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,第1章 污水生物处理的基本概念 和生化反应动力学基础,1.1 基本速率表达式 Basic Rate Expressions,细菌生长动力学，最常用的是莫诺特方程,为合成的比生长速率，T-1,为活性菌体的浓度，MxL-3,为限制生长速率的基质浓度，MsL-3,为最大比生长速率，T-1,为生长速率为最大比生长速率的1/2时的基质浓度，MsL-3,莫诺方程又称为饱和函数，在基质浓度S很大时， 比生长速率接近,图1-1 随基质浓度变化的合成和净生长速率示意图,活性菌体需要能量以维持生命活动（包括运动、修复和再合成、调节渗透压、运输和散热等细胞功能）,b为内源衰减系数，T-1。主要取决于细菌的种类和温度，通常包括多种损失现象，溶菌作用、捕食、溶解物质排泄和死亡,为考虑衰减的比生长速率，T-1,内源衰减来维持生长的能量和电子流，也就是细胞氧化自身以满足维持所需求的能量。,内源衰减速率,但并非所有损失的活性菌体都被氧化，产生微生物维持所需要的能量。 而是以惰性菌体累积。,氧化速率为：,为活性菌体中可生物降解的部分，McCarty1975年发现，对于大部分微生物，其值接近0.8,活性菌体的净比生长速率（ ）是生长的和衰减的和：,在S足够低的情况下， 可能为负值,为基质利用速率，MsL-3T-1,为最大比基质利用速率，MsMx-1T-1,细胞生长速率来源于基质利用速率，则莫诺特方程又有下列形式,基质利用和菌体生长关系为：,Y为细胞合成的实际产率，MxMs-1,1.2 参数估值,此表表明，生长速度快的细胞具有较大的 ，直接使产率Y增大，间接地得到大的 值。,当温度达到微生物生长的最适宜温度时，温度每升高10，基质利用速率大约提高1倍，可近似表示为,是 在20时的值，如未知，则该式可表示为,是任何一个已知 的参考温度,1.3 基本质量平衡,出水,进水,体积V,底物S,活性菌体Xa,惰性菌体Xi,恒化器示意图,根据稳态质量平衡，则有：,活性菌体,基质,又：,分别代入得：,活性菌体,基质,联立 和,求得：,为水力停留时间,为固体停留时间（SRT），也称为平均细胞停留时间（MCRT）或者污泥龄,在恒化器处于静态的时候，,即泥龄是净比生长速率的倒数,对于恒化器，系统产生的所有菌体都随出水排出，则,所以有：,图1-2 S和Xa随的x的变化示意图以及x，S和Xa的极限值,从图中可以看出：,1）当 非常小时， 这种情况称污泥流失，,不能去除基质，没有活性菌体累积,刚刚产生污泥流失时的 值称为,随着 增大， 增大，逐渐达到其极限值：,2）对于所有的 随着 增加而单调下降,3）对于很大的 接近极小值 ， 是维持稳态 菌体需要的最小基质浓度,如果 ，细胞的净生长速率就是负数，菌体
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