第五章-微生物的生长繁殖与生存因子ppt课件.ppt

从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第五章第五章 微生物的生长繁殖和生存因子微生物的生长繁殖和生存因子各类细菌都是倾向于各类细菌都是倾向于群居群居（物以类聚）（物以类聚）n n提问：提问：弱势生物的群居优势是什么？弱势生物的群居优势是什么？n生存状况提高，攻防具佳生存状况提高，攻防具佳n（攻）（攻）群居的细菌获得营养的能力大大高于游离群居的细菌获得营养的能力大大高于游离的细菌，的细菌，（防）（防）群居的细菌不易被天敌伤害，群居的细菌不易被天敌伤害，还能释放类似外激素的调节因子，使群体主动适还能释放类似外激素的调节因子，使群体主动适应环境的变化，可有性生殖；应环境的变化，可有性生殖；n团结就是力量团结就是力量从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。n n外界因素引起的外界因素引起的外界因素引起的外界因素引起的细菌数量的增加、停滞、衰细菌数量的增加、停滞、衰细菌数量的增加、停滞、衰细菌数量的增加、停滞、衰减等变化。减等变化。减等变化。减等变化。n n提问：提问：提问：提问：如何研究呢？如何研究呢？如何研究呢？如何研究呢？n n测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系细菌群体力量改变环境细菌群体力量改变环境通常都是将细菌群体作为研究对象，考察细菌群体的通常都是将细菌群体作为研究对象，考察细菌群体的生长规律生长规律“生、老、病、死生、老、病、死”。n n提问：细菌群的提问：细菌群的提问：细菌群的提问：细菌群的“生、老、病、死生、老、病、死生、老、病、死生、老、病、死”表现为何表现为何表现为何表现为何呢？呢？呢？呢？从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖主要内容：主要内容：微生物的生长繁殖概念微生物的生长繁殖概念 细菌的生长曲线细菌的生长曲线 微生物生长曲线在污（废）水生物处理中微生物生长曲线在污（废）水生物处理中的应用的应用 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一个微生物细胞合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用个体的生长原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。群体内各个个体的进一步生长群体的生长从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用化作用 异化作用时，生命个体的重量和体积不异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。断增大的过程。生长生长生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。过程。繁殖繁殖 群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程过程:群体生长群体生长=个体生长个体生长+个体繁殖个体繁殖一、微生物生长繁殖的概念一、微生物生长繁殖的概念从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。世代时间世代时间简称代时（简称代时（eneration time,G eneration time,G）：就是一个世代所需的时间，因而也就是群就是一个世代所需的时间，因而也就是群体细胞数目扩大体细胞数目扩大1倍所需的时间，有时也倍所需的时间，有时也被称为倍增时间。被称为倍增时间。单细胞微生物的世代时间：两次细胞分裂之间的时间。单细胞微生物的世代时间：两次细胞分裂之间的时间。多细胞生物的世代时间：两次繁殖之间的时间。多细胞生物的世代时间：两次繁殖之间的时间。世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度的快慢。世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度的快慢。不同种的微生物，其生长繁殖速度不同。原核微生物的繁殖不同种的微生物，其生长繁殖速度不同。原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。速度一般比真核微生物快。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。“生、老、病、死生、老、病、死”（根据投食方式）（根据投食方式）分分分批培养分批培养、连续式培养、连续式培养两种情况两种情况1.1.分批培养分批培养只只有有开开始始时时的的一一次次性性投投料料和和接接种种细细菌菌（其其余余时时间间细细菌菌根根据据环环境境变变化化自自行生灭）行生灭）（“坐吃山空型坐吃山空型”）应用应用：生理特性研究、生物发酵和生物治污生理特性研究、生物发酵和生物治污生理特性研究、生物发酵和生物治污生理特性研究、生物发酵和生物治污二、研究微生物生长的方法二、研究微生物生长的方法从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。将少量细菌的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基将少量细菌的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以以培养时间培养时间为横坐标，以为横坐标，以细菌增长数目的对数细菌增长数目的对数为纵坐标，绘为纵坐标，绘制所得的制所得的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。