第21頁/共23頁這些多聚糖類物質由于分子中含有很多的羥基而具有較強的親水性,使活性污泥的結合水高達400%以上,遠遠高于100%的左右的正常水平.結果使活性污泥呈粘性的凝膠狀,在二沉池內