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单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化生存因子生存因子温度、温度、DODO、pHpH、渗透压、有毒有害物质、渗透压、有毒有害物质学会扬（益生菌）抑（病菌）学会扬（益生菌）抑（病菌）第1页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。其生命形式的一种生理过程。2.2.营养物质营养物质: :能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质。的物质。3.新陈代谢：微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将新陈代谢：微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。基本概念基本概念1.1.营养营养: :微生物获得和利用营养物质的过程。微生物获得和利用营养物质的过程。微生物的营养微生物的营养P50第2页/共125页环环境工程微生物境工程微生物学学第3页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化一、微生物的化学组成一、微生物的化学组成主要元素主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、铁、镁等碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、铁、镁等微量元素微量元素：铜、锌、锰、钼、硒、钴等铜、锌、锰、钼、硒、钴等微生物体内的微生物体内的7090为水，剩下的为干物质。为水，剩下的为干物质。干物质，则主要为有机物和无机物组成。其中，有机物约干物质，则主要为有机物和无机物组成。其中，有机物约占干重的占干重的90%97,主要为蛋白质、核酸、糖和脂肪。主要为蛋白质、核酸、糖和脂肪。其中，其中，C、H、O、N是所有生物的有机元素。是所有生物的有机元素。P51表表3-1第4页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 二、微生物的营养二、微生物的营养五大要素五大要素：水、碳源、氮源、生长因子、无机盐。水、碳源、氮源、生长因子、无机盐。六大要素六大要素：水、能源水、能源 、碳源、氮源、生长因子、无机盐。、碳源、氮源、生长因子、无机盐。第5页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 1.1.水水水是微生物本身组分；溶剂；有利于对营养的吸收；水是微生物本身组分；溶剂；有利于对营养的吸收；生化反应在溶液中进行。生化反应在溶液中进行。第6页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 2. 2.碳源碳源 在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。 C素构成细胞及代谢产物的骨架素构成细胞及代谢产物的骨架 C素是大多数微生物代谢所需的能量来源素是大多数微生物代谢所需的能量来源 对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。源功能营养物。 （1 1）碳源功能）碳源功能第7页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化（2 2）碳源的种类）碳源的种类微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、烃、COCO2 2及碳酸盐等。及碳酸盐等。微生物最好的碳源是糖尤其是葡萄糖、蔗糖。微生物最好的碳源是糖尤其是葡萄糖、蔗糖。第8页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化碳源碳源有机碳有机碳无机碳无机碳异养微生物异养微生物自养微生物自养微生物光能自养光能自养化能自养化能自养光能异养光能异养化能异养化能异养（3 3）根据碳源划分营养类型）根据碳源划分营养类型第9页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。营养物质称为氮源。3.氮源氮源（1 1）氮源的功能）氮源的功能为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源的主氮源的主 要作用是为蛋白质的合成提供原料。要作用是为蛋白质的合成提供原料。氮源一般不做能源。氮源一般不做能源。第10页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化氮源氮源氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质核核 酸酸尿尿 素素有机氮有机氮无机氮无机氮硝酸盐硝酸盐铵铵 盐盐NH3N2（2 2）氮源的种类）氮源的种类第11页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化（3）根据氮源的要求不同对微生物的分类）根据氮源的要求不同对微生物的分类a.固氮微生物固氮微生物利用空气中的利用空气中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白质。合成自身所需的氨基酸及蛋白质。代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌。代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌。b.以无机氮化物为氮源的微生物以无机氮化物为氮源的微生物利用利用NH3、铵盐、硝盐、亚硝盐为氮源。、铵盐、硝盐、亚硝盐为氮源。