微生物增值动力学

当微生物处于适宜的增殖条件时，其增殖率可用Monod方程来表示。即：dX/dt=μX；μ=μmC/k+c
式中，X为微生物浓度，量纲为ML^-3；μm为最大比增长速率，量纲为L3M-^1'T^-1；K为饱和常数，量纲为ML^-3；μ为比增长速率，量纲为L3M^-1T^-1；C为限制生长底物浓度，量纲为ML^-3。
在式中，营养物质浓度c的概念非常重要，因为在微生物的组成元素中，最主要的是C、O、H、N、S、P、K、Mg、Ca与Fe等十种元素，该十种元素平均占总成分的98.2%，但其中C就占50%。因此，在微生物的增殖过程中，必须从它生长的环境中按有关元素所占的比例来摄取这些元素，才能正常地生长增殖，达到平衡生长。但是在微生物生长所摄取营养的环境中，有时有些元素所占的比例低于它在微生物组成中所占的比例，这种元素在微生物的繁殖过程中必然首先消耗完，它的消失也就导致了微生物的繁殖停止或短期崎形繁殖，因此该种元素便被称为限制生长底物。
在微生物的增殖率与底物的消失率间存在下列关系：dX/dt=-dc/dt
式中，Y为产率因素。
但是在污水处理中，微生物并不能完全按式的关系增殖，因为微生物增殖所利用的底物中，一部分底物需用于微生物本身为了能够增殖所需的消耗，这样微生物尽增殖率和相应的底物消失率间具有以下新关系：
(dX/dt)n=-Y(dc/dt)n-kdx
式中，kd为内源腐败系数，这样净产率系数Yn为：
Yn=-(dX/dt)n/(dc/dt)n
Yn=Y(1-kdθc)
θc=1/μ-kd
式中，θc为微生物增值的最小停留时间。
为了维持微生物稳定增殖的最小底物浓度可表示为：Smin=Kkd/μm-kd

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