的有机物和无机物（如有机酸、CO2、H2O等),再 被甲烷菌进一步转化为甲烷和CO2等，并释放能 量的过程。
❖ 按照代谢过程中受氢体的不同，又分为发酵和无氧呼吸。
➢ 发酵：指供氢体都是有机化合物的生物氧化作用，最终 受氢体是供氢体的分解中间产物（有机物）。发酵是一 种厌氧状态。
➢ 无氧呼吸：指以无机含氧化合物，如NO3-、NO2- 、SO42- 、 S2O32- 、CO2等代替分子氧作为最终受氢体的生物氧化作 用。无氧呼吸是一种缺氧状态。
第3篇 污水的生物处理法
第1章 第2章
第3章
第4章 第5章
污水生物处理理论基础 污水好氧生物处理（一） ——活性污泥法 污水好氧生物处理（二） ——生物膜法 污水厌氧生物处理 污水的自然生物处理
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第1章 废水生化处理理论基础
1.1 废水生化处理微生物基础 1.2 反应速度和酶促反应速度 L 1.3 微生物的生长动力学 L 1.4 废水的可生化性 L 1.5 废水生化处理方法概述 L
好氧分解代谢：是好氧微生物和兼性微生物 参与，在有溶解氧的条件下，将有机物分解 为CO2和H2O，并释放出能量的代谢过程。在有 机物氧化过程中脱出的氢[H]是以氧作为受氢 体。通常称为有氧（好氧）呼吸。
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厌氧分解代谢：是厌氧微生物和兼性微生物参与，
在无溶解氧的条件下，将复杂有机物分解成简单
物、后生动物。
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主要内容:
微生物的新陈代谢 微生物的生长规律 微生物的生长环境
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二、微生物的新陈代谢
概念：微生物在生命活动过程中，不断从外界环境中
摄取营养物质，并通过复杂的酶催化反应，将其加以 利用，提供能量并合成新的生物体，同时又不断向外 界环境排泄废物。这种为了维持生命活动过程与繁殖 下代而进行的各种化学变化称为新陈代谢。
3）平衡期（静止期）
微生物经过对数期大量繁殖后，使培养液中的底物逐渐被 消耗，再加上代谢产物的增加积累，从而造成不利于微生 物生长繁殖的食物条件和环境条件，增长速率下降死亡速 率上升，微生物数量趋于稳定。
4）衰老期（内源呼吸期）
培养液中的底物几乎被消耗殆尽，营养物明显不足，微生 物只能利用细菌体内的物质或者以死细菌作为养料，进行 内源呼吸。微生物数量急剧减少。
2CH3COCOOH → 2CO2 + 2CH3CHO
4[H]+2CH3CHO → 2CH3CH2OH
总反应式： C6H12O6 → 2CH3CH2OH +2CO2+92.0kJ
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小结：
❖ 好氧分解代谢过程中，有机物分解较为彻底，最终产 物是含能量较低的CO2、H2O，因此释放能量多，代 谢速度快。
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小结：
在废水生物处理中，通过控制底物量(F)与微生物量 (M)的比值F/M，使微生物处于不同的生长状况，从 而控制微生物的活性和处理效果。
在微生物的对数期，微生物具有繁殖快、活性大、对 底物降解速度快的特点。在废水处理过程中，若控制 微生物处于对数增长期，虽然反应速度快，但污泥絮 凝性和沉降性较差，出水中有机物浓度高。显然，想 要取得稳定的出水和较高的处理效果是很难的。
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2、合成代谢
（1）概念：微生物从外界环境中获得能量，将 低能化合物合成生物体的过程，又称同化作 用。也就是微生物机体自身物质制造的过程。
（2）在该 过程中，微 生物体合成 所需的能量 和物质由分 解代谢提供。
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三、微生物的生长规律
1、微生物的生长曲线
微
生
物
生
微长
生
速 率
物
生微
通常控制F/M在较低范围内，利用平衡期和内源呼吸 期的微生物处理废水，能够获得理想的出水水质，并 且污泥沉降性能好。
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2、混合微生物群的生长规律
在废水生物处理中，微生物是一个群体，它们也有一 定的生长规律。个体生长曲线的形状和位置，与环境 中的有机物变化以及微生物之间的相互依存情况有关。
分类：根据能量的释放和吸收，新陈代谢分为合成代
谢和分解代谢。
微生物的 新陈代谢
分解代谢 （异化作用）
复杂有机物分 解为简单物质
＋ 能量
合成代谢
（同化作用） 微生物增值
放释
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1.分解代谢
（1）概念：高能化合物分解为低能化合物，物质
由繁到简并逐级释放能量的过程，或称异化作用。
（2）类型：根据代谢过程中对氧的需求，分为：
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1.1 废水生化处理微生物基础
废水生物处理是利用微
生物的新陈代谢作用，对 废水中的污染物进行转化 和稳定，使之无害化的处 理方法。对污染物进行转 化和稳定的主体是微生物。
微生物：
1) 借助显微镜才能看到的单 细胞或多细胞生物。
2) 从狭义角度讲，主要是指菌类生物及病毒。
3) 从广义角度讲，除了菌类和病毒外，还包括藻类、原生动
❖ 厌氧分解代谢过程中，有机物分解不彻底，释放能量 少，因此，微生物为了获得同样多的能量，厌氧分解 有机物的量要比好氧分解有机物的量多。
❖ 从废水处理的角度，希望较短时间内，将废水有机物 无机化、无害化，多采用好氧处理。只有当有机物浓 度较高时（如处理高浓度有机废水、有机污泥时）， 用厌氧方式处理并回收甲烷。
长
生 物
曲量
线
的 对
死细 菌数
数
适应期 对数期 平衡期
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培养时间
总菌数
衰老期
活细 菌数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
培养时间
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1）适应期（停滞期）
微生物培养的初期阶段，微生物刚刚接入新鲜培养液时， 对新的环境有一个适应过程，所以在此时期微生物的数量 基本不增加，生长速度接近于零。
2）对数期
经过适应期的调整，微生物适应了新环境，在营养丰富的 条件下，微生物的生长繁殖不受底物限制，微生物的生长 速度达到最大，细菌数量以几何级数的速度增加。
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如葡萄糖（ C6H12O6 ）的代谢情况：
有氧代谢：
C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 +6H2O + 2817.3kJ 厌氧代谢：
无氧呼吸：C6H12O6+6H2O → 6CO2+24[H] 24[H]+4 NO3- → 2N2+12H2O
总反应式：C6H12O6+ 4NO3- → 6H2O + 6CO2+2N2 ↑+ 1755.6kJ 发酵： C6H12O6 → 2CH3COCOOH + 4[H]