代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等。代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等。第12页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化c.以某种氨基酸为氮源的微生物以某种氨基酸为氮源的微生物也为异养微生物，不能利用无机氮合成蛋白质，只会也为异养微生物，不能利用无机氮合成蛋白质，只会利用现成的氨基酸合成。利用现成的氨基酸合成。代表：乳酸菌、丙酸细菌等。代表：乳酸菌、丙酸细菌等。d.以分解蛋白质而获得氮源的微生物以分解蛋白质而获得氮源的微生物把蛋白质分解后，形成把蛋白质分解后，形成NH3、氨基酸和肽，然后根据自、氨基酸和肽，然后根据自己所需再次形成蛋白质。己所需再次形成蛋白质。代表：氨化细菌、霉菌、酵母菌等。代表：氨化细菌、霉菌、酵母菌等。第13页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化4.无机盐无机盐作用作用1.1.细胞组成部分；细胞组成部分；2.2.参与微生物中氨基酸和酶的组成；参与微生物中氨基酸和酶的组成；3.3.调节渗透压、调节渗透压、pHpH、氧化还原电位；、氧化还原电位；4.4.能源；能源；P P和和S S、FeFe、MgMg的需求量的需求量较较大大第14页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化1 1）P PP P对于微生物的作用很重要，所有的微生物都需要磷源。对于微生物的作用很重要，所有的微生物都需要磷源。a.a.合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷物质的重要元素。合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷物质的重要元素。b.b.是一些辅酶的组成部分。如：是一些辅酶的组成部分。如：NADNAD、ATPATP、ADPADP等。等。c.c.在磷酸化中起作用。在磷酸化中起作用。d.d.高能磷酸键。高能磷酸键。e.e.缓冲剂。缓冲剂。2 2）S SS S是一些氨基酸的组分，一般为硫氢基（是一些氨基酸的组分，一般为硫氢基（SHSH）的形式。）的形式。S S及硫化物是好氧微生物的能源。及硫化物是好氧微生物的能源。第15页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化5.生长因子生长因子生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。足机体生长需要的有机化合物。生长因子主要有：维生素生长因子主要有：维生素C、B维生素、氨基酸、维生素、氨基酸、碱基对等。碱基对等。 第16页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第17页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化三、营养类型三、营养类型异养型生物异养型生物自养型生物自养型生物1.生长所需的生长所需的营养物质营养物质2.生长过程中生长过程中能量的来源能量的来源光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型第18页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化1.1.光能无机自养型光能无机自养型2.2.光能有机异养型光能有机异养型3.3.化能无机自养型化能无机自养型4.4.化能有机异养型化能有机异养型根据碳源、能源的不同根据碳源、能源的不同，可将微生物分为：可将微生物分为：第19页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化培养基培养基：人工根据微生物得营养要求，将：人工根据微生物得营养要求，将水、碳源、氮源、水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等物质按照一定得比例无机盐、生长因子等物质按照一定得比例配制的，用以培配制的，用以培养微生物（生长繁殖或产生代谢产物）的营养基质。养微生物（生长繁殖或产生代谢产物）的营养基质。培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础。培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础。任何培养基都应该为微生物生长提供营养要素。任何培养基都应该为微生物生长提供营养要素。四、微生物的培养基四、微生物的培养基第20页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化(一一)配置培养基的原则配置培养基的原则目的明确目的明确营养协调营养协调理化条件适宜理化条件适宜经济节约经济节约无无 菌菌实验实验室培室培养养的第一原的第一原则则。活性活性污污泥培泥培养养无法避免。无法避免。根据不同的微生物的营养根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。要求配制针对强的培养基。培养基中营养物质浓度合适培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营时微生物才能生长良好，营养物质浓度过低不利于生长，养物质浓度过低不利于生长，浓度过高时则可能对微生物浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。生长起抑制作用。污泥培养污泥培养C:N:P=100C:N:P=100：5 5：1 1，可考虑些微量元素可考虑些微量元素主要是温度、主要是温度、pHpH。