生长曲线的制作生长曲线的制作从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。细菌细菌纯培养纯培养生长曲线图生长曲线图生生 长长 速速 率率 静止期静止期 衰衰亡亡期期 细细菌菌数数目目的的对对数数值值 0时间时间t t总菌数总菌数总菌数总菌数活菌数活菌数活菌数活菌数 停停 滞滞 期期对对数数期期0 0+_ _时期的划分：按照生长速率常数（时期的划分：按照生长速率常数（growth race constantgrowth race constant）不同）不同从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（1 1）停滞期）停滞期特点：代谢活跃，特点：代谢活跃，个体体积、重量个体体积、重量增高。增高。不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，数量数量不变甚至减少不变甚至减少 细细 菌菌 停停 数数滞滞 目目期期 的的 对对 数数 值值 0时间时间t提问：为什么会出现停滞提问：为什么会出现停滞期呢？期呢？适应环境（合成相应的酶）适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复制合，营养储备（用于复制合成）成）？岗前培训岗前培训岗前培训岗前培训“万事开头难万事开头难”从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。菌种菌种：繁殖速度较快的菌种的停滞期一般较短；繁殖速度较快的菌种的停滞期一般较短；接种物菌龄接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其停滞期较短，用对数生长期的菌种接种时，其停滞期较短，甚至检查不到停滞期；甚至检查不到停滞期；接种量：一般来说，接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除停滞期；接种量增大可缩短甚至消除停滞期；培养基成分：培养基成分：在营养成分丰富的天然培养基上生长的停滞期比在在营养成分丰富的天然培养基上生长的停滞期比在合成培养基上生长时短；合成培养基上生长时短；接种后培养基成分有较大变化时，会使停滞期加长。接种后培养基成分有较大变化时，会使停滞期加长。影响停滞期长短的因素：影响停滞期长短的因素：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。提问：提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？对数期的细菌、静止期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌对数期的细菌、静止期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌后三种后三种静止期细胞静止期细胞静止期细胞静止期细胞基基基基本耗尽了各种本耗尽了各种本耗尽了各种本耗尽了各种辅酶或其他细辅酶或其他细辅酶或其他细辅酶或其他细胞成分胞成分胞成分胞成分受损细胞受损细胞受损细胞受损细胞养伤修复养伤修复养伤修复养伤修复富集培养基细富集培养基细富集培养基细富集培养基细菌需要菌需要菌需要菌需要合成合成合成合成“自力更生自力更生自力更生自力更生”酶酶酶酶从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。A在实际工作中如接种菌种以启动在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的停滞期，会出现或长或短的停滞期，采用处于采用处于高效菌群对数期的菌种高效菌群对数期的菌种、增大接种量增大接种量、尽量保、尽量保持持接种前后所处的培养介质和条件一致接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或等方法来缩短或消除停滞期。消除停滞期。提问：提问：我们可以通过哪些手段缩短停滞期呢？我们可以通过哪些手段缩短停滞期呢？A停滞期的出现会增加操作时停滞期的出现会增加操作时间，降低工作效率！间，降低工作效率！从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（2 2）对数期）对数期 细细 菌菌 数数 目目 的的 对对 对对 数数 数数 期期 值值 0时间时间t 如大肠杆菌在如大肠杆菌在20时其代时时其代时是是35条件下的条件下的2倍；倍；伤寒杆菌在含伤寒杆菌在含0.125的蛋白的蛋白胨培养基中的代时为胨培养基中的代时为800min，而在含，而在含1.0时仅为时仅为40min。特点：繁殖速度最快，特点：繁殖速度最快，代谢最旺盛，代时最短代谢最旺盛，代时最短应用：接种用的好种子应用：接种用的好种子 ；代谢、生理研究的好材料；代谢、生理研究的好材料提问：提问：细菌的代时与哪些因素有关？细菌的代时与哪些因素有关？n n 种类遗传、个体健康情况种类遗传、个体健康情况(营养、环营养、环境条件境条件)？（青年）（青年）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。