水解动力学参数解析

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大米蛋白的酶水解动力学研究

大米蛋白的酶水解动力学研究

大米蛋白的酶水解动力学研究酶水解动力学是研究酶在特定条件下对底物的水解速度及其影响因素的科学。

大米蛋白是一种重要的蛋白质资源,具有丰富的氨基酸组成和营养价值。

研究大米蛋白的酶水解动力学可以为其应用于食品工业、饲料工业和功能性食品等方面提供理论依据。

第一部分:酶的选择及制备选择适合的酶是研究大米蛋白酶水解动力学的重要前提。

一般来说,从大米中提取的蛋白质可以通过使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、酪蛋白酶和木瓜蛋白酶等多种酶制备。

选择合适的酶种需要考虑酶对大米蛋白的水解效率、水解产物的组成和酶的稳定性等因素。

根据所需研究的大米蛋白酶水解产物的特性,可以选择单一酶种或者混合酶进行研究。

第二部分:酶水解动力学测定酶水解动力学实验可以通过监测底物的降解速度来确定反应速率常数和底物浓度之间的关系,从而获得酶的动力学参数。

一般可以采用比色法、荧光法、高效液相色谱法等多种生化分析方法对水解产物和反应底物进行定量分析。

同时,考虑到温度、pH值、底物浓度和酶浓度对酶活性的影响,需要对这些因素进行优化,并通过实验确定最佳的反应条件。

第三部分:动力学分析酶水解动力学分析是用数学模型描述酶催化底物的转化过程,从而得到酶的动力学参数。

其中,酶的催化过程可以按照酶-底物复合物的形成速率和酶-底物复合物的分解速率来描述。

根据实验数据,可以使用Michaelis-Menten方程、韦伯方程和直线斜率等多种数学模型对实验数据进行拟合,从而获得反应速率常数(kcat)和米氏常数(Km)等参数。