通常培养条件：通常培养条件：细菌与放线菌：细菌与放线菌：pH77.5pH77.5酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌：pH4.56pH4.56为了维持培养基为了维持培养基pHpH的相对恒的相对恒定，通常在培养基中加入缓定，通常在培养基中加入缓冲剂，如冲剂，如K K2 2HPOHPO4 4、(NH(NH4 4) )2 2SO4SO4或在进行工业发酵时补加酸、或在进行工业发酵时补加酸、碱。碱。有些缓冲剂既可调节有些缓冲剂既可调节pHpH也是也是营养物质。营养物质。污泥培养：污泥培养：温度、温度、pHpH、DODO控制。控制。第21页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化(二二) 、培养基的类型及应用、培养基的类型及应用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。将培养分成多种类型。按成分不同划分按成分不同划分含用化学成分还不清楚或化含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物学成分不恒定的天然有机物牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基汁培养基化学成分完全了解的物质配化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。制而成的培养基。天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基复合培养基复合培养基无机物无机物+ +有机物有机物第22页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化按物理状态不同划分按物理状态不同划分在液体培养基中加入琼脂含量，一般在液体培养基中加入琼脂含量，一般为为1.5%1.5%2.0%2.0%琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.3%0.5%不加任何不加任何凝固剂凝固剂液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基半固体培养基半固体培养基第23页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化用来将某种或某类微生物从混杂的用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基微生物群体中分离出来的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基在基础培养基中加入某些特殊营养物在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基质制成的一类营养丰富的培养基基础培养基基础培养基鉴别培养基鉴别培养基选择培养基选择培养基加富培养基加富培养基按用途不同划分按用途不同划分牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基培养基第24页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 污污泥培泥培养阶养阶段段 参参考加富培考加富培养养第25页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化选择培养基：选择培养基：利用微生物对某些物质的敏感程度不同，在培养基中加利用微生物对某些物质的敏感程度不同，在培养基中加入一些敏感物质，这样就可以利用这些物质来抑制非目入一些敏感物质，这样就可以利用这些物质来抑制非目的性微生物的生长，从而使得所需的微生物大量繁殖。的性微生物的生长，从而使得所需的微生物大量繁殖。如：在培养基中有革兰氏阴性菌也有革兰氏阳性菌，如：在培养基中有革兰氏阴性菌也有革兰氏阳性菌，想培养的是革兰氏阴性菌，就可以加入想培养的是革兰氏阴性菌，就可以加入胆汁酸盐胆汁酸盐，抑制，抑制阳性菌的繁殖。阳性菌的繁殖。第26页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第27页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化鉴别培养基：鉴别培养基：利用几种细菌对某一物质的分解能力不同，借助指示利用几种细菌对某一物质的分解能力不同，借助指示剂的显色不同进行菌种鉴别和区分的培养基。剂的显色不同进行菌种鉴别和区分的培养基。如：大肠杆菌中的大肠埃希氏菌、枸橼酸盐杆菌、产如：大肠杆菌中的大肠埃希氏菌、枸橼酸盐杆菌、产气杆菌、副大肠杆菌四个，对乳糖的分解能力不同。气杆菌、副大肠杆菌四个，对乳糖的分解能力不同。副大肠杆菌不能分解；副大肠杆菌不能分解；大肠埃希氏菌最强，菌落呈紫红色且带金属光泽；大肠埃希氏菌最强，菌落呈紫红色且带金属光泽；枸橼酸盐杆菌次之，菌落呈紫红色或深红色；枸橼酸盐杆菌次之，菌落呈紫红色或深红色；产气杆菌最低，菌落呈淡红色。产气杆菌最低，菌落呈淡红色。第28页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 微生物的所有营养和代谢活动必须在酶的参与下才微生物的所有营养和代谢活动必须在酶的参与下才能正常进行。能正常进行。 酶的概念酶的概念: :是动植物、微生物等生物合成的，催化生物化学反是动植物、微生物等生物合成的，催化生物化学反应的、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。应的、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。 微生物的酶微生物的酶 p63p63第29页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化酶的组成有两类：酶的组成有两类：1.1.单成分酶，只含蛋白质；单成分酶，只含蛋白质；2.2.