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2500m_3多级内循环_MIC_厌氧反应器在柠檬酸废水处理工程中的应用

2500m_3多级内循环_MIC_厌氧反应器在柠檬酸废水处理工程中的应用
2500m_3多级内循环_MIC_厌氧反应器在柠檬酸废水处理工程中的应用

实用汇总,13种厌氧生物反应器原理

实用汇总,13种厌氧生物反应器原理!目前,厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低,而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷,而处理等量COD厌氧反应的投资较低。 目前常用的厌氧处理方法是:UASB,EGSB,CSTR,IC,ABR,UBF等。其他厌氧处理方法包括:AF,AFBR,USSB,AAFEB,USR,FPR,两相厌氧反应器等。 1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器 uasb是一种英文缩写,表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器,是处理污水的厌氧生物方法,又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。 UASB由三部分组成:污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥,沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来,在上升的过程中,这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部,由于沼气的搅动,污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时,它围绕反射器弯曲,然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中,经导管输出,固液混合物反射到三相分离器的沉淀区,使污水中的污泥絮凝,颗粒逐渐增多,在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区,使大量污泥在反应区内堆积,从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

水处理内循环厌氧反应器

水处理内循环厌氧反应器 内循环厌氧反应器(internal circulation reaction ,IC),是荷兰PAQUES于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的第3代超高效厌氧反应器。到1988年,世界上第1座生产性规模的IC反应器在荷兰投人运行,到目前为止,已成功地应用于啤酒生产、造纸、食品加工、柠檬酸等的生产。 IC反应器与以UASB为代表的第2代厌氧反应器相比,在容积负荷、电耗、工程造价、占地面积等诸多方面,具有绝对的优势,是对现代高效厌氧反应器的一种突破,有着重大的理论意义和实用价值,进一步研究和开发IC反应器,推广其应用范围已成为当前厌氧处理的重点内容之一。 1.1 IC反应器的基本构造 IC反应器可以看作是由2个UASB反应器叠加串联构成,高径比一般为4一8,高度可达16一25m。由5部分组成:混合区、第1反应区、第2反应区、内循环系统和出水区。其中内循环系统是IC反应器的核心部分,由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和污泥回流管组成。参见图1。 1.2进液和混合布水系统

通过布水系统泵人反应器内,布水系统MA 液与从IC反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合,由此产生对进液的稀释和均质作用。为了进水能够均匀的进入IC反应器的流化床反应室,布水系统采用了一个特别的结构设计。 1.3流化床反应室 在此部分,和颗粒污泥混合物在进水与循环水的共同推动下,迅速进人流化床室。废水和污泥之间产生强烈而有效的接触。这导致很高的污染物向生物物质(即颗粒污泥)的传质速率。在流化床反应室内,废水中的绝人部分可生物降解的污染物被转化为生物气。这些生物气在被称为一级沉降的下部三相分离器处收集并导人气体提升器,通过这个提升装置部分泥水混合物被传送到反应器最上部的气液分离器,气体分离后从反应器导出。 1.4内循环系统 在气体提升器中,气提原理使气、水、污泥混合物快速上升,气体在反应器顶部分离之后,剩余的泥水混合物经过一个同心的管道向下流人反应器底部,由此在反应器内形成循环流。气提动力来自于上升的和返回的泥水混合物中气体含量的巨大差别,因此,这个泥水混合

【清华】16柠檬酸循环习题与答案

16 柠檬酸循环习题与答案 习题 1. 丙酮酸脱氢酶复合物包括多少种酶?这些酶的作用分别是什么? 2. 尽管 02没有直接参与柠檬酸循环,但没有 02的存在,柠檬酸循环就不能进行,为 什么? 3. 通过将乙酰CoA 乙酰基上的两个C 原子进行14C 标记来进行柠檬酸循环的研究。请问 14 C02 放射性强度比率如何。 (假设在第二次 和第三次循环中加入的乙酰 CoA 不带任何放射性) 4. (a )假如将甲基碳用14C 标记的丙酮酸添加到线粒体的悬浮液中, 那么一轮柠檬酸循 环后, 14C 出现在草酰乙酸的什么位置? (b) 为了使所有14C 以14 CO 2释放掉,需要进行多少轮柠檬酸循环(除了第一轮丙酮 酸是标记的以外,以后进入柠檬酸循环的丙酮酸都不是标记的)? 5. 如果各反应物浓度为:[NAD j/[NADH] = 8, [ a -酮戊二酸]=0.1mmol?L -1 ,[异柠檬 酸]=0.02mmol?L -1。CO ?为标准状态,△ G °"=- 7.1 kJ?mol -1。计算在 25C 、pH7.0 时, 异柠檬酸脱氢酶催化反应的△ G /。 6.虽然在标准状态下,由苹果酸脱氢酶催化的苹果酸氧化生成草酰乙酸是个吸能反应 (△ G °/= + 29.2 kJ?mol -1 ),但该反应在生理条件下容易进行。 (a) 说明反应容易进行的道理。 (b) 如果[NAD +]/[NADH] = 8, 25C 、pH7时能够使反应向草酰乙酸方向进行的 [苹果 酸]/[ 草酰乙酸 ]最低比值为多少? 7. 用捣碎的肌肉组织进行的早期实验表明,柠檬酸循环是需氧途径,通过此循环代谢 的物质最终氧化成 C02。但是加入循环中间产物会导致消耗比预期多的氧气。 当琥珀酸、苹 2)是否可能通过在肝脏组织匀浆液中加入草酰乙酸的方法来降低丙二酸对琥珀酸 脱氢酶的抑制效应? 9、在不消耗柠檬酸循环中的任一成分的情况下,丙酮酸可以转换为 转换中的平衡反应式,并给出辅助因子和需要的酶。 10. 脂肪可以降解为乙酰 CoA ,然后乙酰 CoA 进入柠檬酸循环。而葡萄糖可以由柠檬 酸循环的中间产物草酰乙酸合成。 为什么当人们锻炼后大量消耗了体内糖储备后, 必须要通 过吃饭补充 经过一轮,两轮和三轮柠檬酸循环后,释放出来 果酸和草酰乙酸加入肌肉匀浆液中时也有类似的现象。 试解释在有足够的丙酮酸存在下, 为 什么这些中间物的加入会导致比预期多的氧气消耗。 & (1)在琥珀酸脱氢酶反应中,以 1/v 对1/[s] 作图(v=速度,[s]=底物浓度),画出 以下情况的反应曲线:(a )没有抑制物, (b )存在丙二酸 a -酮戊二酸。写出