第四部分:动力学参数分析酶水解动力学参数可以用来衡量酶的催化活性和亲和性。

酶催化活性即酶单位时间内转化底物的能力,可以通过计算kcat来获得。

亲和性则用米氏常数Km表示,其值越小表示酶与底物结合越紧密。

此外,酶的催化效率还可以用kcat/Km来表示,其值越大表示酶的催化效率越高。

总结:通过对大米蛋白的酶水解动力学研究,可以获得酶的动力学参数,了解酶对底物的反应速度和亲和性。

氢氧化铝的水解动力学研究

氢氧化铝的水解动力学研究

氢氧化铝的水解动力学研究氢氧化铝是一种广泛应用的无机化合物,常用于制备陶瓷、阻燃剂、医药、电子等各个领域。

水解动力学是研究氢氧化铝在水中分解速率和机理的一门学科。

本文将详细探讨氢氧化铝的水解动力学研究。

一、氢氧化铝的化学性质氢氧化铝的分子式为Al(OH)3,在水中具有弱碱性,易溶于强酸和强碱。

它的结构是由一个阳离子和三个氢氧根离子组成,形成了一个类似于片状的晶体结构。

其水解反应如下:Al(OH)3 + 3H2O ↔ Al(OH)4^- + + H^+ + 2H2O这是一个酸碱中和反应,是氢氧化铝在水中分解的基本过程。

二、氢氧化铝的水解动力学研究方法氢氧化铝的水解动力学研究主要包括两个方面,即氢氧化铝的水解速率和水解反应机理。

研究这两个方面的方法也不同。

1. 氢氧化铝的水解速率研究氢氧化铝在水中的水解速率可用多种方法进行测定,比较常见的是浊度法、电位滴定法、电导率法和荧光法等。

其中,浊度法是最简单、最常用的方法之一,通过测定氢氧化铝在水中的沉淀速率以及浊度随时间的变化,来确定氢氧化铝水解的速率。

电位滴定法则是通过测量溶液中的酸度或碱度变化来确定氢氧化铝的水解速率。

2. 氢氧化铝的水解反应机理研究氢氧化铝的水解反应机理研究主要包括溶解速率和机理的研究。

在这方面,同样有多种方法可供选择,如粒度分析法、X射线衍射法、电镜观察法、等离子体质谱法等。

三、氢氧化铝的水解动力学研究进展目前,对于氢氧化铝的水解动力学研究已有不少进展。

其中最重要的是温度对水解反应速率的影响等方面的研究。

现代的动力学模型可以用于预测和优化氢氧化铝的制备过程。

此外,随着纳米技术的发展,人们对氢氧化铝的研究也越来越深入。

通过降低氢氧化铝粒子的尺寸,可以有效地增强其光电性能和化学反应活性。

这为氢氧化铝在光催化、电化学催化等领域的应用打开了一扇新大门。

四、结论氢氧化铝是一种广泛应用的无机化合物,其水解动力学研究对于提高其制备和应用性能具有重要意义。

DMF水解动力学研究

DMF水解动力学研究

硕士学位论文论文题目DMF水解动力学研究作者姓名揭才兴指导教师南碎飞学科(专业) 化学工程所在学院材料与化工学院提交日期二零零八年九月A Dissertation Submitted to Zhejiang Universityfor The Degree of MasterResearch on hydrolysis dynamics of DMFWritten byJie CaixingSupervised byAssociate Prof.Nan SuifeiMajoring in Chemical EngineeringCollege of Materials Science & Chemical EngineeringZhejiang UniversitySeptember, 2008摘要二甲基甲酰胺(DMF)是一种优良的工业溶剂和有机合成材料,它在中性条件下性质稳定,但在酸性或碱性条件下易发生水解。

工业生产DMF工艺或在DMF回收工艺中,常含有甲酸导致DMF容易发生水解,而使生产过程中的酸度增大,对设备造成损害,同时也产生不合格的产品。

本文分别研究了常压下反应时间、含水量、温度、酸度的变化对DMF水解的影响;然后以水解实验数据为基础,建立了DMF水解反应的动力学模型,并计算出实验温度条件下DMF水解反应的活化能(E a)。

实验研究结果表明:常压下,DMF在酸性条件下易水解,水解率随反应时间线性增大,反应7小时后水解率达到0.0346%;当水含量较大时(>15%),随着水分含量的增加,DMF的水解率增大,当水含量较小时(<5%),DMF水溶液反应3小时后酸度反而减小,且水分含量越小,酸度减小幅度越大;当温度小于110℃时反应3小时基本不水解,温度高于110℃后水解率大幅度增大;当温度为130℃,水分含量约为20%时DMF溶液水解3小时后,水解前后酸度变化幅度随着反应前溶液酸度增加先减小后增大并趋于稳定。