全酶，除了蛋白质，还含有辅助因子，如：小分子有全酶，除了蛋白质，还含有辅助因子，如：小分子有机物（不含氮）、金属离子等。机物（不含氮）、金属离子等。全酶的所有组分必须齐全，缺一不可，否则就会失去本全酶的所有组分必须齐全，缺一不可，否则就会失去本有活性。有活性。一、酶的组成一、酶的组成 第30页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化微生物微生物的酶的酶单成分酶单成分酶全酶全酶酶蛋白酶蛋白+ +有机物有机物 脱氢酶脱氢酶酶蛋白酶蛋白+ +金属离子金属离子 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶 酶蛋白酶蛋白+ +有机物有机物+ +金属离子金属离子 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶水解酶水解酶 第31页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化酶的各组分的功能：酶的各组分的功能：1.1.酶蛋白起加速反应作用；酶蛋白起加速反应作用；2.2.其他辅酶、辅基传递电子、原子和化学集团；其他辅酶、辅基传递电子、原子和化学集团；3.3.金属离子除传递电子，还起激活剂作用。金属离子除传递电子，还起激活剂作用。辅酶辅基：辅酶辅基：FeFe2+2+、NADNAD、NADPNADP、FADFAD、FMNFMN等。等。 辅酶与辅基的区别只在于它们与酶蛋白结合的牢固程辅酶与辅基的区别只在于它们与酶蛋白结合的牢固程度不同，并无严格的界限。前者与蛋白质结合的较松度不同，并无严格的界限。前者与蛋白质结合的较松弛，后者则结合较紧。弛，后者则结合较紧。 第32页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化二二、酶酶蛋蛋白白的的结结构构 第33页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 三、酶的分类和命名三、酶的分类和命名1. 1.按照催化反应的类型：按照催化反应的类型：水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合成酶。成酶。a. a.水解酶：催化大分子有机物水解成小分子。水解酶：催化大分子有机物水解成小分子。AB+HAB+H2 2O AOH+BHO AOH+BHb.b.氧化还原酶：催化物质的氧化还原反应。氧化还原酶：催化物质的氧化还原反应。AHAH2 2+B A+BH+B A+BH2 2 第34页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化乳酸乳酸 第35页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化c. c.转移酶：催化底物基团转移到另一个有机物上。转移酶：催化底物基团转移到另一个有机物上。AR+B A+BRAR+B A+BRR:R:氨基、醛基、酮基、磷酸基氨基、醛基、酮基、磷酸基d.d.异构酶：催化同分异构体的基团重新排列。异构酶：催化同分异构体的基团重新排列。A AA A如：葡萄糖形成为果糖。如：葡萄糖形成为果糖。 第36页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化e. e.裂解酶：催化底物烈解为小分子有机物。裂解酶：催化底物烈解为小分子有机物。A C+BA C+Bf. f.合成酶：催化底物的合成反应。合成酶：催化底物的合成反应。A+B+ATP AB+ADP+PiA+B+ATP AB+ADP+Pi 第37页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化2.2.按照酶在细胞的位置：按照酶在细胞的位置：胞内酶（大部分）、胞外酶、表面酶胞内酶（大部分）、胞外酶、表面酶3.3.按照催化的底物：按照催化的底物：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶 第38页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 四、酶的催化特性四、酶的催化特性 1. 1.酶和一般催化剂的比较酶和一般催化剂的比较共性：共性：(1)(1)用量少而催化效率高。用量少而催化效率高。(2)(2)仅能改变化学反应的速度。仅能改变化学反应的速度。 2.2.酶作为生物催化剂的特性酶作为生物催化剂的特性 第39页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 2.2.酶作为生物催化剂的特性酶作为生物催化剂的特性(1)(1)催化效率高：催化效率高：反应速度是无酶催化或普通人造催化剂反应速度是无酶催化或普通人造催化剂催化反应速度的催化反应速度的10103 3次方至次方至10101010次方倍。次方倍。如：在同样条件下，只是催化剂不同，催化如：在同样条件下，只是催化剂不同，催化H2O2H2O2分解分解, ,用用H H2 2OO2 2酶酶1 1秒可催化秒可催化10105 5molmol，用，用FeclFecl3 3，1 1秒只催化秒只催化1010-5-5 mol mol。(2)(2)反应条件温和：反应条件温和：常温、常压、中性。常温、常压、中性。(3)(3)敏感性：敏感性：对环境条件极为敏感，酶容易失活对环境条件极为敏感，酶容易失活 。 第40页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 (4)(4)酶的作用具有高度的专一性酶的作用具有高度的专一性 一种酶只能催化一种或一类反应。一种酶只能催化一种或一类反应。 第41页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化当酶浓度一定，底物浓度较低时当酶浓度一定，底物浓度较低时结果：反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。