G=(tG=(t2 2-t-t1 1)/n)/n =(t =(t2 2-t-t1 1)/3.322(lgX)/3.322(lgX2 2-lgX-lgX1 1)R=1/GR=1/G =3.322(lgX =3.322(lgX2 2-lgX-lgX1 1)/(t)/(t2 2-t-t1 1)X X2 2=X=X1 1 2 2n n 两边取对数：两边取对数：lgXlgX2 2=lgX=lgX1 1+nlg2 +nlg2 （lg2lg2=0.301）n=3.322(lgX2-lgX1)n=3.322(lgX2-lgX1)x2x1t1t2Lg细胞数/ml培养时间对数期对数期三个重要参数三个重要参数（1）繁殖代数）繁殖代数(n)（3）生长速率常数）生长速率常数(R)（2）代时）代时(G)从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（3 3）静止期）静止期（中年）（中年）特点：特点：出生率死亡率出生率死亡率微生物的微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢 细细 菌菌 停停 数数 滞滞 目目 期期 的的 对对 静止期静止期 对对 数数衰亡期衰亡期 数数 期期 值值 0 t 时间时间产生原因：产生原因：营养物尤其是生长营养物尤其是生长限制因子的耗尽；限制因子的耗尽；营养物的比例失调，营养物的比例失调，如碳氮比不合适如碳氮比不合适;有害代谢废物的积有害代谢废物的积累累（酸、醇、毒素等）（酸、醇、毒素等）物化条件物化条件（pH、氧化还、氧化还原势等）不合适原势等）不合适;从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（4 4）衰亡期）衰亡期（老年）（老年）特点：特点：生长速率负增长，生长速率负增长，群体中的活菌数目急剧下降，群体中的活菌数目急剧下降，死亡率出生率；死亡率出生率；细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型；细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型；蛋白水解酶活跃，出现蛋白水解酶活跃，出现菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势现为向下跌落的趋势；芽孢细菌芽孢大量释放。芽孢细菌芽孢大量释放。细细 菌菌 延延 数数 缓缓 目目 期期 的的 对对 稳定期稳定期 对对 数数 衰亡期衰亡期 数数 期期 值值 0 t 时间时间产生原因：产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡。继而导致菌体的死亡。？提问：提问：如何给细菌延年益寿呢？如何给细菌延年益寿呢？人人类类群群体体有有类类似似规规律律吗吗？n n如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的大灭绝污染物遍地而引发的大灭绝污染物遍地而引发的大灭绝污染物遍地而引发的大灭绝。n n自救自救节约、节育节约、节育防止防止防止防止“营养物消耗过快营养物消耗过快营养物消耗过快营养物消耗过快”，环保环保防止防止防止防止“有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制”。补营养、环保补营养、环保（去除环境（去除环境毒物）毒物）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.连续培养连续培养连续培养类型连续培养类型恒浊连续培养恒浊连续培养恒化连续培养恒化连续培养一方面连续进料，另一方面又连续出料。一方面连续进料，另一方面又连续出料。原理：原理：进料进料=补足营养补足营养(“污染物污染物”)出料出料=稀释菌浓度、毒物浓度稀释菌浓度、毒物浓度从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（1 1）恒浊连续培养）恒浊连续培养恒浊恒浊培养基浊度培养基浊度恒定（实质是细菌数恒定（实质是细菌数量恒定）量恒定）新鲜培养基新鲜培养基光电池光电池光源光源流速控制阀流速控制阀出出出出水水水水n n很少应用很少应用很少应用很少应用 反反反反馈馈馈馈控控控控制制制制从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。化化？新鲜培养基新鲜培养基流速控制阀流速控制阀出出出出水水水水n n应用：应用：应用：应用：环境工程、生物环境工程、生物工程、实验室研究工程、实验室研究（细菌（细菌生理特性研究、细菌的快速生理特性研究、细菌的快速筛选等筛选等）。）。流速恒定流速恒定流速恒定流速恒定进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量(2)(2)恒化连续培养恒化连续培养从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。目前目前,污水连续生物处理法均污水连续生物处理法均类似类似于于恒化连续培养恒化连续培养；（流速不完全恒定）（流速不完全恒定）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。不同的生物反应器不同的生物反应器，细细菌菌的的生生长长状状态态可能不同！可能不同！n 乃至同一乃至同一 反应反应器内器内不同位置处不同位置处三、三、污污(废废)水生物处理中的细菌生长状态水生物处理中的细菌生长状态从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。由由于于废废水水生生物物处处理理（活活性性污污泥泥）实实际际是是连连续续运运行行，其其微微生生物物生生长长规规律律不不同同于于分分批批培培养养时时的的规规律律，它它只只能是处于生长曲线的某一阶段。能是处于生长曲线的某一阶段。三、三、细菌的生长曲线在废水微生物处理的应用细菌的生长曲线在废水微生物处理的应用从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。