第十一章-污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础要点课件.ppt

1、第十一章第十一章 污水生物处理的基污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础本概念和生化反应动力学基础水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-222v11.1 11.1 污水生物处理基本原理污水生物处理基本原理污水生物处理方法；脱氮除磷基础理论污水生物处理方法；脱氮除磷基础理论v11.2 11.2 微生物的生长规律及生长环境微生物的生长规律及生长环境v11.3 11.3 生化反应的反应速度和反应级数生化反应的反应速度和反应级数反应速度；反应级数反应速度；反应级数v11.4 11.4 微生物生长动力学微生物生长动力学莫诺特方程式；劳莫诺特方程式；劳- -

2、麦方程式；微生物麦方程式；微生物增长与底物降解的基本关系式增长与底物降解的基本关系式 水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学本章内容本章内容2022-6-223水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件11.1 11.1 污水生物处理基本原理污水生物处理基本原理微生物对溶解氧需求微生物对溶解氧需求不同不同缺氧生物处理缺氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理好氧生物处理好氧生物处理微生物生长方式微生物生长方式不同不同附着生长法附着生长法悬浮生长法悬浮生长法天津工业大学天津工业大学11.1 11.1 污水生物处理基本原理污水生物处理基本原理水污染控制工程课程课件水污染控

3、制工程课程课件天津工业大学天津工业大学1.微生物的微生物的呼吸呼吸 微生物的呼吸是获取能量的生理功能。呼吸作用的本质是氧化还原的统一过程。发酵发酵好氧呼吸好氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸呼吸2022-6-2251.微生物的微生物的呼吸呼吸水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件发酵：微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量，产生代谢物。有机物有机物氧化的基质氧化的基质中间有机物中间有机物氧化氧化代谢有机物代谢有机物最终受氢体最终受氢体污水和污泥的厌氧生物处理污水和污泥的厌氧生物处理天津工业大学天津工业大学2022-6-226好氧呼吸：当存在外在的电子受

4、体氧O2，底物可全部氧化成CO2和H2O，产生ATP。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学1.微生物的微生物的呼吸呼吸底底物物NAD(P)+FAD或或FMN电子传递体系电子传递体系释放的电子释放的电子eO2H2OATP2022-6-227自养型自养型化能自养化能自养光能自养光能自养异养型异养型化能异养化能异养光能异养光能异养按照被氧化底物的不同分为自养和异养型按照被氧化底物的不同分为自养和异养型污水好氧生物处理系统污水好氧生物处理系统水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件1.微生物的微生物的呼吸呼吸天津工业大学天津工业大学2022-6-228 厌氧呼吸在无

5、O2的情况下进行的生物氧化，以有机物为底物，经呼吸链传递氢，最终由氧气以外的无机化合物，如NO3-、NO2-、SO42-、CO32-、CO2受氢。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学1.微生物的微生物的呼吸呼吸有有机机底底物物H2A辅酶辅酶辅酶辅酶H2受氢体受氢体NO3-、NO2-、SO42-、CO32-、CO2受氢体受氢体H2脱氢酶脱氢酶氧化酶氧化酶污水脱氮、厌氧产甲烷过程污水脱氮、厌氧产甲烷过程2022-6-229 在有氧的条件下，好氧微生物降解有机物。如在有氧的条件下，好氧微生物降解有机物。如活性污泥法和生物膜法活性污泥法和生物膜法，微生物利用废水中的有机

6、，微生物利用废水中的有机物为营养源进行好氧代谢。有机物经过一系列的生物为营养源进行好氧代谢。有机物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。稳定下来，达到无害化的要求。2. 废水的废水的好氧处理好氧处理水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-22102. 废水的废水的好氧处理好氧处理好氧生物处理中，有机物被微生物摄取后，通过好氧生物处理中，有机物被微生物摄取后，通过代谢，约有代谢，约有三分之一分解、稳定三分之一分解、稳定、并提供其生理活、并提供其生理活动所需的能量；