uf4水解反应动力学研究

uf4水解反应动力学研究

uf4水解反应动力学研究最近几年,由于水解反应在工业上的广泛应用,学术界对其反应动力学研究受到了越来越多的关注。

本文旨在分析水解反应的动力学行为,并详细讨论如何通过改变反应条件来提高反应效率,以实现有效的进行。

水解反应是指将有机物质与水的反应,以生成醇和酸。

它可以用来制备水溶性有机分子,可以用于生产新的有机分子,可以给碳水化合物(如糖)带来重要的机械性和光学性性能,也可以在物理和催化反应中产生气体。

目前,水解反应多用于食品、药品、化工等行业,其在工业生产中有重要的地位,也受到了光谱和部分结构分析中的重视。

水解反应的动力学行为受到反应条件和反应物的影响。

在反应温度上,通常情况下,随着温度的升高,反应的速率也会增加。

此外,使用助剂也可以改变反应速率。

其中,用于加速水解反应的常用助剂有对硫酸钠,硫酸钙,硫酸铵,硫酸铜等。

另外,改变水的离子强度也会影响反应的动力学行为,通常情况下,随着离子强度的升高,反应的速率也会增加。

在反应条件不受控制的情况下,水解反应可能会产生极大的能量消耗。

除了热效应外,水解反应还会在分子间产生能量消耗,这会导致反应的质量和效率降低,影响反应的进展。

为了克服这些不利因素,可以采取一些措施来提高水解反应的效率。

首先,反应体系应尽量确保热性稳定,以防止反应过程中的温度变化。

其次,应综合考虑反应条件的变化,确定合适的反应温度、催化剂、pH值等反应条件,以最大限度地提高反应效率。

最后,可以使用特定的反应器系统,如微观反应器或反应管,来控制反应分子的运动,从而有效地实现反应,提高反应效率。

在实现水解反应的有效利用方面,开展反应动力学研究十分重要。

因此,本文通过对影响水解反应动力学行为的反应条件和反应物的分析,详细介绍了如何通过改变反应条件来提高反应效率的方法。

本研究的结果可以为水解反应的有效实现提供参考,也可以指导实际应用中的反应过程设计。

总之,本文详细介绍了水解反应动力学研究,分析了影响其行为的反应条件和反应物,详细阐述了改变反应条件以提高反应效率的方法,为水解反应的有效利用提供了重要参考。

二甲基甲酰胺水解动力学的研究

二甲基甲酰胺水解动力学的研究

二甲基甲酰胺水解动力学的研究最近,由于全球环境污染的日趋严重,因此在能源与环境维护方面,研究二甲基甲酰胺(DMA)水解动力学的研究具有重要的意义。

DMA是一种重要的次级农药,可以用于有机农药的制备,也可以作为具有抗菌和抗病毒性质的活性物质来使用。

同时,它还可以用作能源的可再生能源,其中包括氢和甲醇。

因此,研究DMA的水解反应是我们开发环境友好型能源方面的一个重要课题。

DMA水解反应作为一种复杂的反应过程,起始步骤和终止步骤众多。

使用温度,催化剂和助剂等,可以优化这些反应的速度和转化率,并最大限度地提高动力学参数。

这些反应的动力学研究基于实验研究以及现在普遍采用的模拟研究。

实验研究中,研究者们利用低温,例如200-400摄氏度,以及各种不同的催化剂和助剂来探讨DMA水解反应的特性。

如温度越高,反应速度也会更快,但热效应(第一秩序)在某些温度范围内会抑制反应,因此应选择合适的反应温度。

相对于起始反应,升高温度可以明显提高终止反应的动力学参数。

研究者们也设置了不同的催化剂,如亚硝酸盐,硝酸,硅酸盐,以优化DMA水解反应的动力学参数。

由于催化剂可以有效地提高转化率,因此可以节约使用的能源,从而达到绿色能源的目的。

此外,还有现代模拟技术可以用于研究DMA水解反应的动力学参数。

借助于分子动力学,研究人员可以准确地模拟反应物与产物之间的相互作用,从而准确地计算反应机理和反应活化能。

同时,研究者们还可以对催化剂和助剂的引入影响进行模拟,以优化反应条件。

了解DMA水解反应的动力学参数对于成功开发环境友好型能源具有重要的意义。

研究者们可以深入了解此反应的特征,并利用实验和模拟研究的方法优化反应条件,以降低能源消耗,延长反应周期,提高转化率,最终实现更加环保的绿色能源。

综上所述,研究DMA水解动力学具有重要的意义,并且可以通过实验和模拟的方式来优化反应的动力学参数,从而节省能源,实现绿色能源的发展。

为了更好地探索DMA水解反应及其动力学特性,未来还需要对实验和模拟方法的综合研究。

纤维素酸水解[优质PPT]

纤维素酸水解[优质PPT]

wayman多级水解法
2% H2SO4,在190℃ 白杨,每阶段20 min。 每阶段水解可从纤维 素链释放约20%的 葡萄糖,如果这些糖 都能及时排出,则经 过五个阶段,还原糖 的总得率可达90%。 如右图。
优点:总成本要较浓酸低不少,酸回收 就不必要了。
缺点:糖的得率较低,能量消耗较大 和仍需要耐酸材料。
五、影响酸水解的因素
影响纤维素酸水解时糖的产率的主要因素是: (1)原料的种类和粉碎度; (2)酸的种类和用量; (3)液比系数; (4)水解时采用的温度和时间。
(一)原料的种类和粉碎度
原料与酸的接触面愈大,有利于酸渗入纤维束内部,水解效果愈理想。但 粉碎过细,一则会增加电能的消耗,二则在进行水解时也会因密度过大而影 响到滤出速度。一般稻草切成2~3㎝,棉子壳可以不粉碎。
其中值得注意的是:
1.氢离子浓度越低,水解速度越快。 1.2.在一定的酸浓度范围内,纤维素水解反应的速度与酸的浓度成正比。
1.3.温度增加酸水解反应的速度也加快;一般温度增加10℃,水解速度提高 2.1.2倍。
1.4.由于氢离子是由酸解离来,而强酸解离完全,故水解时都用强酸。
二、浓酸水解
浓酸水解纤维素的过程如下:
六、稀酸水解的几种常用方法
纤维原 料稀酸 水解
稀酸加压水解
固定水解法 分段水解法 渗滤水解法
稀酸常压水解
固定水解法是最原始的方法。水解液是在整个水解过程完成后一 次性排出。生成糖的分解现象严重、得率低、质量差、纯度低, 但对设备和操作的要求低。 分段水解法生成糖的分解少。 渗滤水解法是将稀酸溶液从水解器上部不断淋入,水解液从下部 连续排除。 稀酸常压水解主要用于木质纤维素的预处理和玉米蕊等半纤维素 含量高的原料的酸水解,可使大部分半纤维素分解。