厌氧内循环反应器_IC反应器_在造纸废水处理中的应用

厌氧内循环反应器(Internal Circulation Reac-tor,简称IC反应器)具有抗负荷能力强、具缓冲pH能力、容积负荷高、能耗低、运行费用低、处理容量大、启动速度快、占地面积少、运行稳定等特点,其主要组成部分有污泥膨胀床区、精处理反应区、内循环系统和出水区,在造纸废水处理领域中有着广泛的应用前景。 我国是一个造纸工业大国,在制造过程中产生的废水量大,污染物浓度高,对水环境造成极其不利的影响。污水必须通过终端的废水处理设施,达标后排放,而厌氧技术比较适合处理高浓度的有机废水。笔者在此详细介绍IC反应器的启动问题和它在造纸废水中的应用。 1IC反应器的启动 在IC反应器整个处理工程中,反应器的快速启动和反应器中颗粒污泥的形成是整个过程的关键。 丁丽丽等[1]以UASB中的颗粒污泥为接种污泥,用于IC反应器的启动,20d内IC反应器完成初次启动,15d内完成IC反应器的二次启动。该反应器日处理污水COD Cr容积负荷达12~15 Kg/(m3·d),COD Cr去除率>85%;在IC反应器中的容积负荷增加到11Kg COD Cr/(m3·d)时,反应器完成启动。IC反应器启动结束后,使颗粒污泥的平均沉降速度由35.4m/h增加到105.17 m/h,平均粒径由0.88mm增大为1.25mm,最大比产甲烷活性增加为启动初期的4倍,达到382.98mL/(g·d)。张杰等[2]以某养猪场沉淀池的深灰褐色絮状污泥对IC反应器进行接种启动。IC 反应器在60d左右完成启动,启动后污泥区污泥沉降性能良好,在污泥区,污泥由上部到下部粒径明显增大,反应器内污泥颗粒粒径分布明显改善,粒径大于1mm的颗粒污泥量约占81.3%左右。在进水有机负荷率达到20.6Kg COD Cr/(m3·d),HRT不低于12h时,利用该反应器处理某养猪场污水时,COD Cr去除率保持在90%以上,TN和TP去除率约为20.8%和34.6%。 杨世关等[3]使用UASB反应器和IC反应器分别对某养殖场的猪粪废水进行处理。以郑州市某种猪场废水一级沉淀池污泥为接种污泥,对IC 反应器进行启动,污泥接种54d后,IC反应器污泥区污泥沉降性能良好,污泥颗粒直径在1~4 mm之间,以2~3mm粒径的污泥为主,有粒径大于5mm的颗粒污泥产生;UASB污泥颗粒直径在1~3mm之间,以1~2mm粒径的污泥为主,未发现大于5mm的颗粒污泥。实验发现,与UASB反应器相比,IC反应器的水力条件有利于污泥的颗粒化。IC反应器内水力条件的复杂性,使得其内的污泥颗粒分布不均匀性明显大于UASB反应器。 张杰等[4]以某啤酒厂厌氧池污泥为接种污泥启动IC反应器,模拟废水进水NH4+-N为120 mg/L,NO2--N为150mg/L,实验研究了模拟废水的厌氧氨氧化过程,考察了IC反应器中ANAMMOX菌的活性和脱氮效率,在30±1℃ 厌氧内循环反应器(IC反应器) 在造纸废水处理中的应用 李琛,从善畅,郝磊磊 (陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001) 摘要:详细介绍了厌氧内循环反应器(IC反应器)的启动问题及其在造纸废水处理中的应用,并对该技术的应用前景进行了展望。 关键词:厌氧内循环反应器(IC反应器);造纸废水;废水处理 doi:10.3969/j.issn.1007-2217.2012.02.002 收稿日期:2011-09-22