活活细细菌菌数数目目对对数数对数期对数期稳定期稳定期适应期适应期衰亡期衰亡期活活细细菌菌重重量量从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。活细菌重量变化曲线活细菌重量变化曲线-活性污泥生长曲线活性污泥生长曲线曲线曲线：群体重量群体重量W(mgW(mg/l)l)时间时间t t 细菌内源呼吸细菌内源呼吸生长率上生长率上升阶段升阶段 及细菌大量死亡阶段及细菌大量死亡阶段 mg/L活活细细菌菌重重量量t0 时间时间曲线曲线tt点切线斜率值点切线斜率值=?tt重量增长速率重量增长速率 t t 生长率下生长率下降阶段降阶段从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。生长速率上升阶段生长速率上升阶段提问：提问：为什么培养初期细菌群体重量增长速率随时间不为什么培养初期细菌群体重量增长速率随时间不断增大？断增大？A.A.营养物丰富营养物丰富，细菌增殖；，细菌增殖；B.B.细菌在细胞内以糖原、油细菌在细胞内以糖原、油滴等形式滴等形式储存营养物，储存营养物，细菌细菌个体重量增大个体重量增大生长率生长率 生生上升阶段上升阶段 mg/mL0 时间时间t活活细细胞胞重重量量从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。生长速率下降阶段生长速率下降阶段提问：提问：为什么增长速率为什么增长速率较前较前下降了？下降了？生长率下生长率下 降阶段降阶段 mg/mL0 时间时间t活活细细胞胞重重量量n n营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降n n 这些限制性因素还不这些限制性因素还不是十分严重，细菌的代是十分严重，细菌的代谢速度变慢，没有停止谢速度变慢，没有停止n n代谢产物积累代谢产物积累代谢产物积累代谢产物积累对细菌的某些酶产生抑制对细菌的某些酶产生抑制对细菌的某些酶产生抑制对细菌的某些酶产生抑制从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。内源呼吸及死亡阶段内源呼吸及死亡阶段 内源呼吸内源呼吸+毒物浓度更高毒物浓度更高 （个体）瘦（个体）瘦死死 （群体）死亡率大于出生率（群体）死亡率大于出生率从曲线上反映为活细菌重量的进一步持续下降。从曲线上反映为活细菌重量的进一步持续下降。提问：提问：此时细菌的出生率是否为零呢？为什么？此时细菌的出生率是否为零呢？为什么？不是，利用死亡细菌的残体营养不是，利用死亡细菌的残体营养(“(“化做红泥更护花或人吃人化做红泥更护花或人吃人化做红泥更护花或人吃人化做红泥更护花或人吃人”)”)n n各种生物具有类似的规律各种生物具有类似的规律各种生物具有类似的规律各种生物具有类似的规律从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。连续生物处理中的细菌状态表连续生物处理中的细菌状态表 细菌的生细菌的生长阶段长阶段应用举例应用举例特点特点停滞期停滞期无无连续化稳定操作中没有这一阶段连续化稳定操作中没有这一阶段对数期对数期高负荷活性污泥高负荷活性污泥法法(大部分区域大部分区域)静止期静止期生物膜法生物膜法常规活性污泥法常规活性污泥法(大部分区域大部分区域)生长繁殖快，代谢活力强，能大量生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中有机物。去除废水中有机物。（缺点是细菌缺点是细菌表面的粘液层和荚膜尚未形成，运表面的粘液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质有团，沉淀性能差，致使出水水质有机物浓度相对较高机物浓度相对较高）衰亡期衰亡期低浓度污水延时低浓度污水延时曝气法曝气法污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化营养物浓度过低，难以满足其他阶营养物浓度过低，难以满足其他阶段细菌的生长需要段细菌的生长需要虽然比对数生长期的差，但仍有相虽然比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，细菌体内积累了大当的代谢活力，细菌体内积累了大量贮存物，如异染粒、聚量贮存物，如异染粒、聚-羟基羟基丁酸等，体表的粘液层和荚膜强化丁酸等，体表的粘液层和荚膜强化了细菌的生物吸附能力，了细菌的生物吸附能力，自我絮自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。分离效果好，出水水质好。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。进水进水进水进水对数期对数期静止期静止期衰亡期衰亡期n平平推推流流式式活活性性污污泥泥法法 占优势占优势从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。活性污泥微生物的增殖曲线活性污泥微生物的增殖曲线 在温度适宜，溶解氧充足、在温度适宜，溶解氧充足、营养物质一次充分投加，微营养物质一次充分投加，微生物种群随时间以量表示增生物种群随时间以量表示增殖和衰减动态。殖和衰减动态。活性污泥微生物的增殖规律活性污泥微生物的增殖规律从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.1.适应期适应期:a:a 2.2.对数增长期对数增长期:（abab）活性污泥增长曲线的四个阶段活性污泥增长曲线的四个阶段从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.3.减速增长期减速增长期（bcbc）4.4.