苯基三甲氧基硅烷水解动力学研究

苯基三甲氧基硅烷水解动力学研究
用气 相色 谱 ( C 研究 三 氟 甲磺 酸 ( F A)催 G ) TS
化 P MS的水 解 反 应 ,并 用 平 衡 处 理 法 对 P MS T T
的水解机 理进 行解 释 。
P S( C )O +H 0一 hi O H32 H 2
P S( C 3 ( H) 2 h iO H ) O 2( )
A 下 标 T代 表 苯 基 三 甲氧 基 硅 烷 ,j代 表 甲 i( 苯) ,以 峰 面 积 比 A / i 横 坐 标 ,质 量 比 A 为 m / 纵 坐标 】 m 为 , ,用 软 件模 拟 出 P M T S与 和 甲 苯 间 的峰 面积 比与质 量 比的变 化关 系曲线 ,利用
2 1 温 度对 水解反 应 的影响 . 因水 解 反 应 会 生 成 甲 醇 , 甲 醇 的 沸 点 为
0 9 0 ,具 有较好 的线 性关 系 。由此得 到水 解速 .9 1 率 与温 度 的 关 系 式 为 :Y=4 4 . X 一1 . 8 , 596 2 2 9
即 : 一n 44 ./ Ik= 5 96 T—l n A;由此 计算 得 水解 活
化能 为 3 . 3k/ o。 7 8 J t l o
6. 4 5℃ ,水 解 温 度 过 高会 使 甲 醇挥 发 ,所 以在 2 5~3 5℃ 进 行 水解 反应 较 有利 。考察 了 2 I、 4c =
3 3℃ 、4 2℃ 、5 1℃时的水解反应 速度 ,以 P MS T
物质 的量浓 度 的对 数 为纵坐 标 ,水解 反应 时间为 横坐标 作 图 ,结果 见 图 1 。
向 10mL带 机 械搅 拌 的三 颈 瓶 中依 次 加入 0
1 T ,2g甲苯 ,2 0gP MS 0g无水 乙醇 ,3 g 馏 蒸

尿素水解技术常见问题浅析

尿素水解技术常见问题浅析

尿素水解技术常见问题浅析摘要:近年来,液化天然气的潜在危险日益引起了电力公司的重视。

尿素分解后会生成NH3,NH3对人体的危害不大,便于运输和贮存。

为此,火力发电厂正在进行脱硝还原剂供给体系的改造,以尿素水解制氨技术取代液氨制取脱硝还原剂。

本文旨在探讨尿素水解时产生的一系列问题,并提出一些解决措施,以期能为相关工作者提供帮助。

关键词:尿素水解;1尿素水解系统工艺随着全国重点危险源液化氨的淘汰,尿素逐步替代了液氨。

尿素水解技术投资最低,运行稳定,是目前国内各电厂的首选工艺。

尿素罐车将尿素微粒送入尿素溶槽,用软化水将其溶解为质量分数为40%~50%的尿素,经尿素溶解泵送入尿素储罐贮存。

尿素储罐内的溶液经尿素溶液进料泵、计量和分配设备进入水解单元,产生产物NH3、H2O和CO2,产物经氨气注入系统进入 SCR脱氮系统。

典型的尿素水解制氨系统如图1所示。

图1 典型的尿素水解制氨系统尿素水解法化学反应式为:CO(NH2)2+H2O⇌NH2-COO-NH4⇌2NH3↑+CO2↑2尿素水解系统主要控制回路尿素水解系统的控制电路主要有尿素供应调节控制、尿素水解产品煤气供应调节、尿素水解蒸汽供应调节控制。

