《表2 细菌分解代谢和合成代谢反应方程a)》

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《不同电子受体诱导活性污泥生物质内源减量》

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a) 生活废水（C10H19O3N1）为电子供体；O2和NO3-为电子受体.

在电子传递过程中（图1），电子和质子所含的自由能释放并储存在ATP中.质子传递复合物将两个质子从细胞质（内）泵送到膜周质（外）侧，耦合产生一个ATP[18].如图1所示，当微生物利用O2（好氧条件）作为电子受体时，电子传递链上有3个质子泵，分别是NADH脱氢酶、泛醌和细胞色素aa3.当微生物利用NOx-（缺氧条件）作为电子受体时，其电子传递链上只有NADH脱氢酶和泛醌两个质子泵.因此，如果细胞色素aa3是末端氧化酶，电子传递将产生3 mol ATP.而在缺氧条件下，电子传递仅产生2 mol ATP.由此，可以推导出电子流传递到NOx-的能量产率是通过细胞色素aa3传递到O2的2/3.微生物利用NOx-代替O2作为电子受体时，可捕获的能量（ATP）更少.因此，从能量利用来看，缺氧呼吸并不是微生物生长的一种有效方式.应用改进的热力学电子当量模型（式 （13）～（17）） 能够计算出不同电子受体（NOx-和O2）的理论污泥产率以及它们相对应的基质分配.表2展示了电子供体（生活污水）和受体（NO3-和O2）的化学半反应及其吉布斯自由能.通常微生物能量产率（K）为0.4～0.8，好氧异养菌其值为0.6[9].因此，缺氧异养菌的K为0.4（好氧的2/3）.根据热力学模型，以NO3-和O2作为电子受体时，微生物理论产率分别为0.33 g VSS/g COD和0.47 g VSS/g COD.Muller等人[22]用ASM1及改进模型计算出缺氧和好氧微生物产率分别为0.37 g VSS/g COD和0.47 g VSS/g COD.理论污泥减量率达到21.2%.上述结果从理论上，证实了不同电子受体引起的污泥减量是可以实现的.