结果：反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。第42页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化当酶浓度一定，底物浓度高达一定程度当酶浓度一定，底物浓度高达一定程度结果：反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应。结果：反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应。第43页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化酶浓度一定，底物浓度的不断增高酶浓度一定，底物浓度的不断增高结果：反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。结果：反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。第44页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化通过下列反应：通过下列反应： k1 k3E + SE + S ES E + PE + P k2酶酶 底物底物 中间产物中间产物 酶酶 最终产物最终产物第45页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 得出米门公式得出米门公式（酶促反应方程式）（酶促反应方程式）max3SKSvSKSEkvmm 第46页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 从米门公式可知，酶促反应速度与从米门公式可知，酶促反应速度与EE和和SS有关。实际上，也要受到温度、有关。实际上，也要受到温度、pHpH、激活剂、抑、激活剂、抑制剂的影响。制剂的影响。 1.E1.E对酶促反应的影响对酶促反应的影响理论：酶促反应速度与理论：酶促反应速度与EE成正成正比，即当比，即当SS足够大时，足够大时，EE越越大，酶促反应速度越快。大，酶促反应速度越快。实际：当实际：当EE达到一定浓度时，达到一定浓度时，酶促反应速度就趋于平缓。酶促反应速度就趋于平缓。Ev酶浓度与酶浓度与v v的关系的关系 五五、影响酶活力的因素、影响酶活力的因素第47页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化2.S2.S对酶促反应的影响对酶促反应的影响当当EE为定值，且为定值，且SS从零逐渐增大时，酶促反应与从零逐渐增大时，酶促反应与SS成成正比。但当所有的正比。但当所有的E E变成了变成了EPEP后，即使再增加后，即使再增加SS，酶促，酶促反应速度也不会增加。反应速度也不会增加。 第48页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化3.3.温度对酶促反应的影响温度对酶促反应的影响酶在最佳适应范围内，活性最高，酶促反应速度最大。酶在最佳适应范围内，活性最高，酶促反应速度最大。但并不是温度越高越好，有一个适应的范围。温度每但并不是温度越高越好，有一个适应的范围。温度每升高升高1010，酶促反应速度提高，酶促反应速度提高1 12 2倍。倍。用用Q Q1010表示，通常在表示，通常在1.41.42.02.0之间。之间。 第49页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化温度过高会破坏酶蛋白，温度过高会破坏酶蛋白，造成变性；造成变性；温度过低会使酶作用降低温度过低会使酶作用降低或停止，但可以恢复。或停止，但可以恢复。不同微生物的温度适应范围不同。不同微生物的温度适应范围不同。温温度度与与酶促反酶促反应应速度速度 第50页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化4 4pHpH对酶促反应的影响对酶促反应的影响 存在存在: :最高、最适、最低。最高、最适、最低。酶在最适酶在最适pHpH范围内表现出活性，大于或小于最适范围内表现出活性，大于或小于最适pHpH，都，都会降低酶活性。会降低酶活性。 pHpH与与酶促反酶促反应应速度速度 第51页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化5.5.激活剂对酶促反应的影响激活剂对酶促反应的影响能够对酶其激活作用的物质称为激活剂。如：能够对酶其激活作用的物质称为激活剂。如：FeFe2+2+、CuCu2+2+、BrBr、SOSO4 42-2-、维生素等。、维生素等。某些酶必须在加入激活剂后才会真正表现出催化性能或某些酶必须在加入激活剂后才会真正表现出催化性能或增强催化性能。增强催化性能。微生物体内有的酶虽然形成了，但并不起催化作用，称微生物体内有的酶虽然形成了，但并不起催化作用，称为酶原。当加入了催化剂后才会表现为催化作用。为酶原。当加入了催化剂后才会表现为催化作用。 第52页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化6.6.抑制剂对酶促反应的影响抑制剂对酶促反应的影响有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。如：重金属离子如：重金属离子AgAg+ +、HgHg2+2+、H H2 2S S等。等。 第53页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化补充：酶的应用补充：酶的应用1. 1.皮革脱毛皮革脱毛传统方式：灰碱法（生石灰和硫化钠）传统方式：灰碱法（生石灰和硫化钠）缺点：污染、劳动强度大、效率低。缺点：污染、劳动强度大、效率低。蛋白酶法：蛋白酶分解蛋白酶法：蛋白酶分解优点：效率高、劳动条件好；无污染。优点：效率高、劳动条件好；无污染。2.2.