生物量增长和底物的利用率

3.2.1广义方程生物量增长

它将召回部分2.4.1生物量增长和底物利用率是耦合的。此外,我们看到2.4.2节,环境工程师占维护能源需求通过衰变反应。这意味着只要可溶性微生物产品的生产是可以忽略不计,生物量增长的唯一使用衬底。因此,当一个化学计量方程生物量增长与衬底为基础编写,生物量的化学计量系数项将生物质如此增长收益。有鉴于此,微生物增长的广义方程可以写成:

碳源+能源+电子受体+营养生物量+ CO - +降低受体+终端产品

建模的目的,这将是理想的定量方程能够编写一个在相同的形式对任何情况下,无论碳源、能源,或电子受体。使用半反应的概念,麦卡蒂设计了一种技术,这可能是做的。

半反应的方法。在缺乏重要的可溶性微生物产物的形成,所有中非光合微生物增长反应包括两个部分,一个用于合成和一个用于能量。合成组件最终在生物质中的碳,而任何碳排放与能源相关组件成为二氧化碳*也这样的反应是氧化还原反应,因此涉及电子的转移从一个捐赠者受体。异养生长电子捐赠是一种有机基质,而对于自养生长无机电子供体。允许考虑所有这些因素,麦卡蒂写了三种类型的半反应:一个用于细胞物质(RL),一个用于电子供体(R),一个用于电子受体(,)。这些表3.2中提出了各种各样的物质。反应1和2表示R,对生物量的形成。两者都是基于经验公式的C < H-0: N,但使用氨氮作为氮源,而另一种使用硝酸。为电子受体反应3 - 6半反应R,氧气,硝酸,硫酸,分别和二氧化碳。7 - 17的反应是半反应R,有机电子给体。 The first of these represents the general composition of domestic wastewater, while the next three are for wastes composed primarily of proteins, carbohydrates, and lipids, respectively. Reactions 11-17 are for specific organic compounds of interest in some biochemical operations. The last nine reactions represent possible autotrophic electron donors. Reactions 19-21 are for nitrification. To facilitate their combination, the half-reactions are all written on an electron equivalent basis, with the electrons on the right side.

整个化学计量方程(R)是半反应的总和:

的- R意味着半反应形式。在使用前,R,必须倒。这是通过切换左右。f,这个词代表了一部分的给电子体耦合的电子受体,即。能源使用的部分,因此,下标e, f„代表通过合成分数了。因此,他们量化反应的端点。此外,为了Eq。3.14平衡:

这个方程等价于最初声称所有的电子在电子供体最终在生物质合成(f)或电子受体(英尺)。这是一个重要的基本概念,我们稍后将返回。

经验公式用于化学计量方程式。通过检查表3.2可以看出,它是必要的假设经验公式对生物量和替代有机电子给体为了写半反应。

提出了各种经验公式来表示微生物细胞的有机成分。最古老的和最被广泛接受的

表3.2氧化半反应

反应数半反应

反应对细菌细胞合成(R)

氨氮源:

1。- C \ H + H O = - CO + HCO + - NH + 4 H e

20个20 - 5 20 20

硝酸盐作为氮源:1 11

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