第二十章 柠檬酸循环

第二十章柠檬酸循环 一.选择题 1.下列关于转醛酶和转酮酶的叙述,哪项是错误的?答() ①两者催化的反应都是可逆的; ②两者都催化基团的转移反应; ③基团的供体是是酮糖;受体是醛糖; ④两者都需TPP作为辅酶。 2.下面关于柠檬酸循环的论述,哪项是错误的?答() ①柠檬酸循环必须与氧化磷酸化协同进行? ②[NAD+]/[NADH]比值决定柠檬酸循环的速度; ③柠檬酸合成酶催化限速反应步骤; ④该循环本身并不产生高能中间物。 3.下列各物质中,除何者外都是柠檬酸合成酶的抑制剂。答() ①A TP;②NADH; ③琥珀酰CoA;④草酰乙酸。 4.下述哪种氨基酸可由柠檬酸循环的中间物经一步反应即可生成?答() ①丙氨酸;②丝氨酸; ③天冬氨酸;④谷氨酰酸。 5.葡萄糖在有氧情况下进入柠檬酸循环时的限速步骤是以下哪种酶催化的?答() ①已糖激酶;②丙酮酸激酶; ③丙酮酸脱氢酶系;④柠檬酸合成酶。 6.巴斯德(Pasteur)效应的起因是答() ①已糖激酶活性增高,酵解速度加快; ②无氧代谢转变为有氧代谢时,乙醇生成量增加; ③无氧代谢转变为有氧代谢时,葡萄糖的利用经HMS有所加强; ④无氧代谢转变为有氧代谢时,葡萄糖的利用减少。 7.在三羧酸循环的回补反应中,用以补充循环中间物的主要物质是答() ①乙酰CoA;②丙酮酸; ③苏氨酸;④酪氨酸。 8.在柠檬酸循环涉及的下述酶中,哪一种含有铁-硫中心?答() ①柠檬酸合成酶;②琥珀酰CoA合成酶; ③琥珀酸脱氢酶;④α-酮戊二酸脱氢酶系。 9.下述哪种酶能识别对称性底物?答() ①顺乌头酸酶;②琥珀酸脱氢酶;

③延胡索酸酶;④异柠檬酸脱氢酶。 二.填空题 1.在葡萄糖的分解代谢中,3-磷酸甘油醛氧化产生的NADH,在有氧化代谢中,以_______ 为最终受氢体。 2.柠檬酸循环是由__________________于1937年提出的。 3.葡萄糖的两个主要分解代谢途径,一个是无氧条件下分解不彻底的,称为途径;另一个是有氧条件下的完全分解,称为__________________途径。 4.1摩尔乙酰CoA经三羧酸循环完全氧化可生成_12____________________摩尔A TP。 5.丙酮酸脱氢酶系存在于真核细胞的_______________________。 6.在三羧酸循环中,由底物磷酸化方式生成A TP的反应步骤是__ _________________。 7.柠檬酸合成酶是三羧酸循环的限速酶,其活性既受A TP浓度的调节,又受草酰乙酸浓度的调节,前者称为__________________,后者称为____________________。 8.乙醛酸循环和柠檬酸循环两个途径中有三个共同的酶,它们是_、_ 和_ 。 9.三羧酸循环中最关键的调控酶是__________________,而决定该循环反应速度的最重要 的物质是__。 10.三羧酸循环的三个限速酶是、和。 三.判断题 1.糖的有氧氧化是糖的完全分解方式,糖的无氧氧化是糖的不完全分解方式。答() 2.丙酮酸脱氢酶系的别构调节和共价修饰调节都需要A TP。答() 3.乙醛酸循环的净结果是两分子的乙酰CoA转变成1分子的琥珀酸。答() 4.柠檬酸只有经分子重排转变为异柠檬酸后才能进行氧化。答() 5.在柠檬酸循环中,由琥珀酰CoA转变为琥珀酸的过程,高能磷酸键的生成属于底物水平磷酸化。答() 6.如果用14C标记乙酰CoA的羰基碳原子,经三羧酸循环,14C将出现在草酰乙酸分子上。 答() 7.丙酮酸脱氢酶系和α-酮戊二酸脱氢酶系的催化机理相似答() 8.琥珀酰CoA既抑制柠檬酸合成酶的活性,又抑制α-酮戊二酸脱氢酶系的活性。 答()9.用14C标记葡萄糖的C1位,则该葡萄糖经磷酸戊糖途径和三羧酸循环途径释放14CO2的速度是相同的。答()10.乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶系既有反馈作用,又有促进其磷酸化共价修饰作用,这两种调节都是使该酶系活性降低。答( )

厌氧内循环反应器IC

厌氧内循环反应器(IC) 厌氧内循环反应器简称IC反应器,是基于UASB反应器颗粒化和三相分离器的概念而改进的新型反应器,可看成是由两个UASB反应器的单元相互重叠而成。它的特点是在一个高的反应器内将沼气的分离分成两个阶段。底部一个处于极端的高负荷,上部一个处于低负荷。其基本构造如图3所示。 图3 IC反应器构造简图 1-进水; 2-集气罩 3-沼气提升管和回流部分;4-气液分离器;5-沼气导管; 6-回流管;7-集气罩;8-集气管;9-沉淀区;10-出水管;11-气封。 IC反应器的构造特点是具有很大的高径比,一般可达到4-8,高度可达16-25m,从外观看,就象一个厌氧生化反应塔。IE反应器从功能上讲由四个不同的功能部分组成,即混合部分、膨胀床部分、

精处理部分 1、混合区:由反应器的底部进入的污水与颗粒污泥和内部气体循环所带回的出水有效地混合,使进水得到有效地稀释和均化。 2、污泥膨胀床部分:由包含高浓度的颗粒污泥膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成。废水和污泥之间有效地接触使得污泥具有高的活性,可获得高的有机负荷和转化效率。 3、精处理部分:在这一区域内,由于低的污泥负荷率,相对长的水力停留时间和推流的流态特性,产生了有效的后处理。另外由于沼气产生的扰动在精处理部分较低,使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比,反应器的负荷率较高,但因内部循环流体不经过这一区域,因此在精处理区的上升流速也较低,这两点为固体停留提供了最佳的条件。 4、回流系统:内部的回流是利用气提原理,因为在上部和下层的气室间存在着压力差。回流的比例是由产其量所决定的。 大部分有机物(BOD和COD)是在IE反应器下部的颗粒污泥膨胀床内降解为生物沼气的(甲烷),沼气经由第一部分分离器收集,通过气体升力携带水和污泥进入气体上升管,至位于IE反应器顶部的液气分离罐进行液气分离,水与污泥经过中心循环下降管流向反应器底部,形成内循环流。第一级分离气的出流在第二级(上部)处理区得到后续处理,在此,大部分剩余的可降解的有机物(COD和BOD)得到进一步降解,所产生的沼气被二级分离器收集,出水通过溢流堰流