生物制浆生物制浆利用微生物的酶分解原料中的木质素，形成纤利用微生物的酶分解原料中的木质素，形成纤维素用于造纸。维素用于造纸。 第54页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化同化同化作用作用新陈新陈代谢代谢异化异化作用作用细胞物质合成（营养被转变为机体组分）细胞物质合成（营养被转变为机体组分）产生能量产生能量需要能量需要能量营养物质分解营养物质分解微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢 p p6666第55页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化一、产能代谢与呼吸的关系一、产能代谢与呼吸的关系呼吸本质：氧化还原的统一过程。其中有能量的产生呼吸本质：氧化还原的统一过程。其中有能量的产生与转移。与转移。呼吸类型：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸呼吸类型：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸在呼吸过程中，都会发生电子转移。提供电子的物质在呼吸过程中，都会发生电子转移。提供电子的物质被氧化，接受电子的物质被还原。被氧化，接受电子的物质被还原。所谓的产能代谢就是通过三种呼吸来实现的。所谓的产能代谢就是通过三种呼吸来实现的。第56页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化ATPATP生物能量转移中心生物能量转移中心物质氧化放出能量物质氧化放出能量 细胞合成需要能量细胞合成需要能量ATPATP含有高能磷酸键（含有高能磷酸键（31.4KJ31.4KJ），但仅是能量的暂时贮），但仅是能量的暂时贮存物质，如果能量确实过剩，不能用存物质，如果能量确实过剩，不能用ATPATP，而用其他内，而用其他内含颗粒来长期贮存。含颗粒来长期贮存。第57页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化二、呼吸类型二、呼吸类型根据最终电子受体可将微生物呼吸分为：根据最终电子受体可将微生物呼吸分为：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸三种。发酵、好氧呼吸、无氧呼吸三种。( (一一) ) 发酵发酵概念：不存在外在的电子受体，底物进行部分氧化，用概念：不存在外在的电子受体，底物进行部分氧化，用氧化产物作为最终电子受体。氧化产物作为最终电子受体。这个过程，能量有少量释放，多数仍保留在产物中。这个过程，能量有少量释放，多数仍保留在产物中。以葡萄糖为例，讲解发酵。以葡萄糖为例，讲解发酵。葡萄糖被分解的过程称为葡萄糖被分解的过程称为糖酵解过程，也叫糖酵解过程，也叫EMPEMP过程。过程。第58页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化糖酵解分为两大步骤：糖酵解分为两大步骤：1.1.预备反应预备反应不发生氧化还原反应。产物是不发生氧化还原反应。产物是3 3磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。2.2.氧化还原反应氧化还原反应产生产生ATPATP，产物为丙酮酸，进一步发酵可产生乙醇和，产物为丙酮酸，进一步发酵可产生乙醇和COCO2 2。第59页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第60页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化整个过程，整个过程，1mol1mol葡萄糖产生葡萄糖产生4molATP4molATP，用去，用去2mol2mol，净剩，净剩2molATP2molATP，即产生能量，即产生能量2 231.4KJ31.4KJ62.8KJ62.8KJ。丙酮酸是微生物糖酵解的必然产物，如果进一步发酵，可丙酮酸是微生物糖酵解的必然产物，如果进一步发酵，可形成多种产物。形成多种产物。发酵分为很多类型：如乙醇发酵；混合酸发酵等。发酵分为很多类型：如乙醇发酵；混合酸发酵等。看图可知：看图可知：第61页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化（二）好氧呼吸（二）好氧呼吸电子受体为电子受体为O O2 2，底物被彻底的完全氧化成，底物被彻底的完全氧化成COCO2 2和和H H2 2O O，并有，并有大量大量ATPATP产生。产生。在好氧呼吸过程中，电子并不是直接传递给在好氧呼吸过程中，电子并不是直接传递给O O2 2，而是先，而是先转移给转移给NADNAD，成为，成为NADHNADH2 2，然后，然后NADHNADH2 2被氧化后，电子传递被氧化后，电子传递给电子传递体系，最后由电子传递体系转给给电子传递体系，最后由电子传递体系转给O O2 2。得到电子的得到电子的O O2 2与与H H结合形成结合形成H H2 2O O。第62页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化仍然以葡萄糖为例子，讲解好氧呼吸过程。仍然以葡萄糖为例子，讲解好氧呼吸过程。葡萄糖的好氧呼吸分为两个阶段：葡萄糖的好氧呼吸分为两个阶段：1. 1.糖酵解阶段糖酵解阶段 形成丙酮酸，即形成丙酮酸，即EMPEMP途径酵解阶段；途径酵解阶段；2.2.丙酮酸有氧分解阶段丙酮酸有氧分解阶段 三羧酸循环（三羧酸循环（TCATCA循环）阶段。循环）阶段。第63页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第64页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第65页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第66页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化好氧呼吸分为两种：外源呼吸和内源呼吸。