Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 244 стр.

                  6.4.4. Кинетика биохимического окисления

     Скорость биохимических реакций определяется активностью фермен-
тов, которая зависит от температуры, рН и присутствия в сточной воде раз-
личных веществ.
     Ферменты, представляющие собой сложные белковые соединения, вы-
полняют роль ускоряющих катализаторов. С повышением температуры ско-
рость ферментативных процессов повышается, но до определенного предела.
Для каждого фермента имеется оптимальная температура, выше которой
скорость реакции падает. К числу веществ-активаторов, повышающих актив-
ность ферментов, относятся многие витамины и катионы Са2+, Мg2+, Мn2+. В
то же время соли тяжелых металлов, синильная кислота, антибиотики явля-
ются ингибиторами, т.е. снижают активность ферментов.
     Микроорганизмы способны окислять многие органические вещества, но
для этого требуется разное время адаптации. Легко окисляются бензойная
кислота, этиловый и амиловый спирты, гликоли, хлоргидриды, ацетон, гли-
церин, анилин, сложные эфиры.
     Вещества, находящиеся в сточных водах в коллоидном или мелкодис-
персном состоянии, окисляются с меньшей скоростью, чем вещества, раство-
ренные в воде.
     Уравнение кинетики ферментативных реакций предложено Михаэлисом
и Ментеном. Оно определяет скорость протекания реакций внутри клеток
микроорганизмов;
            v = vмакс[S]/(kм+[S]),                       (6.121)
где v = dP/dτ - скорость образования продукта Р из вещества S; vмакс - макси-
мальное значение скорости; kм - константа Михаэлиса-Ментена, моль/л.
     Константа kм характеризует зависимость скорости ферментативной ре-
акции от концентрации субстрата в стационарном состоянии процесса.
     Для окисления органических веществ микроорганизмами необходим ки-
слород, но они могут его использовать только в растворенном в воде виде.
Для насыщения сточной воды кислородом проводят процесс аэрации, разби-
вая воздушный поток на пузырьки, равномерно распределяя их в сточной во-
де. Из пузырьков воздуха кислород абсорбируется водой, а затем переносит-
ся к микроорганизмам.
     Количество абсорбируемого кислорода может быть вычислено по урав-
нению массоотдачи:
               М = βV.V(Ср - С),                      (6.122)
где М - количество абсорбированного кислорода, кг/с; βV - объемный коэф-
фициент массоотдачи, c-1; V - объем сточной воды в сооружении, м3; Ср, С -
равновесная концентрация и концентрация кислорода в массе жидкости,
кг/м3.
     Количество абсорбируемого кислорода может быть увеличено за счет
роста коэффициента массоотдачи или движущей силы.
     На скорость биохимического окисления влияет турбулизация сточных
вод в очистных сооружениях, что способствует распаду хлопьев активного
                                     244