7、动所需的能量；三分之二被转化，合成三分之二被转化，合成为新的原生为新的原生质，微生物进行自身的细胞生长。质，微生物进行自身的细胞生长。合成合成 有机物氧微生物有机物氧微生物（C, O, H, N, S, P）2/3新的细胞质新的细胞质+ 能量能量热热分解分解 CO2, H2O, NH3, SO42-, PO43-1/3水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学内源代谢内源代谢80%，CO2、H2O、NH320%，细胞残留物，细胞残留物2022-6-2211 厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性和厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性和厌氧微生物分解有机物的一种生物处

8、理法。在厌氧厌氧微生物分解有机物的一种生物处理法。在厌氧生物处理中，有机物被降解为简单的化合物，同时生物处理中，有机物被降解为简单的化合物，同时释放能量。释放能量。3. 废水的废水的厌氧生物处理厌氧生物处理水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2212在这个过程中，有机物的转化分为三部分，一部在这个过程中，有机物的转化分为三部分，一部分转化为甲烷，还有一部分转化为分转化为甲烷，还有一部分转化为CO2, H2O, NH3, H2S等无机物，并为细胞合成提供能量，少量的有机等无机物，并为细胞合成提供能量，少量的有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。物

9、被转化、合成为新的原生质的组成部分。 有机物微生物有机物微生物（C, O, H, N, S, P）合成合成分解分解新的细胞质新的细胞质有机酸，醇有机酸，醇H2S , C O2, NH3, + 能量能量合成合成分解分解新的细胞质新的细胞质CH4, CO2, NH3, H2S+ 能量能量水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-22134. 4. 脱氮除磷原理脱氮除磷原理有机物有机物氨化氨化好氧硝化好氧硝化厌氧反硝化厌氧反硝化NH3-NNO2- , NO3-N2脱氮脱氮水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2214

10、水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学除磷除磷聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P大部分大部分（P）去除去除厌氧放磷厌氧放磷好氧吸磷好氧吸磷2022-6-221511.2 11.2 微生物的生长规律及生长环境微生物的生长规律及生长环境 微生物的生长规律一般是以生长曲线来反微生物的生长规律一般是以生长曲线来反映的，污水处理中混合生长的活性污泥也有类映的，污水处理中混合生长的活性污泥也有类似的生长曲线。似的生长曲线。 细菌生长的阶段可分为细菌生长的阶段可分为停滞期，对数期，停滞期，对数期，静止期，衰亡期静止期，衰亡期。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工

11、业大学1. 微生物的微生物的生长规律生长规律0生生长长速速率率时间时间t t2022-6-2216生生长长速速率率细细菌菌数数目目的的对对数数值值0时间时间t t时间时间t ta.停滞期停滞期 有的细菌产生适应的酶，细胞物质增加，有的细菌不适有的细菌产生适应的酶，细胞物质增加，有的细菌不适应新环境而死亡，细菌数有所减少。适应的细菌生长到某个应新环境而死亡，细菌数有所减少。适应的细菌生长到某个程度便开始分裂，进入停滞期的第二阶段，加速期。细菌的程度便开始分裂，进入停滞期的第二阶段，加速期。细菌的生长繁殖速度逐渐加快，细菌总数有所增加。生长繁殖速度逐渐加快，细菌总数有所增加。水污染控制工程课程课件

12、水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2217b.对数生长期对数生长期 生长速率常数最大，细胞分裂的代时生长速率常数最大，细胞分裂的代时G最短；细菌最短；细菌总数的增加率和活菌数的增加率一致；对外界不良环境总数的增加率和活菌数的增加率一致；对外界不良环境因素的抵抗力强；代谢活力强，群体中的细胞化学成份因素的抵抗力强；代谢活力强，群体中的细胞化学成份及形态和生理特性都很一致。及形态和生理特性都很一致。 生生长长速速率率细细菌菌数数目目的的对对数数值值0时间时间t t时间时间t t2022-6-2218c.静止期静止期 生长速率常数生长速率常数R等于零，生长的与死亡的数量相等