好氧呼吸分为两种：外源呼吸和内源呼吸。外源呼吸：外源呼吸：正常条件下的呼吸，利用外界营养、能源正常条件下的呼吸，利用外界营养、能源进行呼吸。进行呼吸。内源呼吸：内源呼吸：外界不能供给能源，利用自身贮存的能源外界不能供给能源，利用自身贮存的能源物质进行呼吸。物质进行呼吸。第67页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化( (三三) )无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸的最终电子受体不是未彻底氧化的有无氧呼吸的最终电子受体不是未彻底氧化的有机物，也不是机物，也不是O O2 2，而是除了，而是除了O O2 2以外的含氧无机以外的含氧无机物，如物，如NONO3 3- -、SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-及及COCO2 2、COCO等。等。第68页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化NONO3 3- -NONO2 2- -N N2 2这个过程称为脱氮作用。亦称为反硝化作用或硝酸盐还这个过程称为脱氮作用。亦称为反硝化作用或硝酸盐还原作用。原作用。以以NONO3 3- -为最终电子受体为例讲解无氧呼吸。为最终电子受体为例讲解无氧呼吸。NONO3 3- -接受电子，形成接受电子，形成NONO2 2- -、N N2 2。第69页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化一、微生物的生长、繁殖的基本概念一、微生物的生长、繁殖的基本概念1.1.生长：微生物新陈代谢，同化作用大于异化作用，生长：微生物新陈代谢，同化作用大于异化作用，微生物的细胞自身不断迅速增长的现象。微生物的细胞自身不断迅速增长的现象。2.2.繁殖：繁殖：什么是微生物的繁殖？什么是微生物的繁殖？繁殖繁殖单细胞单细胞多细胞多细胞 一个细胞一个细胞两个细胞两个细胞如果只是细胞个数增长，而不是个体数目增长，不是繁殖如果只是细胞个数增长，而不是个体数目增长，不是繁殖叫生长。叫生长。不但细胞个数增加，个体也增加，则为繁殖。不但细胞个数增加，个体也增加，则为繁殖。微生物的生长微生物的生长第70页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 注意注意 本节为本节为微生物的生长微生物的生长，指的是所有微生物群体的生，指的是所有微生物群体的生理过程，包括个体生长及繁殖。这是两个不同的概念，理过程，包括个体生长及繁殖。这是两个不同的概念，但互相依存。没有生长过程就不会有繁殖，没有新的繁但互相依存。没有生长过程就不会有繁殖，没有新的繁殖个体，也就没有了联系的生长。殖个体，也就没有了联系的生长。第71页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化3.3.世代时间：细菌两次分裂之间的时间。世代时间：细菌两次分裂之间的时间。当微生物的培养时间一定时，世代时间基本上也当微生物的培养时间一定时，世代时间基本上也是稳定的。但是如果外界条件发生变化，世代时是稳定的。但是如果外界条件发生变化，世代时间也会变化。间也会变化。世代时间越短，繁殖速度越快。世代时间越短，繁殖速度越快。一般，原核微生物的繁殖速度大于真核微生物。一般，原核微生物的繁殖速度大于真核微生物。好氧微生物快于厌氧微生物。好氧微生物快于厌氧微生物。第72页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化二、微生物生长的测量二、微生物生长的测量为了掌握培养基中微生物的生长状况，需要定时取样进行为了掌握培养基中微生物的生长状况，需要定时取样进行测定。测定。常用的测定方法有两种：常用的测定方法有两种：测微生物的细胞数目，分为测微生物总数及活菌数。测微生物的细胞数目，分为测微生物总数及活菌数。测重量，如取一定体积的培养基，经离心分离、反复洗测重量，如取一定体积的培养基，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。中的细胞总重量。 P P57-5857-58第73页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化三、微生物生长规律三、微生物生长规律研究微生物生长的规律和方法研究微生物生长的规律和方法生长规律生长规律“生、老、病、死生、老、病、死”第74页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化生长生长单个体微生物生长单个体微生物生长群体微生物生长群体微生物生长分批培养分批培养连续培养连续培养第75页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化（一）分批培养（一）分批培养分批培养概念：分批培养概念：将定量的微生物接种到封闭的具有定量培养基的容器中，将定量的微生物接种到封闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温度、保持一定的温度、pH、DO，微生物进行生长繁殖。，微生物进行生长繁殖。请大家思考培养过程及最终结果，总结规律请大家思考培养过程及最终结果，总结规律少少多多少少第76页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化生长曲线生长曲线:将少量菌种接种到准备妥当的培养基中，进行分批培养，将少量菌种接种到准备妥当的培养基中，进行分批培养，并且定时取样计数。以细菌的个数或干重质量为纵坐标，并且定时取样计数。以细菌的个数或干重质量为纵坐标，以培养时间为横坐标，将取样数据描点绘图，最终可得该以培养时间为横坐标，将取样数据描点绘图，最终可得该细菌的生长曲线。