柠檬酸循环

1.糖的有氧氧化.:指在机体氧供充足时,葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O ,并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。 反应部位:胞浆及线粒体 糖的有氧氧化过程 第一阶段:酵解途径第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧第三阶段:三羧酸循环第四阶段:氧化磷酸化2.糖的有氧氧化 第一阶段:葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸 此阶段与无氧分解的过程相似,不同的是3-磷酸甘油醛脱氢生成NADH+H+的去向不同。 无氧的情况下,NADH+H+在细胞浆中将丙酮酸还原生成乳酸; 在有氧的情况下,NADH+H+经穿梭作用进入线粒体,氧化成水和能量(3 or 5 ATP)。 第二阶段:丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA 此阶段1分子Glu生成2分子NADH+H+ , 5分子ATP。 TPP 丙酮酸————————→乙酰CoA 丙酮酸脱氢酶系 丙酮酸脱氢酶系包括三种酶和六种辅助因子: 三种酶——E1-丙酮酸脱氢酶组分;E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶;E3-二氢硫辛酸脱氢酶 六种辅助因子——TPP、硫辛酸、CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+ 多酶复合体位于线粒体内;原核细胞在胞液中 TPP的作用:脱羧酶辅酶,将底物移入(出)脱羧酶的活性中心。 此阶段反应特点: _ 反应速度快并且为不可逆反应。 _ 反应中生成的NADH+H+直接进入电子传递链进行氧化磷酸化生成水,产生2.5 ATP。 _ 生成的乙酰辅酶A进入三羧酸循环,CO2可由肺呼出或参与机体内代谢。 分步反应: ① O E1 CH3-C-COOH + TPP——→羟乙基TPP + CO2 ② E2 羟乙基TPP + 硫辛酸——→乙酰硫辛酸+ TPP ③ E2 乙酰硫辛酸+ HS~CoA ——→乙酰-CoA + HS-L-HS ④ E3 HS-L-HS + FAD ——→硫辛酸 + FADH 2 ⑤ E3 FADH2 + NAD+ ——→FAD + NADH+H+ 砷化物对硫辛酸的毒害作用,砷化物抑制丙酮酸脱氢酶复合体的机制也表现在对α-酮戊二酸脱氢酶复合体的抑制上。 丙酮酸脱氢酶复合体的调控: 产物控制:NADH、乙酰-CoA(竞争性抑制);丙酮酸脱氢酶组分的磷酸化(失活)和去磷酸化(激活) E1的磷酸化和去磷酸化是使丙酮酸脱氢酶复合体激活或失活的重要方式。 由E2上的激酶和磷酸酶起作用 3.柠檬酸循环TAC 包括合成、加水、脱水、脱氢、脱羧 柠檬酸循环历程: (一)草酰乙酸与乙酰CoA缩合成柠檬酸

IC厌氧反应器运行注意事项教学教材

I C厌氧反应器运行注 意事项

IC厌氧反应器运行注意事项 IC反应器,即内循环厌氧反应器,相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。与UASB反应器相比,在获取相同处理速率的条件下,IC反应器具有更高的进水容积负荷和污泥负荷率,IC反应器的平均升流速度可达到处理同类废水UASB反应器的20倍左右。以下是简易示意图。 IC反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。 (1). 容积负荷高:IC反应器内污泥浓度高,微生物量大,且存在内循环,传质效果好,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。 (2). 节省投资和占地面积:IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右,其体积相当于普通反应器的1/4—1/3左右,大大降低了反应器的基建投资;而且IC反应器高径比很大(一般为4~8),所以占地面积少。

(3). 抗冲击负荷能力强:处理低浓度废水(COD=2000~3000mg/L)时,反应器内循环流量可达进水量的2~3倍;处理高浓度废水 (COD=10000~15000mg/L)时,内循环流量可达进水量的10~20倍。大量的循环水和进水充分混合,使原水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。 IC反应器在运行过程中的日常注意事项 由于该污水站厌氧工艺处理设备主要是IC厌氧反应器,其主要的控制参数有以下内 1、污泥菌种的成分 污泥菌种的成分:厌氧污泥中具有处理污染物能力的就是细菌等有机物质,菌群的组成及菌种的成分决定了其颗粒强度、产甲烷活性及对污水的适应能力。一般来说,污泥中有机物的成分占70%左右,污泥外部菌种主要为丝菌,污泥内部主要为杆菌、球菌等。 2、PH值: 反应器进水PH值要求控制在6.5~7.5之间,过高或过低的PH值会对工艺造成巨大影响,其影响主要体现在对厌氧菌(主要是产甲烷菌)的方面,包括 ①影响菌体及酶系统的生理功能和活性 ②影响环境的氧化还原电位 ③影响基质的活性。产甲烷菌的这些性质功能遭到破坏后,处理COD的活性就会大大降低。 3、温度:

内循环(IC)厌氧反应器在废水处理中的应用教学教材

内循环(IC)厌氧反应器在废水处理中 的应用 目前湖北武汉市有多家企业选择了将污水处理交第三方运行管理的模式,帮助企业实现污水处理设施安全运行、达标运行、经济运行是格林公司的愿望和目的,武汉格林环保设施运营有限责任公司,也将继续为您关注工业污水、生活污水污水处理外包、污水处理运营的行业动态。 内循环(IC)厌氧反应器是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器基础上发展起来的高效反应器。其依靠沼气在升流管和回流管间产生的密度差在反应器内部形成流体循环。 内循环提高了反应区的液相上升流速,加强了废水中有机物和颗粒污泥间的传质,使得处理同类废水时,该反应器的有机负荷达到UASB反应器的2~4倍。 IC厌氧反应器具有高径比大、上流速度快、有机负荷高、传质效果好等优点,其去除有机物能力远超过UASB等二代厌氧反应器[3],代表着当今废水处理领域厌氧生物反应器的最高水平。当前,IC厌氧反应器被广泛应用于各类工业废水的处理,已经成为当今环保行业的研究热点。 1 IC厌氧反应器的基本原理及特点

1.1 IC厌氧反应器的基本原理 IC厌氧反应器由两个UASB反应器上下叠加串联而成,其高度可达16~25m,高径比一般为4~8,主要由5个部分组成:布水区、第一反应室、第二反应室、内循环系统和出水区,其中内循环系统是 IC工艺的核心结构。IC厌氧反应器的结构示意图如下。 废水首先进入反应器底部的混合区,并与来自回流管的内循环 泥水混合液充分混合后进入第一反应室进行污染物的生化降解,此处的COD容积负荷很高,大部分进水COD在此处被降解,并产生大量 沼气。沼气由下层三相分离器收集,并沿着回流管上升。沼气上升的同时把第一反应室的混合液提升至IC厌氧反应器顶部的气液分离器,沼气在此处与泥水分离并被导出反应器。泥水混合物则沿着回流管返回反应器底部,并与进水充分混合进入第一反应室,形成内循环。经过第一反应室处理过的污水,会自动进入第二反应室继续处理。 产生的沼气由第二反应室的集气罩收集,通过提升管进入气液分离器。第二反应室中的混合液在沉淀区进行固液分离,处理过的上清液由 出水管排出,沉淀的污泥可自动返回到第二反应室。 1.2 IC厌氧反应器的工艺特点 IC厌氧反应器独特的内循环系统,加强了废水中有机物和颗粒污泥间的传质,从而大幅提高了反应器的COD容积负荷,IC厌氧反 应器的有机负荷是普通 UASB反应器的3倍左右,同时反应器在保证

第二十章 柠檬酸循环

第二十章柠檬酸循环 一、是非判断题 1、柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。() 2、联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶。() 3、TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。() 4、三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸。() 答案 1、对。 2、对。 3、错。 4、对。 二、填空题 1、调节三羧酸循环最主要的酶是____________、__________ _、______________。 2、延胡索酸在________________酶作用下,可生成苹果酸,该酶属于EC分类中的_________ 酶类。 3、TCA循环中有两次脱羧反应,分别是由__ _____和________催化。 4、参与α-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为___________,_______________, _______________,_______________和_______________。 5、α–酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶,它们是__________,____________,_____________。 答案 1、柠檬酸合成酶;异柠檬酸脱氢酶;α–酮戊二酸脱氢酶 2、延胡索酸酶;氧化还原酶 3、异柠檬酸脱氢酶;α- 酮戊二酸脱氢酶 4、TPP;NAD+;FAD;CoA;硫辛酸;M g 5、α-酮戊二酸脱氢酶;琥珀酰转移酶;二氢硫辛酸脱氢酶 三、选择题 1、糖的有氧氧化的最终产物是: A.CO2+H2O+ATP B.乳酸 C.丙酮酸 D.乙酰CoA 2、在原核生物中,一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生ATP摩尔数: A.12 B.24 C.36 D.38 3、关于三羧酸循环那个是错误的 A.是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径 B.受ATP/ADP比值的调节 C.NADH可抑制柠檬酸合酶 D.NADH氧经需要线粒体穿梭系统。 4、三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子CO2: A.柠檬酸B.乙酰CoA C.琥珀酸D.α-酮戊二酸