内源呼吸期（内源呼吸期（cdcd）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第二节第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子 适宜环境适宜环境：微生物能正常地进行生命活动微生物能正常地进行生命活动不适宜环境不适宜环境：微生物的正常生命活动受到抑制微生物的正常生命活动受到抑制或被迫暂时改变原有的一些特征。或被迫暂时改变原有的一些特征。恶劣环境恶劣环境：微生物死亡或发生遗传变异微生物死亡或发生遗传变异。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、温度一、温度 微生物的生长要求有一定的温度范围：微生物的生长要求有一定的温度范围：最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度。最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度。根根据据细细菌菌最最适适生生长长温温度度的的不不同同，可可把把细细菌菌分分为为：嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌和嗜超热菌。嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌和嗜超热菌。大多数菌为嗜中温菌。大多数菌为嗜中温菌。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。温度对微生物生长速率的影响温度对微生物生长速率的影响从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。废废水水中中的的细细菌菌一一般般都都是是嗜嗜中中温温菌菌，最最适适温温度度多多在在3030左右左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。嗜冷菌和嗜热菌占少数。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。低温型微生物（低温型微生物（嗜冷微生物）嗜冷微生物）:最适生长温度在最适生长温度在5 5-15,-15,主要分布在地球的两极、冷泉、主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。深海、冷冻场所及冷藏食品中。例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷藏例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷藏食品的腐败。食品的腐败。在低温下生长的机理：在低温下生长的机理：具备低温活性酶具备低温活性酶 细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。高温型微生物：高温型微生物：最适生长温度为最适生长温度为45-55,45-55,主要分布在温泉、堆肥和土壤中。主要分布在温泉、堆肥和土壤中。在高温下能生长的原因：在高温下能生长的原因：酶蛋以及核糖体有较强的抗热性酶蛋以及核糖体有较强的抗热性核酸具有较高的热稳定性（核酸具有较高的热稳定性（核酸中核酸中G+CG+C含量高（含量高（tRNAtRNA），），可提供形成氢键，增加热稳定性可提供形成氢键，增加热稳定性 ）。）。细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。晶状态。细胞生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高细胞生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高温造成的破坏。温造成的破坏。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、二、pH 常常见见的的四四大大类类微微生生物物中中，对对pHpH的的最最适适（范范围围）细菌：细菌：6.5-7.56.5-7.5（4-104-10）；）；放线菌：放线菌：7-87-8（5-105-10）；）；霉菌：霉菌：3-63-6（1.5-101.5-10）；）；酵母菌：酵母菌：5-65-6（1.5-101.5-10）。）。微生物对微生物对pHpH的要求存在最高、最低和最适三个点。的要求存在最高、最低和最适三个点。在废水生物处理中，在废水生物处理中，pHpH一般在一般在6.5-8.56.5-8.5（6-96-9）。生物处。生物处理的主体是细菌，它要求理的主体是细菌，它要求pHpH略为偏碱。过高的略为偏碱。过高的pHpH会使原生会使原生动物呆滞，菌胶团解体，影响去除效果，而过低的动物呆滞，菌胶团解体，影响去除效果，而过低的pHpH，会，会使霉菌大量繁殖，造成污泥膨胀。使霉菌大量繁殖，造成污泥膨胀。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸以乙酸的吸收为例，以乙酸的吸收为例，细菌表面带有电荷，细菌表面带有电荷，细菌表面带有电荷，细菌表面带有电荷，如如如如“”1.1.影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性从而影响营养物的正常吸收与转运影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性从而影响营养物的正常吸收与转运2.2.影响营养物的解离与吸收影响营养物的解离与吸收外界外界pH对微生物生长的影响对微生物生长的影响从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。