13、。等于零，生长的与死亡的数量相等。细菌总数达到最大值，并恒定一段时间。这一时期，细细菌总数达到最大值，并恒定一段时间。这一时期，细胞开始贮存糖原，异染粒，脂肪等贮藏物，多数芽孢杆胞开始贮存糖原，异染粒，脂肪等贮藏物，多数芽孢杆菌开始形成芽孢。菌开始形成芽孢。 生生长长速速率率细细菌菌数数目目的的对对数数值值0时间时间t t时间时间t t水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2219 d.衰亡期衰亡期 个体死亡的速度超过新生的速度，细菌利用贮存个体死亡的速度超过新生的速度，细菌利用贮存物质进行内源呼吸，一部分细胞物质被氧化分解；细物质进行内源呼吸，一部

14、分细胞物质被氧化分解；细胞形态多样，会发生不规则的退化形态或畸形；有的胞形态多样，会发生不规则的退化形态或畸形；有的微生物在这时产生抗生素等次代谢产物。微生物在这时产生抗生素等次代谢产物。 生生长长速速率率细细菌菌数数目目的的对对数数值值0时间时间t t时间时间t t水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-22202.微生物的生长环境（污水生物处理的影响因素）微生物的生长环境（污水生物处理的影响因素）v营养营养v温度温度vpHpHv溶解氧溶解氧v毒物毒物水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2221水污染控制

15、工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学 微生物的营养物质有六种营养要素，微生物的营养物质有六种营养要素，水、水、碳源、氮源、能源、无机盐，生长因子碳源、氮源、能源、无机盐，生长因子。 生活污水处理系统中的微生物，营养物需生活污水处理系统中的微生物，营养物需要一定的比例，一般为要一定的比例，一般为BOD5:N:P=100:5:1。1） 营养营养2022-6-2222 温度是影响微生物生长的重要因素。在适宜的温温度是影响微生物生长的重要因素。在适宜的温度内微生物能大量繁殖生长。度内微生物能大量繁殖生长。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学v水温上

16、升还有利于混合、搅拌、沉降等物理过程，水温上升还有利于混合、搅拌、沉降等物理过程，但不利于氧的转移。但不利于氧的转移。v污水生物处理的水温在污水生物处理的水温在2037时效果最好。时效果最好。 2） 温度温度 2022-6-22233） pH 大多数细菌，藻类和原生动物最适大多数细菌，藻类和原生动物最适pH为为6.57.5，它们的它们的pH适应范围在适应范围在410。pH10嗜嗜酸酸性性微微生生物物嗜嗜碱碱性性微微生生物物霉霉菌菌酵酵母母菌菌细细菌菌放放线线菌菌水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2224v对于好氧生物处理，对于好氧生物处理，pHp

17、H值一般以值一般以6.58.5为宜。为宜。vpHpH值低于值低于6.56.5，真菌即开始与细菌竞争，真菌即开始与细菌竞争; ;v降低到降低到4.54.5时，真菌将占优势，严重影响沉降分离时，真菌将占优势，严重影响沉降分离; ;vpHpH值超过值超过9.09.0时，代谢速度受到阻碍。时，代谢速度受到阻碍。 vpHpH值是指混合液而言值是指混合液而言, ,对于酸性废水及碱性废水，对于酸性废水及碱性废水，生化反应具有缓冲作用。生化反应具有缓冲作用。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2225 根据微生物与分子氧的关系，将微生物分为好根据微生物与分子氧的关

