2. 微生物化學計量

2.1 微生物之化學反應式

廢水中之酪蛋白，當被微生物氧化可獲得以下方程式：

• 微生物之化學式 如何得知?
  • 依營養源濃度及微生物種類有關。
  • 每克微生物完全氧化所需的需氧量（）
• 電子供給者用於使細胞獲得能量與合成細胞主體的比例?
  • 部分電子流向電子接受者（），於傳遞過程產能。剩餘電子進入細胞，參與細胞合成與生理代謝（），故在質量平衡下 (兩者分率相加等於 100%)。

  flowchart LR
  A["電子提供者 (Electron donor)"]
  B["反應終產物 (Reaction end products)"]
  C["活體細胞 (Active bacterial cells)"]
  D["細胞殘體 (Cell residual)"]
  A--能量產生 (fe<sup>0</sup>)-->B
  A--細胞合成 (fs<sup>0</sup>)-->C-->B
  C--細胞衰減 (Decay)-->D
  

---

2.2 收量（Yield）

收量（Yield, ）：

• 定義：提供單位質量的基質，可轉換為質量 Y 之生物質。故收量（Y）為，微生物之式量（）除以合成每 mole 細胞的基質質量，其中合成每 mole 細胞的質量可由合成每 mole 細胞之電子當量（）除以單位電子提供於細胞合成的量（），再乘以單位電子可產生 8 g 之 COD 備註。
• 收量：
  • 其中：
    • ：合成細胞之分子量。
    • ：每mol細胞之電子當量。

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2.3 微生物生長速率

微生物生長速率（）：

• 定義：微生物生長速率()，為消耗基質產生的生物質量（Y），減去微生物內消耗導致的生物量衰減，其中生物量衰減，為微生物活體細胞量（）乘以其單位衰減速率（）再除以其單位基質之利用率()。
• 微生物生長速率：
  • 其中：
    • ：活體細胞()之淨生長率。
    • ：基質()之利用率。
    • ：細胞衰變率()。
    • ：細胞收量()。

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2.4 最低維持能量 (Maintenance energy)

最低維持能量 (Maintenance energy, )：

• 定義：當基質量無法使細胞增加但剛好足以維持細胞生理代謝時（），單位生物質量（）的基質利用率（）。
• 最低維持能量（）：

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備註

Comment 1

之原理：

• 根據半反應式：
  
• 每 mol 電子當量（）相當於 mol 之細胞（），等於 5.65 g。
  生物質之化學需氧量（COD）與懸浮固體物（VSS）比值約為 1.2 ~ 1.6。
  因此，5.65 g 懸浮固體物（此指微生物）相當於 8 g COD。

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