第九章20酵解和柠檬酸循环

人血浆中的葡萄糖大约维持在5mM。而在肌肉细胞中的游离葡萄糖浓度要低得多。细胞内的葡萄糖浓度为什么如此之低?临床上常用静脉注射葡萄糖来补充病人食物来源,由于葡萄糖转换为葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的,那么临床上却不能直接静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢? 答:因为进入肌肉细胞的葡萄糖常常被磷酸化,葡萄糖一旦磷酸化就不能从细胞内逃掉。在pH7时,葡萄糖-6-磷酸的磷酸基团解离,分子带净的负电荷。由于膜通常对带电荷的分子是不通透的,所以葡萄糖-6-磷酸就不能从血流中进入细胞,因此也就不能进入酵解途径生成ATP。 把C-1位用14C标记的葡萄糖与能进行糖酵解的无细胞提取物共同温育,标记物出现在丙酮酸的什么位置? 答: 被标记的葡萄糖通过葡萄糖-6-磷酸进入酵解途径,在果糖-1.6二磷酸被醛缩酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮之前标记始终出现在C-1。因为磷酸二羟丙酮含有最初葡萄糖分子的C-1至C-3原子,因而它的C-1带有标记。然后磷酸二羟丙酮异构化变为甘油醛-3-磷酸,最终14C出现在丙酮酸的甲基上。 增加以下各种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响? (a)葡萄糖-6-磷酸(b)果糖-1.6-二磷酸(C)柠檬酸(d)果糖-2.6-二磷酸 答:(a)最初葡萄糖-6-磷酸浓度的增加通过增加葡萄糖6-磷酸异构酶的底物水平以及以后的酵解途径的各步反应的底物水平也随之增加,从而增加了酵解的速度。然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一个别构抑制剂,因此高浓度的葡萄糖-6-磷酸可以通过减少葡萄糖进入酵解途径从而抑制酵解。 (b)果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反应的产物,它是酵解过程中主要的调控点,增加果糖-1.6-二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反应的底物水平,所以增加了酵解的速度。 (c)柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物,同时也是磷酸果糖激酶-1的一个反馈抑制剂,因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率。 (d)果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2(PFK-2)催化的反应中由果糖-6-磷酸生成的,因为它是磷酸果糖激酶-1(PFK-1)的激活因子,因而可以增加酵解反应的速度。 在严格的厌氧条件下酒精发酵过程中,使用放射性标记的碳源进行示踪原子实验。 (a)如果葡萄糖的第1个碳用14C标记,那么14C将出现在产物乙醇的哪个位置上? (b)在起始的葡萄糖分子的哪个位置上标记14C ,才能使乙醇发酵释放出的二氧化碳都是14C标记的 14CO2。 答:(a)14CH3-CH2-OH(b)3,4-14C-葡萄糖 当肌肉组织激烈活动时,与休息时相比需要更多的ATP。在骨骼肌里,例如兔子的腿肌或火鸡的飞行肌,需要的ATP几乎全部由嫌氧酵解反应产生的。假设骨骼肌缺乏乳酸脱氢酶,它们能否进行激烈的体力活动,即能否借助于酵解反应高速率生成ATP?

11第十一章 糖类代谢

第十一章糖类代谢 第一节概述 一、特点 糖代谢可分为分解与合成两方面,前者包括酵解与三羧酸循环,后者包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等,中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 糖代谢受神经、激素和酶的调节。同一生物体内的不同组织,其代谢情况有很大差异。脑组织始终以同一速度分解糖,心肌和骨骼肌在正常情况下降解速度较低,但当心肌缺氧和骨骼肌痉挛时可达到很高的速度。葡萄糖的合成主要在肝脏进行。不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。 二、糖的消化和吸收 (一)消化 淀粉是动物的主要糖类来源,直链淀粉由300-400个葡萄糖构成,支链淀粉由上千个葡萄糖构成,每24-30个残基中有一个分支。糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。 主要的酶有以下几种: 随机水解链内α1,4糖苷键,产生α-构型的还原末端。产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。 在豆、麦种子中含量较多。是外切酶,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-麦芽糖。水解到分支点则停止,支链淀粉只能水解 50%。 存在于微生物及哺乳动物消化道内,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-葡萄糖。可水解α-1,6键,但速度慢。链长大于5时速度快。 4.其他α-葡萄糖苷酶水解蔗糖,β-半乳糖苷酶水解乳糖。 二、吸收 D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收,不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收,由肠细菌分解,以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。 三、转运 1.主动转运小肠上皮细胞有协助扩散系统,通过一种载体将葡萄糖(或半乳糖)与钠离子转运进入细胞。此过程由离子梯度提供能量,离子梯度则由Na-K-ATP酶维持。细菌中有些糖与氢离子协同转运,如乳糖。另一种是基团运送,如大肠杆菌先将

高效厌氧反应器

IC(internal circulation)反应器是新一代高效厌氧反应器,废水 在反应器中自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应 器上部流出。 随着国家对环保的日益重视,公司在废水末端处理方面也进行了大量的资金投入,如在造纸二部和板纸公司废水厌氧处理技术的应用足以证明。废水的厌氧处理技术以其运行成本低、节约能源、污泥易于处理等优点在废水处理中正发挥着越来越大的作用。IC(internal circulation)反应器是新一代高效厌氧反应器,废水在反应器中自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。 UASB与IC在运行上最大的差别表现在抗冲击负荷方面,IC可以通过内循环自动稀释进水,有效保证了第一反应室的进水浓度的稳定性。其次是它仅需要较短的停留时间,对可生化性好的废水的确是优点。大家同意因为IC运行稳定,抗冲击负荷效果好,容积负荷高,投资省等许多优于UASB的优点,是否就应该因此而放弃再选有UASB 了呢 IC缺点尤其在污水可生化性不是太好的情况下,由于水力停留时间比较短去除率远没有UASB高,增加了好氧的负担。另外,IC由于气体内循环,特别是对进水水质不太稳定的厂,导致IC出水水量极不稳定,出水水质也相对不稳定,有时可能还会出现短暂不出水现象,对后序处理工艺是有影响的。UASB比IC突出优点就是去除率高,

出水水质相对稳定。但IC优点还是很多的,特别是对于高SS进水,比UASB有明显优势,由于IC上升流速很大,SS不会在反应器内大量积累,污泥可以保持较高活性。对于有毒废水也是如此! IC运行温度的设计完全和UASB一样,在调试运行上和UASB区别不大,只是在刚进水调试时尽可能采用水力负荷高些,然后逐步交互提升水力、有机负荷,尽可能在负荷提升过程中保证第一反应室上升流速大于10m/小时,但最大水力负荷最好控制在20m/小时以下,这样即保证第一反应室污泥床的传质效果,也避免污泥流失.冬季进水管道及反应器最好保保温,因为厌氧菌对温度波动特敏感,对负荷波动适应要相对好的多.其实IC的调试比UASB要好调的多,能调试好UASB的,应该调试好IC没有太大问题.不是应为上升流速大,会不好控制而延长调试周期.IC它对进水水质的要求仅是相对稳定就行,它要求高的上升流速仅是满足第一反应室污泥床处于膨化状态,加大传质效果,IC的高度较高,你不必太担心会有污泥流失,因为内部它有两层三相分离,更何况第一反应室产气量较大,绝大部分沼气被第一反应室分离收集提升到顶部的气水分离气包进行气与泥水的分离.第二反应室气量少泥水更易分离沉降.若接种颗粒污泥基本一个月便可达到设计负荷是没有问题的,絮状污泥可能需三到五个月. 优点: IC 反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