18、系，将微生物分为好氧和兼性厌氧和厌氧微生物。氧和兼性厌氧和厌氧微生物。v好氧微生物里分专性好氧在氧分压好氧微生物里分专性好氧在氧分压0.20.2101KPa101KPa下下生长良好的微生物。生长良好的微生物。v微量好氧微生物，微量好氧微生物，0.0030.0030.20.2101KPa101KPa下生长繁殖下生长繁殖良好的微生物。良好的微生物。v厌氧微生物包括专性厌氧在厌氧微生物包括专性厌氧在0.0050.005101KPa101KPa生长和生长和耐氧厌氧微生物。耐氧厌氧微生物。v兼性厌氧即可在有氧条件下又可在无氧条件下生长兼性厌氧即可在有氧条件下又可在无氧条件下生长繁殖。繁殖。4）溶解氧）溶

19、解氧水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2226v活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也就不一样。絮凝体越小，与污水的接触面积浓度也就不一样。絮凝体越小，与污水的接触面积越大，也越利于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度越大，也越利于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小。反之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大。就小。反之絮凝体大，则所需的溶解氧浓度就大。 v好氧生物处理浓度以好氧生物处理浓度以23mg/L左右为宜。左右为宜。v反硝化反应溶解氧反硝化反应溶解氧0.5mg/Lv厌氧放磷溶解氧低于厌氧放磷溶解

20、氧低于0.3mg/L水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-22275） 不利因素，毒物不利因素，毒物 v废水处理中，存在对微生物有毒害作用的化学物质，废水处理中，存在对微生物有毒害作用的化学物质，这类物质如重金属、这类物质如重金属、H2S、铬酸盐、砷酸盐、氰、铬酸盐、砷酸盐、氰、氨苯、硝酸根、苯、酚、甲醛、丙酮等。氨苯、硝酸根、苯、酚、甲醛、丙酮等。 v这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程。些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程。 水污染控制工程课程课件水污

21、染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-222811.3 11.3 生化反应的反应速度和反应级数生化反应的反应速度和反应级数11.3.1 11.3.1 反应速度反应速度底物底物S细胞细胞X最终产物最终产物P合成合成分解分解 生化反应中，反应速度是指单位时间底物的生化反应中，反应速度是指单位时间底物的减少、最终产物的增加量或细胞的增加量。减少、最终产物的增加量或细胞的增加量。废水生物处理中生化反应的速度如何表达？废水生物处理中生化反应的速度如何表达？以单位时间里以单位时间里底物的减少底物的减少或或细胞的增加细胞的增加来表示。来表示。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津

22、工业大学天津工业大学2022-6-2229SY X + Z Pd Xd S= Y ()d td td S1d X=()d tYd t 反应了底物减少速率和细胞增长速率之间的反应了底物减少速率和细胞增长速率之间的关系，它是污水生物处理中的研究生化反应的一关系，它是污水生物处理中的研究生化反应的一个重要的规律。个重要的规律。反应系数，又称产率系数，反应系数，又称产率系数，mg(生物量生物量)/mg(降解的底物降解的底物)dXY=dS水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-223011.3.2 11.3.2 反应级数反应级数反应级数的概念：反应级数的概念：v

23、一级反应，反应速度与一种反应物一级反应，反应速度与一种反应物A的浓度的浓度A成成正比；正比；v二级反应，反应速度与两种反应物的浓度二级反应，反应速度与两种反应物的浓度AB成正比，或与一种反应物的浓度的平方成正比，或与一种反应物的浓度的平方A2成正成正比；比；v三级反应，反应速度与三级反应，反应速度与AB2成正比，也可称为成正比，也可称为反应物反应物A的一级反应和反应物的一级反应和反应物B的二级反应。的二级反应。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2231对反应物对反应物A而言，零级反应：而言，零级反应： 0V,AAAdkkktdt一级反应：一级反应

24、： 0V,lglg2.3AAAAAdkkktdt二级反应：二级反应： 22011V,AAAAAdkkktdt 反应过程中，反应物反应过程中，反应物A A的量增加时，的量增加时，k k为正值。为正值。反之，反之，k k为负值。为负值。 在废水处理中，有机污染物的浓度逐渐减少，在废水处理中，有机污染物的浓度逐渐减少，反应常数为负值。反应常数为负值。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2232生化反应中，底物的降解速度和反应器中底物生化反应中，底物的降解速度和反应器中底物的浓度有关，生化反应的方程式为：的浓度有关，生化反应的方程式为： SYX+ZPVVn

