水污染控制工程 1-5 (11).ppt

* 1215 微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。 * 在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物， 并为细胞合成提供能量；少 量有机物被转化、合成为新 的原生质的组成部分。 * * nabla 1 * 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。 反 应 级 数 设生化反应方程式为： 现底物浓度ρS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。 + 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。 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。 第五节 微生物生长动力学 一、米歇里斯-门坦 （Michaelis-Menten）方程式 一切生化反应都是在酶的催化下进行的。这种反应亦可以说是一种酶促反应或酶反应。酶促反应速度受酶浓度、底物浓度、pH、温度、反应产物、活化剂和抑制剂等因素的影响。 中间产物假说： 酶促反应分两步进行，即酶与底物先络合成一个络合物（中间产物），这个络合物再进一步分解成产物和游离态酶，以下式表示： 式中，S代表产物，E代表酶，ES代表酶－产物中间产物（络合物），P代表产物。 从上式可以看出，当底物S浓度较低时，只有一部分酶E和底物S形成酶-底物中间产物ES。 此时，若增加底物浓度，则将有更多的中间产物形成，因而反应速度亦随之增加。 当底物浓度很大时，反应体系中的酶分子已基本全部和底物结合成ES络合物。 此时，底物浓度虽再增加，但无剩余的酶与之结合，故无更多的ES络合物生成，因而反应速度维持不变。 1913年前后，米歇里斯和门坦提出了表示整个反应中底物浓度与酶促反应速度之间关系的式子，称为米歇里斯－门坦方程式，简称米氏方程式，即： 式中:v——酶促反应速度；vmax——最大酶反应速度； ρS——底物浓度； Km——米氏常数。 此式表明，当Km和vmax已知时，酶反应速度与酶底物浓度之间的定量关系。 由上式得： 该式表明，当vmax/v=2或v=1/2vmax时，Km=ρS，即Km是v=1/2vmax时的底物浓度，故又称半速度常数。 米 氏 方 程 式 ⑴当底物浓度S很大时，S?Km，Km+S≈S，酶反应速度达到最大值，即v=vmax,呈零级反应。 ⑵当底