IC厌氧反应器说明书

IC厌氧反应器说明书 IC厌氧反应器简介 IC厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器,是第三代厌氧反应器的典型代表。与前二代厌氧器相比、它具有占地面积少、容积负荷量高,布水均匀,抗冲击能力强、性能更稳定、操作更简单的多种优势。例如,当COD为10000-15000mg/l 时的高浓度有机废水,第二代USCB反应器一般容积负荷为5-8kgCODm3.d, 第三代IC厌氧反应器容积负荷可达到10-18kgCODm3.d, IC反应器工作原理 IC反应器构造的特点是具有很大的高径比,一般可达4-8,反应器的高度达到20m左右。整个反应器由第一厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成。每个厌氧反应室的顶部各设一个气、固、液三相分离器。第一级三相分离器主要分离沼气和水,第二级三相分离器主要分离污泥和水,进水和回流污泥在第一厌氧反应室进行混合。第一反应室有很大的去除有机能力,进入第二厌氧反应室的废水可继续进行处理,去除废水中的剩余有机物,提高出水水质。 IC厌氧反应器相对于其他同类产品有以及下几个显著优点: (1)具有很高的容积负荷率。

由于IC反应器存在着内循环,第一反应室有很高的升流速度,传质效果很好,污泥活性很高,因而其有机容积负荷率比普通UASB反应器高许多,一般高出3倍以上。处理高浓度有机废水,如土豆加工废水,当COD为10000,15000mg/L时,进水容积负荷率可达30,40kgCOD/(m3?d)。处理低浓度有机废水,如啤酒废水,当 COD为2000, 1 3000mg/L时,进水容积负荷率可达20,50kgCOD /(m3?d),HRT仅2,3h,COD去除率可达80%左右。 (2)节省基建投资和占地面积。 由于 IC 反应器的容积负荷率大大高于 UASB 反应器,IC反应器的有效体积仅为UASB反应器的1/4,1/3,所以可显著降低反应器的基建投资。由于IC反应器不仅体积小,而且有很大的高径比,所以占地面积特别省,非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的 IC 反应器可以工厂预制,大型的可在现场制作,施工工期短,安装简便,且IC反应器的土方量很小,可节省施工费用。 (3)靠沼气提升实现内循环。 不必外加动力厌氧流化床和膨胀颗粒污泥床的流化是通过出水回流由泵加压实现强制循环的,因此必须消耗一部分动力。而 IC 反应器是以自身产生的沼气通过绝热膨胀做功为动力实现混合液的内循环的,不必另设泵进行强制内循环,从而可节省能耗。 (4)抗冲击负荷能力强 由于IC反应器实现了内循环,处理低浓度水(如啤酒废水)时,循环流量可达进水流量的 2 , 3 倍;处理高浓度水(如土豆加工废水)时,循环流量可达进水流量的10,20倍。因为循环流量与进水在第一反应室充分混合,使原废水中的有害物质得

BIOPAQ IC内循环厌氧反应器

BIOPAQ IC内循环厌氧反应器 应用行业:环保 80年代中期,帕克公司成功开发了 IC内循环厌氧反应器。经过数百项工程 实践的成功应用,使用户在获得厌氧处理 所带来的巨大运行利益的同时,享受到可 靠而优越的运行感。 IC反应器的工作过程: 进水(1)经过布水器(2)输入反应 器,与下降管(11)循环来的污泥和出水 均匀混和后,进入第一个反应分离区内, 流化床反应室(3)。在那里,大部分COD 被降解为沼气,在这个分离区产生的沼气 由低位三相分离器(4)收集和分离,并产生气体提升(5)。气体被提升的同时,带动水和污泥作向上运动,经过一级“上升”管(6)达到位于反应器顶部的气体/液体分离器(10),在这里沼气从水和污泥中分离,离开整个反应器(13)。 水和污泥混和经过同心的“下降”管(11)直接滑落到反应器底部形成内部循环流。从第一级分离区的出水在第二阶段低负荷后处理区(7)内被深度处理,在那里剩余的可生物降解的COD被去除,在上层分离区产生的沼气被顶部的三相分离器(8)收集,并沿二级“上升管”(9),输送到顶部旋流式气体/液体分离器(10),实现沼气分离和收集。同时,厌氧出水(12)经过出水堰离开反应器自流进入后续处理中。 IC反应器的特点: 容积负荷高,占地面积小; 抗冲击负荷(COD浓度大幅度波动)的能力强; 完全封闭系统,无异味排放; 抗腐蚀,使用寿命长; 系列化、标准化生产,产品质量可靠; 施工和安装简单; 启动时间短,操作控制简单; 无运转部件,无需维修; 应用范围广泛,运行业绩成功。 帕克公司的BIOPAQ-IC?厌氧反应器,克服了传统厌氧技术的不足,并开拓了厌氧技术的应用领域,逐步取代某些常规的厌氧技术,使厌氧处理技术的应用日趋完美。