25、ndSdSSkSdtdt或 式中，式中，k为反应速度常数，随温度而异，为反应速度常数，随温度而异，n为为反应级数。反应级数。上式取对数改写为上式取对数改写为 knVlglgSlg水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学以以S表示，则生化反应的速度为表示，则生化反应的速度为：s底物的浓度底物的浓度2022-6-2233kSnVlglglg2级级1级级0级级lgS0lgV 与与lgS的关系的关系lgV水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-223411.4 11.4 生物处理的反应动力学生物处理的反应动力学 对生化反应动力学更深

26、层的研究，是对反应机对生化反应动力学更深层的研究，是对反应机理进行研究、理进行研究、探讨活性污泥对有机底物的代谢、降探讨活性污泥对有机底物的代谢、降解过程解过程，揭示这一反应过程的本质，使人们能够更，揭示这一反应过程的本质，使人们能够更自觉的对反应速度加以控制和调节。自觉的对反应速度加以控制和调节。研究生物处理反应动力学的目的是什么？研究生物处理反应动力学的目的是什么？水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2235v有机底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥有机底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量等因素的关系。微生物量等因素的关系。v活性污

27、泥微生物增殖速度（增长速度）与有机底活性污泥微生物增殖速度（增长速度）与有机底物浓度、微生物量等因素的关系。物浓度、微生物量等因素的关系。 对活性污泥处理系统反应动力学的研究的重对活性污泥处理系统反应动力学的研究的重点在于确定点在于确定活性污泥的反应速度和各项主要环活性污泥的反应速度和各项主要环境因素的关系境因素的关系，主要内容为：，主要内容为：水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-223611.4.1 11.4.1 莫诺特（莫诺特（MonodMonod）方程式）方程式微生物群体增长速率微生物群体增长速率莫诺特莫诺特19421942年用纯种的微生物在

28、单一的底年用纯种的微生物在单一的底物的培养基中进行了微生物的增殖速率和底物物的培养基中进行了微生物的增殖速率和底物浓度之间的关系的实验。莫诺特认为，可以通浓度之间的关系的实验。莫诺特认为，可以通过经典的米门方程式来描述底物浓度与微生物过经典的米门方程式来描述底物浓度与微生物比增殖速度之间的关系比增殖速度之间的关系, ,也可以描述曝气池中也可以描述曝气池中活性污泥的增长速度。活性污泥的增长速度。 水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2237水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学maxSSKS微生物比增长速度微生物比增长速

29、度，即单位生物量的增长，即单位生物量的增长，d-1；S限制微生物增长的底物的浓度，限制微生物增长的底物的浓度，mg/LX微生物浓度，微生物浓度，mg/L max底物浓度很大，不再影响微生物的增长速度底物浓度很大，不再影响微生物的增长速度时时的最大值的最大值，d-1；KS饱和常数，饱和常数，mg/L 。当。当1/2max时的底物浓度。时的底物浓度。 d/X dtX莫诺特（莫诺特（MonodMonod）方程式）方程式2022-6-2238dX 1dt XYdS 1dt XrY,Yrr水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学微生物增长与底物降解存在一定的关系微生物增长与底

30、物降解存在一定的关系XYSd /S dtrX比底物利用速率比底物利用速率11.4.2 11.4.2 劳劳- -麦方程式麦方程式底物的利用速率底物的利用速率2022-6-2239底物的比降解速度也可用米门方程的形式表示底物的比降解速度也可用米门方程的形式表示： YrmaxmaxSSrrKsSKsS=Yrmax为比底物降解速度的最大值为比底物降解速度的最大值KS为为r1/2rmax时底物的浓度，时底物的浓度，又称半速度常数又称半速度常数。 对于实际的污水处理领域来说，对于实际的污水处理领域来说，r比微生物的比增长速度更实际，应用性更强，是比微生物的比增长速度更实际，应用性更强，是要讨论的对象。要讨

