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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]+lgk n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+E S—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+S v—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 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。 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，SKs，与Ks值相较，S值可忽略不计，这样，上式可分别简化为： 可见，有机底物降解遵循一级反应，有机底物的含量已成为有机底物降解的控制因素，因为在这种条件下，混合液中有机底物浓度已经不高，微生物增殖处于减速增殖期或内源呼吸期，微生物酶系统多未被饱和，在图中即为横坐标S=0到S=S”这样的一个区段。 这个区段的曲线在表现形式上为通过原点的直线，其斜率即为K2。 * 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。 q q q q q 思考题: 1.什么是活性污泥膨胀?污泥膨胀可分为几种? 2.污泥膨胀的危害有哪些?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。