【清华】16柠檬酸循环习题与答案

16柠檬酸循环习题与答案 习题 1.丙酮酸脱氢酶复合物包括多少种酶?这些酶的作用分别是什么? 2. 尽管O2没有直接参与柠檬酸循环,但没有O2的存在,柠檬酸循环就不能进行,为什么? 3.通过将乙酰CoA乙酰基上的两个C原子进行14C标记来进行柠檬酸循环的研究。请问经过一轮,两轮和三轮柠檬酸循环后,释放出来14CO2放射性强度比率如何。(假设在第二次和第三次循环中加入的乙酰CoA不带任何放射性) 4.(a)假如将甲基碳用14C标记的丙酮酸添加到线粒体的悬浮液中,那么一轮柠檬酸循 环后,14C出现在草酰乙酸的什么位置? (b)为了使所有14C以14CO2释放掉,需要进行多少轮柠檬酸循环(除了第一轮丙酮酸是标记的以外,以后进入柠檬酸循环的丙酮酸都不是标记的)? 5.如果各反应物浓度为:[NAD+]/[NADH]=8,[α-酮戊二酸]=0.1mmol?L-1,[异柠檬酸]=0.02mmol?L-1。CO2为标准状态,△G°ˊ=-7.1 kJ?mol-1。计算在25℃、pH7.0时,异柠檬酸脱氢酶催化反应的△Gˊ。 6.虽然在标准状态下,由苹果酸脱氢酶催化的苹果酸氧化生成草酰乙酸是个吸能反应(△G°ˊ=+29.2 kJ?mol-1),但该反应在生理条件下容易进行。 (a)说明反应容易进行的道理。 (b)如果[NAD+]/[NADH]=8,25℃、pH7时能够使反应向草酰乙酸方向进行的[苹果酸]/[草酰乙酸]最低比值为多少? 7. 用捣碎的肌肉组织进行的早期实验表明,柠檬酸循环是需氧途径,通过此循环代谢的物质最终氧化成CO2。但是加入循环中间产物会导致消耗比预期多的氧气。当琥珀酸、苹果酸和草酰乙酸加入肌肉匀浆液中时也有类似的现象。试解释在有足够的丙酮酸存在下,为什么这些中间物的加入会导致比预期多的氧气消耗。 8.(1)在琥珀酸脱氢酶反应中,以1/v对1/[s]作图(v=速度,[s]=底物浓度),画出以下情况的反应曲线:(a)没有抑制物,(b)存在丙二酸 (2)是否可能通过在肝脏组织匀浆液中加入草酰乙酸的方法来降低丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制效应? 9、在不消耗柠檬酸循环中的任一成分的情况下,丙酮酸可以转换为α-酮戊二酸。写出转换中的平衡反应式,并给出辅助因子和需要的酶。 10. 脂肪可以降解为乙酰CoA,然后乙酰CoA进入柠檬酸循环。而葡萄糖可以由柠檬酸循环的中间产物草酰乙酸合成。为什么当人们锻炼后大量消耗了体内糖储备后,必须要通过吃饭补充糖,而不能通过将脂肪转换为糖来补充糖的消耗呢?

生物化学:第十六章 柠檬酸循环-习题

中国海洋大学海洋生命学院生物化学习题2009年修订 第十六章柠檬酸循环 一、选择题 ⒈关于三羧酸循环,下列叙述错误的是() A、是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径; B、丙酮酸脱氢酶系分布在线粒体基质中; C、乙酰 CoA及NADH可抑制丙酮酸脱氢酶系;D、环中所生成的苹果酸为L型;E、受A TP/ADP比值的调节 ⒉丙酮酸脱氢酶受到哪些因素调控?() A、产物抑制、能荷调控、磷酸化共价调节; B、产物抑制、能荷调控、酶的诱导; C、产物抑 制、能荷调控;D、产物抑制、酶的诱导、磷酸化共价调节;E、能荷调控、酶的诱导 ⒊三羧酸循环中主要的限速酶是() A、苹果酸脱氢酶; B、α-酮戊二酸脱氢酶; C、异柠檬酸脱氢酶; D、琥珀酸脱氢酶; E、柠檬 酸合酶 二、判断是非 ⒈柠檬酸循环是分解和合成的两用途径。() ⒉线粒体中存在两种异柠檬酸脱氢酶分别以NAD+和NADP+为电子受体。() ⒊丙酮酸脱氢酶系中电子传递的方向为硫辛酸→FAD→NAD+。() ⒋TCA循环可以产生NADH和FADH2,但不能直接产生ATP。() 三、填空题 ⒈α-酮戊二酸脱氢酶系包括三种酶,它们是、和。 ⒉TCA循环的第一个产物是,由、和所催化的反应是该循环的主要限 速反应;TCA循环中有两次脱羧反应,分别是由和催化,脱去的CO2中的C原子分别来自于草酰乙酸中的和。 ⒊将乙酰CoA的两个C原子用同位素标记后,经一轮TCA循环后,这两个同位素C原子的去向 是,二轮循环后这两个同位素C原子的去向是。 ⒋TCA循环中大多数酶位于,只有位于线粒体内膜。 四、名词解释 ⒈柠檬酸循环回补反应; 五、问答题 ⒈已知有一系列酶反应,这些反应将导致从丙酮酸到α-酮戊二酸的净合成,该过程并没有净消耗 三羧酸循环的代谢物,请写出这些酶反应顺序。 ⒉葡萄糖的第二位碳用C14标记,在有氧情况下进行彻底降解,请问经过几轮三羧酸循环,该同位 素碳可作为CO2释放? ⒊TCA循环受哪些因素调控?该循环有哪些重要的生理意义? ⒋叙述ATP、ADP、AMP和柠檬酸在糖酵解和三羧酸循环的代谢调控中的作用。

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