①对尿素的供给进行调控。

尿素水解器的液面由尿素水解器液面调整,以保证尿素水解装置的液面处于规定的水平。

②尿素水解液中的气体供给控制。

尿素水解机出口气压调节阀门的开度是由尿素水解机的出口压力来控制的,以保证尿素水解器的出液量在一定的范围之内。

③调节尿素水解气的供给。

尿素水解气的控制主要有两种,一种是可以自由选择的。

1)通过尿素水解装置的进口压力调整蒸汽供给气压控制阀的开度,使尿素水解装置的进口压力维持在一个预定的范围之内。

2)通过尿素水解装置的温度来调整蒸汽供给气压控制阀的开度,从而维持尿素水解器的温度。

3尿素水解技术主要模型3.1尿素水解反应器计算模型尿素的水解是尿素在一定的温度下与水发生化学反应的一种反应,公式如下:在水中溶于尿素与水的反应(2.1)在能轻易地分解为氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)的溶液中产生氨基甲酸铵。

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基于PSO算法的慢速可生物降解COD(SBCOD)组分水解动力学参数解析以自行开发的混合呼吸仪对异养菌好氧降解有机物过程进行呼吸测量,基于活性污泥模型(ASMS)关于COD组分划分的理论,结合PSO数学方法对重庆市某污水处理厂慢速可生物降解COD组分降解动力学参数进行了解析。

结果表明:2种污泥各自3个组合参数估计值的变动系数CV分别在13%以内和8%以内,单参数估计值的CV分别在25%以内和10%以内,混合呼吸仪高的测试频率和测量精度能够改善参数估计精度。

呼吸测量实验初始基质浓度和污泥浓度通过影响呼吸速率曲线特性(信息含量)而影响参数估计的精度,是此类实验中需要重点优化的条件。

INTRODUCTION国际水协推出的活性污泥系列模型(Activated Sludge Models, ASMs)已经成为活性污泥法废水处理新工艺的研究开发,设计和城市污水处理厂运行管理重要的科学方法和技术工具。

然而作为基础性的公共开发平台,这些模型在基本理论和应用方面仍存在着一些尚未解决的问题,其中如何准确获得模型的参数值就是非常重要的一个问题[1]([1] SIN G, VAN HULLE S W H, DE PAUW D J W, et al. A critical comparison of systematic calibration protocols for activated sludge models: A SWOT analysis [J]. Wat Res, 2005, 39: 2459-2474.)。

为提高模拟精度,活性污泥模型对废水生物处理过程进行了细化,引入了多达几十个化学计量学和动力学参数,虽然IWA在推出模型的同时给出了模型参数的典型值,但对于每一个具体案例应用,参数值都会发生变化,因此,需要基于不同组分的降解动力学模型研究其参数解析方法,以便于针对不同案例可以按此方法进行模型参数的解析。

模型参数是否可获得由参数的可识别性决定,ASMS模型中的参数可识别性分为结构可识别性及实际可识别性。

结构可识别性也称为理论可识别性,由模型结构和选定的测量变量完全决定。

对于一个既定模型,在选定的测量变量条件下,其结构可识别性是固定的。

目前,很多学者对于ASMS模型中参数的结构可识别性研究较多,其中优化数学算法是主要的途径之一,As a matter offact, without a guarantee of identifiability, the estimates of the parameters obtained by optimization algorithms will be unreliable and random (Bellu et al., 2007)(Bellu, G., Saccomani, M.P., Audoly, S., D’Angio` , L., 2007. DAISY: A new software tool to test global identifiability of biological and physiological systems. Computer Methods and Programs in Biomedicine 88, 52–61.),有些学者认为In order to obtain reliable parameter estimates, the investigation of identifiability of model parameters is a key step to answer whether unique estimates can be obtained by the designed I/O experiment (Brun et al., 2002).(Brun, R., Kuhni, M., Siegrist, H., Gujer, W., Reichert, P., 2002.Practical identifiability of ASM2d parameters –systematic selection and tuning of parameter subsets. Water Research 36,4113–4127.)Structural identifiability can be performed in the absence of any prior information on the value of parameters and even before collecting any data (De Pauw et al., 2004).(De Pauw, D.J.W., Sin, G., Insel, G., Van Hulle, S.W.H.,Vandenbergh e, V., Vanrolleghem, P.A., 2004. Discussion of‘‘assessing parameter identifiability of activated sludge model number one’’ by Pedro Afonso and Maria Da Conceic¸a˜o Cunha.Journal of Environmental Engineering 130, 110–112.)IWA的活性污泥模型是高阶的非线性系统,对于非线性模型的参数可识别性研究比线性模型的参数可识别性困难的多,一些数学方法如:将非线性模型转化为线性模型(Dochain et al., 1995;Bourrel et al., 1998; Spe´randio and Paul, 2000),微分代数法(Tian Zhang et al 2010)以及级数展开方法(Taylor series expansion (Holmberg, 1982; Chappell et al., 1990; Dochain et al., 1995; Gernaey et al., 2002; Insel et al., 2003; Petersen et al., 2003) and generating series (Petersen, 2000))。

