No free lunch for the bugs, No free lunch for us either Let us serve the bugs before bugs serve us better
No free lunch for the bugs, No free lunch for us either. Let us serve the bugs before bugs serve us better
第十一章 废水生物处理的基本概念 和生化反应动力学基础
第十一章 废水生物处理的基本概念 和生化反应动力学基础
第一节 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理
第一节 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理
微生物的新陈代谢 新陈代谢:微生物不新从外界环境中摄取营养物质 通过生物酶催化的复杂生化反应,在体内不新进行物 质转化和交换的过程。 分解代谢:分解复杂营养物质,降解高能化合物,获 得能量; 合成代谢:通过一糸列的生化反应,将营养物质转化 为复杂的细胞成分,机体制造自身
微 生 物 的 新 陈 代 谢 新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取营养物质， 通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物 质转化和交换的过程。 分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获 得能量； 合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化 为复杂的细胞成分，机体制造自身
底物降解: 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质 称为底物或基质。 可生物降解有机物量:有机物的降解转化 可生物降解底物量:包括有机的和无机的可生物利用物质 复杂物质分解为简单物质 分解代谢 (异化作用) 释放能量 新陈代谢 能量代谢物质代谢 吸收能量 合成代谢 (同化作用) 简单物质合成为复杂物质
底物降解： 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质 称为底物或基质。 可生物降解有机物量：有机物的降解转化 可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物利用物质 新陈代谢 合成代谢 (同化作用) 分解代谢 (异化作用) 复杂物质分解为简单物质 简单物质合成为复杂物质 吸收能量 释放能量 能量代谢 物质代谢
能量循环:三磷酸腺苷ATP( Adenosine Triphosphate) AMP+~P→ADP+~P→ATP ADP磷酸化生成ATP: ATP水解产生能量 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 ADP磷酸化 电子传递磷酸化 光合磷酸化 细胞合成 低能化合物 ATP 磷酸根 能量 生理需要 高能化合物 ADP 热能释放
能量循环：三磷酸腺苷ATP(Adenosine Triphosphate) AMP+~P→ADP+ ~P →ATP ADP磷酸化生成ATP： ATP水解产生能量 低能化合物 高能化合物 ATP ADP 磷酸根 能量 生理需要 细胞合成 热能释放 ADP磷酸化 光合磷酸化 底物水平磷酸化 电子传递磷酸化 氧化磷酸化
微生物的呼吸 一切生物肘刻都在进行着呼吸,没有呼吸就没有生命 呼吸作用的生物现象: 呼吸作用中发生能量转换:供细胞合成、其它生命 活动、多余以热量形式释放; 通过呼吸作用,复杂有机物逐步转化为简单物质; 呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质
微 生 物 的 呼 吸 一切生物时刻都在进行着呼吸，没有呼吸就没有生命 呼吸作用的生物现象： 呼吸作用中发生能量转换：供细胞合成、其它生命 活动、多余以热量形式释放； 通过呼吸作用，复杂有机物逐步转化为简单物质； 呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质
微生物的呼吸类型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能 根据受氫体的不同分为 好氧呼吸 厌氧呼吸 根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氪体的不同 异养型微生物自养型微生物 发酵|无氧呼吸
微 生 物 的 呼 吸 类 型 微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能 好氧呼吸 厌氧呼吸 根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氢体的不同 异养型微生物 自养型微生物 发 酵 无氧呼吸 根据受氢体的不同分为
好氧呼吸 好氧呼吸是营养物质进入好氣微生物细胞后,通过一糸列氧 化还原反应获得能量的过程。 有分子氧参与的生物氧化,反应的最终受氩体是分子氧。 ρ底物中的氦被脱氨酶活化,并从底物中脱出交给辅酶(递氦 体),同肘放出电子,氧化酶利用底物放出的电子激活游离 氧,活化氣和从底物中脱出的氦结合成水。 +2H MAD(P)分MAD(P)H+H+ NAD(門)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸) 好氧呼吸过程实质上是脱氫和氧活化相结合的过程。在这过 程中,同肘放出能量。 依好氧微生物的类型不同,被其氧化的底物不同,氧化产物 也不同。好氧呼吸有异养型微生物和自养型微生物两种
好 氧 呼 吸 好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧 化还原反应获得能量的过程。 有分子氧参与的生物氧化， 反应的最终受氢体是分子氧。 底物中的氢被脱氢酶活化，并从底物中脱出交给辅酶（递氢 体），同时放出电子，氧化酶利用底物放出的电子激活游离 氧，活化氧和从底物中脱出的氢结合成水。 NAD(P)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸） 好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的过程。在这过 程中，同时放出能量。 依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，氧化产物 也不同。好氧呼吸有异养型微生物和自养型微生物两种 。 + NAD(P) NAD(P)H + H + 2H − 2H
1.异养型微生物 异养型微生物以有机物为底物(电子供体),其终点产物为二氣化 碳、氨和水等无机物,同时放出能量。如下式所示 CH12O+6026CO2+6H2O+28173k C1H2ON+1402+H→1lCO2+13H2O+NH4+能量 异氧微生物又可分为化能异氧微生物和光能异氧微生物 化能异氧微生物:氧化有机物产生化学能而获得能量的微生物。 光能异氧微生物:以光为能源,以有机物为供氢体还原CO2,合成 有机物的一类厌氧微生物。 有机废水的好氧生物处理,如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧 消化等属于这种类型的呼吸
1.异养型微生物 异养型微生物以有机物为底物（电子供体），其终点产物为二氧化 碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所示： 异氧微生物又可分为化能异氧微生物和光能异氧微生物： 化能异氧微生物：氧化有机物产生化学能而获得能量的微生物。 光能异氧微生物：以光为能源，以有机物为供氢体还原CO2，合成 有机物的一类厌氧微生物。 有机废水的好氧生物处理，如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧 消化等属于这种类型的呼吸。 C H O 6O 6CO 6H O 2817.3k J 6 12 6 + 2 → 2 + 2 + C1 1H2 9O7 N +14O2 + H + →11CO2 +13H2 O + NH4 + +能量