某某些些细细菌菌，例例如如氧氧化化铁铁硫硫杆杆菌菌和和其其他他极极端端嗜嗜酸酸茵茵，需需在在酸酸性性环环境境中中生活，其最适生活，其最适pHpH为为3 3，在，在pHpH为为1 15 5时仍可生活。时仍可生活。各各种种工工业业废废水水通通常常设设前前调调节节池池，维维持持曝曝气气池池pH7pH7左右。左右。事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，pHpH在在6 65 58 85 5均均可可不加调节不加调节。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。三、氧化还原电位三、氧化还原电位三、氧化还原电位三、氧化还原电位（ORPORPORPORP)某某物物质质与与氢氢电电极极构构成成原原电电池池时时的的电电压压高高低低,反反映该物质氧化性强弱。映该物质氧化性强弱。提问：提问：pH7.0,30pH7.0,30条件条件下饱和下饱和Fe3+Fe3+溶液中测得溶液中测得的电压值为的电压值为0.771,0.771,该该值代表什么？值代表什么？Fe3+/Fe2+Fe3+/Fe2+的氧化还原的氧化还原电位为电位为+0.771+0.771从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？pHpHpHpH测测测测定定定定仪仪仪仪mvmvmvmv档档档档，其其其其中中中中一一一一个个个个惰惰惰惰性性性性的的的的铂铂铂铂丝丝丝丝电电电电极极极极与与与与一一一一个个个个参参参参比比比比电极（如甘汞电极）电极（如甘汞电极）电极（如甘汞电极）电极（如甘汞电极）提问：提问：提问：提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？影响水样氧化还原电位的因素有哪些？影响水样氧化还原电位的因素有哪些？影响水样氧化还原电位的因素有哪些？氧化性物质氧化性物质氧化性物质氧化性物质（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）与还原性物质与还原性物质与还原性物质与还原性物质（有机（有机（有机（有机物、物、物、物、HH2 2S S等）等）等）等）的含量的含量的含量的含量从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3、Eh的改变方法的改变方法 降低降低Eh 除除氧氧及及向向培培养养基基中中添添加加还还原原性性物物质质：H2S、抗抗坏坏血血酸酸、含含巯基化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等）巯基化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等）升高升高Eh 通空气或氧及向培养基中添加氧化性物质：通空气或氧及向培养基中添加氧化性物质：Fe(OH)3等等 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。好氧活性污泥法好氧活性污泥法控制在控制在200200600mV600mV是正常的是正常的提问：过低过高如何调节？提问：过低过高如何调节？改变曝气力度改变曝气力度 厌氧污泥或污水处理系统应厌氧污泥或污水处理系统应控制控制在在-100-100-200mV.-200mV.过高，将不利于厌氧细菌的过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。溶解氧量。应用应用从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。四、溶解氧四、溶解氧 微生物可分为：好氧微生物、兼性厌氧微生微生物可分为：好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微物和厌氧微生物。生物。1 1好氧微生物（专性好氧和微量好氧）好氧微生物（专性好氧和微量好氧）O O2 2的的作作用用有有两两个个，一一是是作作为为最最终终电电子子受受体体，二二是是参参与与甾甾醇醇类类和不饱和脂肪酸的合成。和不饱和脂肪酸的合成。微微生生物物只只能能利利用用溶溶解解于于水水中中的的O O2 2，即即溶溶解解氧氧（DODO）。DODO与与水水温、大气压等因素有关，温度越高，氧的溶解度越小。温、大气压等因素有关，温度越高，氧的溶解度越小。在在好好氧氧生生物物处处理理中中，DODO是是个个十十分分重重要要的的因因子子，要要求求提提供供充充足足的氧，一般曝气池中的的氧，一般曝气池中的DODO要求控制在要求控制在3-4mg/L3-4mg/L。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 2兼性微生物兼性微生物 即即能能在在有有氧氧条条件件下下生生存存，又又能能在在无无氧氧条条件件下下生生存存。但但两两者所表现的生理状态是很不同的。者所表现的生理状态是很不同的。如酵母菌。如酵母菌。3 3厌氧微生物（专性厌氧和耐氧厌氧微生物（专性厌氧和耐氧)只有在无氧条件下才能生存。对于专性厌氧微生物，要只有在无氧条件下才能生存。对于专性厌氧微生物，要求绝对无氧的条件，氧的存在会使微生物死亡，求绝对无氧的条件，氧的存在会使微生物死亡，如产甲烷如产甲烷菌菌;另一些厌氧微生物另一些厌氧微生物(也叫耐氧微生物），氧的存在与否也叫耐氧微生物），氧的存在与否对它没有影响，既不利用氧，也不中毒。对它没有影响，既不利用氧，也不中毒。如乳酸菌。如乳酸菌。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。专性好氧菌专性好氧菌 好氧菌好氧菌 微好氧菌微好氧菌 兼性厌氧菌兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌耐氧厌氧菌 厌氧菌厌氧菌 (专性专性)厌氧菌厌氧菌从使用情