31、论的对象。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学maxSSKS劳劳- -麦方程式麦方程式2022-6-224011.4.3 11.4.3 微生物增长与底物降解的基本关系式微生物增长与底物降解的基本关系式废水处理系统中，存在微生物增长和底物降废水处理系统中，存在微生物增长和底物降解之间存在一定量的关系。解之间存在一定量的关系。水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学底物的利用速率底物的利用速率SeSSS 用于合成细用于合成细胞的底物胞的底物用于提供能用于提供能量的底物量的底物2022-6-2241usedSdSdSdtdtdt水污染控制工

32、程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学总底物利用速率总底物利用速率用于合成细胞的用于合成细胞的底物利用速率底物利用速率用于提供能量的用于提供能量的底物利用速率底物利用速率底物的利用速率底物的利用速率2022-6-2242gSedXdXdX=-dtdtdt微生物的净增长速率微生物的净增长速率微生物净增长速率微生物净增长速率微生物合成速率微生物合成速率内源呼吸微生物自内源呼吸微生物自身氧化速率身氧化速率（内源代谢速率）（内源代谢速率）水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2243gSedXdXdX=-dtdtdt水污染控制工程课程课件水

33、污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学SUdXdS)Y)dtdt（ （微生物的合成速率微生物的合成速率Y Y产率系数：被利用单位底物转换成微生物体量的产率系数：被利用单位底物转换成微生物体量的系数。系数。mgmg微生物量微生物量/mg/mg被微生物利用的有机底物被微生物利用的有机底物2022-6-2244gSedXdXdX=-dtdtdt水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学eddX)K Xdt（微生物的内源代谢速率微生物的内源代谢速率K Kd d：内源代谢系数或衰减系数，单位微生物量在：内源代谢系数或衰减系数，单位微生物量在单位时间内源代谢消耗的微生物量的

34、系数，单位时间内源代谢消耗的微生物量的系数，d d-1 -1 。2022-6-2245水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学生物处理反应器内，微生物净增长和底物降解之生物处理反应器内，微生物净增长和底物降解之间的关系由上式表达。上述关系式称为微生物增间的关系由上式表达。上述关系式称为微生物增长基本方程。长基本方程。gSedXdXdX=-dtdtdtdgUdXdS=Y-K Xdtdt2022-6-2246gUddddX dt(dS dt)=Y-KXXYrKK1r=+YY（）水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学dgUdXdS=Y-K X

35、dtdt2022-6-2247 实际工程中，产率系数实际工程中，产率系数Y Y常以实际测定的观测常以实际测定的观测产率系数产率系数Y Yobsobs( (微生物净增长系数微生物净增长系数) )替代，谢拉德和替代，谢拉德和施罗德施罗德19731973年提出微生物净增长的速率：年提出微生物净增长的速率：gobsUdXdS)Y)dtdt（表观产率系数表观产率系数水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学2022-6-2248gobsUdXdS)Y)dtdt（gUobsobsobsdXdS)dtdtYXXYYrr（水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工

36、业大学2022-6-2249水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学表观产率系数与合成产率系数之间的关系表观产率系数与合成产率系数之间的关系obsdYYK1+2022-6-2250水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学污水生物处理基本方程污水生物处理基本方程maxSSKSmaxSrrKsSdgUdXdS=Y-K Xdtdt微生物增长基本方程微生物增长基本方程莫诺特方程式莫诺特方程式劳劳- -麦方程麦方程2022-6-2251本章总结本章总结v生化反应的反应速度表达式生化反应的反应速度表达式v莫诺特方程式、劳莫诺特方程式、劳- -麦方程、微生物麦方程、微生物增长基本方程增长基本方程水污染控制工程课程课件水污染控制工程课程课件天津工业大学天津工业大学