然而,到目前为止,还没有一种普遍应用的方法对ASM S中不同的子模型进行参数识别。

Slowly biodegradable COD (SBCOD, X S) is the one of the most important components in COD fractions which is directly related with the growth of microorganisms, the dynamic properties of oxygen utilization as well as the removal of nutrients.SBCOD component的降解动力学参数主要包括慢速可生物降解底物水解的半饱和系数(K X)和最大比水解速率(k h).这二者直接关系到SBCOD的降解速率也同时反映出微生物的代谢功能,因此,对这两个动力学参数的解析非常重要。

微生物的氧利用速率(oxygen uptake rate,OUR)能体现SBCOD的降解过程,因此,理论上,以OUR为外部可测变量,运用特定的模型拟合OUR曲线可获得这些参数值。

本文基于ASM 2号模型关于慢速可生物降解COD组分的水解过程的描述,采用算法,对两个SBCOD降解模型中的水解动力学参数(KX,Kh)进行了解析。

通过测定某一实际污水处理厂废水及污泥的OUR曲线对方法进行了验证,并与ASM2给定的默认值进行了对比研究。

2. Material and methods2.1Model presentⅠEliminate the endogenous OUR en from the full OUR profileWith the development of the computational science, endogenous respiration, a process that reflects death decomposition in a more real way, was introduced to the later ASMs, among which, the aerobic endogeous respiration describes all forms of organism loss and energy demand that are irrelative to growth. According to the hypothesis in ASMs, during aerobic process, the microorganisms perform endogenous respiration with a nearly constant rate all the time.In this paper, the endogenous OUR en was eliminated from the full OUR profile by using the method proposed by H. Spanjers [14].The main method used a neural network to detection the end-point of the exogenous respiration so as the start-point of the endogenous respiration.ⅡEliminate the parameters of the biodegradation of the SBCOD component在ASM2的定义中,快速可生物降解COD组分(RBCOD)是直接可以被微生物快速利用的基质,其降解方程式符合Monod方程,根据基质降解与OUR之间的关系可以得到式(1):Htex ex O H S Y dt t OUR S t S t OUR dtdSY dt dS -⋅-=⇒=-=--⎰1)()0()()()1(0(1))()(1)(t S K t S Y Y X t OUR S H H H ex +⋅-⋅⋅=∧μ (2) 把式(1)代入式(2)得式(3)])()1()0([)1()()1()0(1)(00⎰⎰⋅--⋅+-⋅⋅--⋅⋅-⋅⋅=∧tex H H S tex H HH H ex dt t OUR Y S Y K dtt OUR Y S Y Y X t OUR μ (3) 设HHH Y Y X A -⋅⋅=∧1μ )1(H S Y K B -⋅= )1()0(H Y S C -⋅= 则可以得到式(4)])([)()(00⎰⎰⋅-+⋅-⋅=tex tex ex dt t OUR C B dtt OUR C A t OUR (4)而慢速可生物降解COD 组分(SBCOD )的降解是通过水解来实现的,且由于RBCOD 降解速率远远大于SBCOD 的水解速率,因此,在SBCOD 降解过程中,水解速率是唯一限制步骤[13]([13] Rachel D,Eberhard M.The influence of particle size on microbial hydrolysis of protein particles in activated sludge[J].Water Res,2006,40: 2064-2074.)。

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