活性污泥反应动力学.PDF

第三节 活性污泥反应动力学 什么是活性污泥反应动力学？ 可以定量或半定量地揭示活性污泥系统内有 机物降解、污泥增长、氧气消耗等与各项设 计参数、运行参数及环境因素之间的关系 反应速度与反应级数 反应速度与反应级数 生化反应是一种以生物酶为催化剂的化学反应。 反应速度 反应速度 单位时间里底物的减少量或产物的增加量。 S y · X + z · P 则: d [X ] / dt = -y d [S] / dt 反应级数 反应级数 反应速度与一种反应物的浓度成正比，称一级反应；与一 种反应物浓度平方或两种反应物浓度成正比，称二级反 应；……称三级反应；…… S y · X + z · P 则: v = d [S] / dt =k [S] n 其中：k 为反应常数；n 为反应级数； 活性污泥法的反应动力学的主要内容 (1) 基质降解动力学，涉及基质降解与基质浓 度、生物量等因素的关系； (2) 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质 浓度、生物量、增长常数等因素的关系； (3) 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与 需氧、营养要求等的关系。 建立活性污泥法反应动力学模型的假设 (1) 反应器处于完全混合状态， 对于推流式曝气池系统，需加以修正； (2) 活性污泥系统的运行条件绝对稳定； (3) 二沉池内无微生物活动，也无污泥累积，且泥水 分离效果良好； (4) 进水有机物均为溶解性有机物，且浓度恒定，不 含微生物； (5) 进水中不含对微生物具有毒性或抑制性的物质。 反应动力学研究的由来 酶促反应动力学公式（米— 门公式） （Michaelis—Menton ） 莫诺德（Monod ）模式 劳伦斯—麦卡蒂（Lawrence—McCarty）模式 (一)活性污泥反应动力学的基础—— 米— 门公式与莫诺德模式 A ．米— 门公式 A ．米— 门公式 1913,Michaelis—Menton提出酶的“ 中间产物”学说， 通过理论推导和实验验证，提出了含单一基质单一反 应的酶促反应动力学公式，即米— 门公式： v S max ν K S + m E + S ↔ES ↔E + P 其中： Km ——米式常数（饱和常数），或半速常数； 1/Km——基质亲和力 v ——酶反应速度； vmax ——最大酶反应速度 S ——底物浓度 米门公式的图示 v v max v = v /2 max 0 K S m B.莫诺德模式： B.莫诺德模式： 1942年和1950年，Monod 单一基质、纯菌种培养实验， 微生物比增殖速率与基质浓度 与酶促反应类似的规律， 提出活性污泥法的动力学公式，即莫诺德模式： μ ⋅S max μ K S +