在污水生物处理中Yx/s*：污泥真实转化率或污泥真实产率b：微生物的自身氧化率(衰减系数)污水的活性污泥法处理系统的b值为0.003-0.0081/h(15.3.61)第三节微生物反应动力学第63页，共99页，星期日，2025年，2月5日四、代谢产物的生成速率代谢产物的生成速率（两种生成速率之和）根据生成途径分类细胞生长偶联产物（growthassociatedproducts）：与细胞生长有关的产物，生成速率正比于细胞生长速率非生长偶联产物（non－growthassociatedproducts）：与细胞生长无关的产物，其生成速率正比于细胞浓度式中rp为产物的生成速率，α和β为常数。rp＝αrx+βX (15.3.62)第三节微生物反应动力学第64页，共99页，星期日，2025年，2月5日(1)什么是微生物的比生长速率？(2)Monod方程中的最大比生长速率和饱和系数各表达什么意义？(3)与富营养细胞相比，贫营养细胞的饱和系数有何特点？(4)影响以微生物膜表面积为基准的基质消耗速率的主要因素（主要指与微生物膜和基质本身特性有直接关系的主要因素，不包括温度、pH等环境条件）有哪些？(5)试比较固体催化剂的有效系数与微生物膜的有效系数的定义有何不同？本节思考题第三节微生物反应动力学第65页，共99页，星期日，2025年，2月5日一、微生物的间歇培养二、微生物的半连续培养三、微生物的连续培养第四节微生物反应器的操作与设计本节的主要内容第66页，共99页，星期日，2025年，2月5日微生物反应器设计的关键：确定细胞和基质浓度的随时间/操作条件/
反应器体积等的变化方程。利用的基本关系式细胞生长速率方程，基质消耗速率方程，细胞物料衡算式，基质的物料衡算式。第四节微生物反应器的操作与设计第67页，共99页，星期日，2025年，2月5日一、微生物的间歇培养应用：实验室内的微生物生长特性、生理生化特性、污染物的生物降解研究以及污水的间歇生物处理、有机废弃物的堆肥（固相培养）BOD的测定：可视为微生物的间歇培养过程。第四节微生物反应器的操作与设计第68页，共99页，星期日，2025年，2月5日（一）微生物的生长曲线(growthcurve)培养时间tlgX(i)(ii)(iii)(iv)(v)(vi)(i)延滞期(ii)加速期(iii)对数生长期(iv)减速期(v)稳定期(vi)死亡期最大收获量(maximumcrop)第四节微生物反应器的操作与设计第69页，共99页，星期日，2025年，2月5日假设微生物的生长符合Monod方程，且细胞产率系数Yx/s为一常数，上述物料衡算式可表示为：间歇培养中细胞和基质的物料衡算式(15.4.1)(15.4.2)解联立方程即可求出X和S随时间的变化但因间歇培养过程中，细胞和基质浓度均随时间变化而变化方程式的解析非常困难，一般需要利用数值解析法。（一）间歇操作的设计方程第四节微生物反应器的操作与设计第70页，共99页，星期日，2025年，2月5日用50mL的培养液培养大肠杆菌，大肠杆菌的初期总量为8×105cell，培养开始后即进入对数生长期（无诱导期）。在284min后达到稳定期（细胞浓度3×109cell/mL），试求大肠杆菌的μ和td。（设在培养过程中μ保持不变）解：开始时的细胞浓度X0=8×105/50=1.6×104cell/mL。根据细胞增长方程例题15.3.1第三节微生物反应动力学第31页，共99页，星期日，2025年，2月5日设培养过程中μ保持不变，则第三节微生物反应动力学第32页，共99页，星期日，2025年，2月5日微生物的Logistic增长曲线时间tXdX/dt=a(Xm-X)XXm第三节微生物反应动力学第33页，共99页，星期日，2025年，2月5日（二）微生物生长速率与基质浓度的关系S：生长限制性基质的浓度(mg/L)μmax：最大比生长速率(1/h)Ks：饱和系数(mg/L)。Ks与μ＝μmax/2时的S值相等Monod（莫诺特）方程第三节微生物反应动力学第34页，共99页，星期日，2025年，2月5日①随着细胞重量的增加，细胞内所有物质如蛋白质、RNA、DNA、水分等以同样的比例增加，即细胞内各组分含量保持不变。这种生长称为协调型生长（balancedgrowth）。②系统中各细胞具有相同的生理生化特性，或不考虑细胞间的差异，即用平均性质和量来描述