[工学]11章反应动力学.ppt

微 生 物 的 生 长 环 境 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害作用的化学物质，这类物质我们称之为有毒物质。 其毒害作用主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性。 在废水生物处理时，对这些有毒物质应严加控制，但毒物浓度的允许范围，需要具体分析。 微生物的营养 温 度 pH 值 溶 解 氧 有 毒 物 质 第四节 反应速度和反应级数 生物化学反应是一种以生物酶为催化剂的化学反应。 污水生物处理中，人们总是创造合适的环境条件去得到希望的反应速度。 生化反应动力学目前的研究内容： (1)底物降解速率与底物浓度、生物量、环境因素等方面的关系； (2)微生物增长速率与底物浓度、生物量、环境因素等方面的关系； (3)反应机理研究，从反应物过渡到产物所经历的途径。 生化反应动力学 在生化反应中，反应速度是指单位时间里底物的减少量、最终产物的增加量或细胞的增加量。在废水生物处理中，是以单位时间里底物的减少或细胞的增加来表示生化反应速度。 图中的生化反应可以用下式表示： 即 该式反映了底物减少速率和细胞增长速率之间的关系，是废水生物处理中研究生化反应过程的一个重要规律。 反 应 速 度 及 式中：反应系数 又称产率系数，mg（生物量）/mg（降解的底物）。 实验表明反应速度与一种反应物A的浓度SA成正比时，称这种反应对这种反应物是一级反应。 实验表明反应速度与二种反应物A、B的浓度SA、SB成正比时，或与一种反应物A的浓度SA的平方SA2成正比时，称这种反应为二级反应。 实验表明反应速度与SA·SB2成正比时，称这种反应为三级反应；也可称这种反应是A的一级反应或B的二级反应。 在生化反应过程中，底物的降解速度和反应器中的底物浓度有关。 一般地： aA+bB → gG+hH 如果测得反应速度：v＝- dcA/dt=kcAa · cBb a+b=n, n为反应级数。 反 应 级 数 设生化反应方程式为： 现底物浓度以[S]表示，则生化反应速度： 式中：k——反应速度常数，随温度而异； n——反应级数。 上式亦可改写为： 该式可用图表示，图中直 线的斜率即为反应级数n。 或 lgv lg[S] 反应速度不受反应物浓度的影响时，称这种反应为零级反应。在温度不变的情况下，零级反应的反应速度是常数。 对反应物A而言，零级反应： 式中：v——反应速度； t——反应时间； k——反应速度常数, 受温度影响。 在反应过程中，反应物A的量增加时，k为正值；在废水生物处理中，有机污染物逐渐减少，反应常数为负值。 SA=SA0-kt SA 反应速度与反应物浓度的一次方成正比关系，称这种反应为一级反应。对反应物A而言，一级反应： 式中：v ——反应速度； t——反应时间； k——反应速度常数, 受温度影响。 在反应过程中，反应物A的量增加时，k为正值；在废水生物处理中，有机污染物逐渐减少，反应常数为负值。 反应速度与反应物浓度的二次方成正比，称这种反应为二级反应。 对反应物A而言，二级反应： 式中：v——反应速度； t——反应时间； k——反应速度常数, 受温度影响。 第五节 微生物生长动力学 3、底物利用速率--Lawrence-McCarty动力学模型 4、Lawrence-McCarty模型在完全混合活性污泥法中的应用 2、微生物群体增长速率--Monod基本方程 1、米-门（Michaelis-Menten