细菌的生长曲线。生长曲线分期：生长曲线分期：细分可分为细分可分为6 6个时期即延迟期个时期即延迟期( (适应期适应期) )、加速期、指（对）、加速期、指（对）数期、减速期、稳定（静止）期、衰亡期。数期、减速期、稳定（静止）期、衰亡期。由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速期并到停滞由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速期并到停滞期，把减速期放到静止期中。故将生长曲线粗分为期，把减速期放到静止期中。故将生长曲线粗分为四个生四个生长期。长期。第77页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 微生物的生长规律一般是以生长曲线来反映。按微生物生长速率，其生长可分为四个生长期延迟期延迟期（适应）对数期（生长旺盛）静止期（平衡）衰老期（衰亡）生长曲线生长曲线: :将少量菌种接种将少量菌种接种到准备妥当的培养基中，到准备妥当的培养基中，进行分批培养，并且定时进行分批培养，并且定时取样计数。以细菌的个数取样计数。以细菌的个数或干重质量为纵坐标，以或干重质量为纵坐标，以培养时间为横坐标，将取培养时间为横坐标，将取样数据描点绘图，最终可样数据描点绘图，最终可得该细菌的生长曲线。得该细菌的生长曲线。第78页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期 细细菌菌数数目目0时间时间t t 延延 迟迟 期期对对数数期期细菌生长曲线细菌生长曲线第79页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化1.延迟期延迟期延迟期延迟期特点特点 生长速率等于零；生长速率等于零；细胞合成新的成分细胞合成新的成分,适应新的培养基或条件；适应新的培养基或条件； 细胞形态变大或变长。细胞形态变大或变长。第80页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化 细细 菌菌 数数 目目 的的 对对 数数 值值 时间时间t延迟延迟数量不变甚至减少数量不变甚至减少适应环境（合成相应的适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复酶），营养储备（用于复制合成）制合成）停滞期停滞期延迟期延迟期“万事开头难万事开头难”第81页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素接种龄接种龄1)1)对数期对数期“种子种子”，延迟期较短；，延迟期较短；2)2)静止期期或衰亡期静止期期或衰亡期“种子种子”, ,延迟期较长；延迟期较长；接种量接种量1)1)接种量大，延迟期较短；接种量大，延迟期较短；2)2)接种量小，延迟期较长。接种量小，延迟期较长。培养基成分培养基成分1)1)培养基成分丰富的，延迟期较短；培养基成分丰富的，延迟期较短；2)2)培养基成分与种子培养基一致培养基成分与种子培养基一致, ,延迟期较短。延迟期较短。 污污水水厂厂培培养养微生物的微生物的启启示？示？第82页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化2.2.指数期指数期特点特点: : 营养营养绝对过剩绝对过剩，代谢产物毒害几乎为零，代谢产物毒害几乎为零; ; 生长速率最快，细胞呈指数增长生长速率最快，细胞呈指数增长; ; 代谢旺盛，细胞成分平衡发展代谢旺盛，细胞成分平衡发展; ; 菌体数量对数与时间基本成正比菌体数量对数与时间基本成正比. .第83页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化SKSvvmmax当当S SK Km m时时maxvv 即微生物繁殖速度即微生物繁殖速度最大最大对数期对数期应用应用当在污泥培养时，可以增大当在污泥培养时，可以增大有机物营养提高微生物增长有机物营养提高微生物增长速度。速度。第84页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化3.稳定期稳定期营养消耗很多，只能维持，代谢产物毒害比较严重。营养消耗很多，只能维持，代谢产物毒害比较严重。特点：特点：u 活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点；胞数相等，菌体总数达到最高点；u 细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢；缓慢；u 新生率等于死亡率，细胞生长速率约为零。新生率等于死亡率，细胞生长速率约为零。第85页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化4.4.衰亡期衰亡期营养消耗殆尽，毒害环境非常严重。营养消耗殆尽，毒害环境非常严重。特点：特点： 细胞以指数速率死亡，细胞以指数速率死亡， 有时细胞死亡速率降低是由有时细胞死亡速率降低是由于抗性细胞的积累；于抗性细胞的积累； 细胞变形退化细胞变形退化; ; 进行自我消耗即内源呼吸进行自我消耗即内源呼吸. .第86页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化第87页/共125页单元三单元三 活性污泥中微生物的生理分析活性污泥中微生物的生理分析任务一：传统曝气池(除碳)活性污泥微生物培养与驯化SKSvvmmax当当S S K Km m时时即微生物繁殖速度即微生物繁殖速度处于衰亡期。处于衰亡期。应用应用在低有机物浓度时在低有机物浓度时, ,有机物的降解速率有机物的降解速率与有机物浓度呈一级反应。普通活性污与有机物浓度呈一级反应。普通活性污泥法曝气池尾端和延时曝
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