废水生物处理(第三章微生物生物化学)

1、1 12021-11-5第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.1 细菌的成分细菌的成分3.2 细菌的营养与生长环境细菌的营养与生长环境3.3 细菌的生物催化剂细菌的生物催化剂酶酶3.4 分批培养物的生长规律分批培养物的生长规律3.6 微生物的需氧代谢微生物的需氧代谢3.7 微生物的厌氧代谢微生物的厌氧代谢3.8 微生物的生物合成微生物的生物合成3.5 细菌的呼吸与生物氧化细菌的呼吸与生物氧化2021-11-52 2第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.1 细菌的成分细菌的成分 1 细菌的元素组成细菌的元素组成2021-11-53 3第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学大分

2、子含量所占百分数蛋白质52.4%多糖16.6%类脂9.4%rna15.7%dna3.2%总计97.3%2021-11-54 4第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 细菌的大分子组成细菌的大分子组成组成元素chons含量/% 537231612021-11-55 5第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56 6第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57 7第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-58 8第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.2 细菌的营养与生长环境细菌的营养与生长环境 1 细菌营养类型细菌营养类型类型电子

3、供体电子受体代表细菌光能自养型h2oco2蓝细菌（含叶绿素）h2s，s，h2co2着色细菌绿细菌光能异养型各种有机物有机物红螺菌科（rhodospirillum） 2021-11-59 9第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51010第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51111第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51212第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学类型电子供体电子受体碳源代表细菌化能有机营养有机物o2有机物各种细菌有机物no3-有机物地衣芽孢杆菌有机物so42-有机物硫酸盐还原菌有机物有机物有机物梭菌、乳酸菌化

4、能无机营养h2o2co2氢-氧化细菌h2so2co2硫杆菌h2sno3-co2脱氮硫杆菌fe2+o2co2氧化亚铁硫杆菌nh3o2co2亚硝酸单胞菌no2-o2co2硝化杆菌h2co2co2产甲烷细菌h2co2co2醋杆菌 2021-11-51313第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 营养物质的传递营养物质的传递2021-11-51414第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51515第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51616第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-51717第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学

5、3 细菌的生长环境细菌的生长环境2021-11-51818第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学类别生长温度（）备注最低最适最高低温性微生物-5010202530水生微生物中温性微生物51020404550大多数腐生性微生物以及所有寄生性微生物高温性微生物254550607080土壤、堆肥、温泉中的微生物2021-11-51919第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-52020第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-52121第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-52222第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-5

6、2323第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.3 细菌的生物催化剂细菌的生物催化剂酶酶2021-11-52424第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 酶的分类酶的分类2021-11-52525第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-52626第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 酶的组成酶的组成双成分酶酶蛋白 辅酶（或辅基）（全酶） （主酶）2021-11-52727第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学双成分酶酶蛋白 辅酶（或辅基）（全酶） （主酶）2021-11-52828第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 3 酶的结构酶的结构 2

7、021-11-52929第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-53030第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 4 酶的性质酶的性质 2021-11-53131第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 5 酶的催化机理酶的催化机理e + s es p + e 1112e + s e s e ssep 2021-11-53232第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 6 影响酶催化活性的因素影响酶催化活性的因素2021-11-53333第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学10t c 10 ct c q在（）的反应速率时的反应速率2021-11-53434第三章

8、第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-53535第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-53636第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学312eeeabcd 2021-11-53737第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.4 分批培养物的生长规律分批培养物的生长规律2021-11-53838第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 分批培养物的生长分批培养物的生长2021-11-53939第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-23-2：营养物浓度对比增殖率的影响：营养物浓度对比增殖率的影响2021-11-54040第三章第三章 微生

9、物生物化学微生物生物化学dnndtdxxdtdzzdt2021-11-54141第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学d0.693t2021-11-54242第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学maxsk2021-11-54343第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 细菌的增长曲线细菌的增长曲线图图3-33-3：细菌的生长曲线：细菌的生长曲线。1）停滞期：细胞物质有所增加，但细胞总数没有增加。2）对数增长期：细胞数按一定的比生长速度 增加。3）静止期：由于缺乏底物（养料的消耗）或抑制物质的积累等原因，微生物的生长繁殖处于停止状态。4）衰亡期：由于细胞不能维持生命，细胞数目下

10、降。这时的细菌称为老龄菌，以别于指数生长期的幼龄菌。2021-11-54444第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学ddtdxydt g/gy细菌产量/限制营养物消耗量时间时间2021-11-54545第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-43-4：分批培养物中细菌的大小及成分：分批培养物中细菌的大小及成分a a：滞后期结束；：滞后期结束；b b：指数生长期结束；：指数生长期结束；c c：指数生长期细胞分裂结束；：指数生长期细胞分裂结束；d d：静止期：静止期2021-11-54646第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-43-4：分批培养物中细菌的大小及成分：分批

11、培养物中细菌的大小及成分a a：滞后期结束；：滞后期结束；b b：指数生长期结束；：指数生长期结束；c c：指数生长期细胞分裂结束；：指数生长期细胞分裂结束；d d：静止期：静止期2021-11-54747第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.5 细菌的呼吸与生物氧化细菌的呼吸与生物氧化2021-11-54848第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 细菌的呼吸类型细菌的呼吸类型2021-11-54949第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-53-5：需氧呼吸过程图示：需氧呼吸过程图示2021-11-55050第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-63-

12、6：需氧呼吸过程图示：需氧呼吸过程图示2021-11-55151第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-55252第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-55353第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-55454第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 生物氧化的类型生物氧化的类型2021-11-55555第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-55656第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-55757第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.6 微生物的需氧代谢微生物的需氧代谢2021-1

13、1-55858第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学需需氧氧代代谢谢三三阶阶段段图图3-73-7：2021-11-55959第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 大分子有机物的水解大分子有机物的水解 蛋白酶肽酶二肽酶蛋白质多肽二肽氨基酸2021-11-56060第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56161第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56262第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2、单糖、氨基酸和脂肪酸代谢、单糖、氨基酸和脂肪酸代谢2021-11-56363第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-8：emp途径

14、途径2021-11-56464第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56565第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56666第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学三三羧羧酸酸循循环环与与乙乙醛醛酸酸循循环环图图3-93-9：2021-11-56767第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56868第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-56969第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57070第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57171第三章第三章 微生物生物化学微生

15、物生物化学2021-11-57272第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57373第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.7 微生物的厌氧代谢微生物的厌氧代谢2021-11-57474第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 i 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 通过不同 废水或污泥 蛋白质 氨基酸 物 乙酸等 途径转化 中不溶态大 多 糖 c6h12o6 为 ch4、 分子有机物 脂 类 甘油 ii 丙酸 co2等 脂肪酸 类 丁酸 co2 、 h 产 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解阶段 酸化阶段 气化阶段 酸化 i 酸化 ii 不完全厌氧消化(酸发酵) 发 酵 菌 发 酵 菌 甲 烷 菌 产氢 产乙 酸菌 图图3-8: 3-8: 厌氧生物处理三阶段厌氧生物处理三阶段2021-11-57575第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1、丙酮酸的厌氧氧化、丙酮酸的厌氧氧化2021-11-57676第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2、甲烷的生成、甲烷的生成2021-11-57777第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57878第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-57979第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-58080第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学