環(huán)境工程微生物學(xué)講稿(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程名稱：環(huán)境工程微生物學(xué) 第 5 講次授課題目第五章 微生物的生長繁殖與生存因子第一節(jié) 微生物的生長繁殖本講目的要求及重點難點： 【目的要求】掌握世代時間、細菌的生長曲線、抗生素等；掌握細菌生長繁殖中各時期的特點?！局?點】細菌的生長曲線?！倦y 點】細菌生長繁殖中各時期的特點。內(nèi) 容【本講課程的引入】 微生物的生長特征對于處理廢水的意義重大，很多現(xiàn)有的生物處理廢水技術(shù)都是應(yīng)用了微生物的生長特征，今天我們就學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容?！颈局v課程的內(nèi)容】第一節(jié) 微生物的生長繁殖一、生長繁殖的概念 (微)生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì)，按照自己的代謝方式進行新陳代謝活動。正

2、常情況下，同化作用大于異化作用，微生物的細胞不斷迅速增長，細胞長到一定程度時，就會由一個細胞分裂成細胞。 當(dāng)發(fā)生個體數(shù)目的增加時，就稱為繁殖。單細胞生物的生長和繁殖裂殖、芽殖、孢子繁殖等多細胞生物的生長和繁殖 世代時間： 單細胞微生物的世代時間：兩次細胞分裂之間的時間 多細胞生物的世代時間：兩次繁殖之間的時間 世代時間的大小反映了一種微生物繁殖速度的快慢。不同種的微生物，其生長繁殖速度不同。原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。 從一般應(yīng)用的角度，對于單細胞生物（如細菌），我們常常把生長=繁殖。二、研究微生物生長的方法 由于微生物個體太小，難以研究單個微生物，多數(shù)是通過培養(yǎng)研究其群體生長。常

3、用的培養(yǎng)方法有：分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)。 （一）分批培養(yǎng) 分批培養(yǎng)是將一定量的微生物接種在一個封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、pH和溶解氧量，微生物在其中生長繁殖；結(jié)果會出現(xiàn)微生物數(shù)量由少變多，達到高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。細菌的生長曲線。各種細菌的生長速率不一，每一種細菌都有各自的生長曲線，但曲線的形狀基本相同。其他微生物也有形狀類似的生長曲線。污(廢)水生物處理中混合生長的活性污泥微生物也有類似的生長曲線。細菌的生長曲線圖P117微生物的生長曲線，可以細分為六個時期：停滯期、加速期、對數(shù)期、減速期、穩(wěn)定期和衰亡期，也可以粗分為四個時期（比較常用）。下面按四個時

4、期進行介紹。 1停滯期 少量細菌剛接入一定量的新鮮液體培養(yǎng)基中，并不立即生長繁殖，需要有一個適應(yīng)過程（產(chǎn)生適應(yīng)酶）。此時細胞物質(zhì)開始增加，但數(shù)量不增加或增加很少。（1）特征 細胞數(shù)目基本不增加；存活細菌的細胞物質(zhì)增加，菌體體積增大；細胞內(nèi)合成代謝活躍；對環(huán)境條件的變化較敏感。（2）停滯的長短取決于某些因素：接種量、菌齡、營養(yǎng)等。如果接種量大、菌齡小、營養(yǎng)和環(huán)境條件好，則停滯期就短。處于停滯期的細菌對外界環(huán)境條件較敏感，易受外界不良環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異。（3）縮短停滯期措施:利用對數(shù)生長期的細胞作為種子，盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組分不要相差太大，適當(dāng)擴大接種量. 2對數(shù)期（指數(shù)期） 細菌

5、的生長速度達到最大，細菌數(shù)以幾何級數(shù)增加，在生長曲線上呈直線關(guān)系。 處于對數(shù)期的細菌，得到豐富的營養(yǎng)，代謝活力最強，細菌旺盛生長。此時的細菌比較整齊（群體內(nèi)比較一致）健壯。對不良環(huán)境條件的抗性也比較強。（1）特征菌數(shù)以幾何級數(shù)增加； 世代時間最短； 生長速率最高； 對不良環(huán)境因素的抵抗力強； 群體中細胞的化學(xué)組分及形態(tài)、生理特性都比較一致。 （2）影響對數(shù)期長短的因素：除菌種因素外，主要是溫度、培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分和濃度。 3靜止期 由于對數(shù)期的細菌迅速生長繁殖，消耗了大量的營養(yǎng)物質(zhì)，同時代謝產(chǎn)物的大量積累對細菌本身產(chǎn)生毒害作用；另外，pH 、溶解氧、氧化還原電位等條件也變得不利。結(jié)果造成細菌的生

6、長速率逐漸下降，甚至到零。 在靜止期，細菌總數(shù)達到最大，新生數(shù)與死亡數(shù)大致相等，保持動態(tài)平衡。此時的細菌開始積累貯存物質(zhì)，芽孢菌形成芽孢。細菌總數(shù)達到最大值并恒定一段時間；生長速率降低直至零； 細胞開始積累貯存物質(zhì)。4衰老期 營養(yǎng)物質(zhì)被耗盡，細菌進入內(nèi)源呼吸階段（微生物消耗自身的貯存物質(zhì)進行呼吸）。有害物質(zhì)大量積累，不利于細菌的生長繁殖，此時，死亡率增加，活菌數(shù)減少。細菌常出現(xiàn)畸形或衰退型。 從根本上說，細菌的不同生長時期，是由外界提供的營養(yǎng)物的量決定的，即所謂的負荷（F/M）。 細菌少繁殖或不繁殖，或自溶；細菌群體呈現(xiàn)負增長；出現(xiàn)多形態(tài)，如畸形或衰退型。(二)連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)有恒濁連續(xù)培養(yǎng)

7、和恒化連續(xù)培養(yǎng)兩種。 1恒濁連續(xù)培養(yǎng)是一種使培養(yǎng)液中細菌的濃度恒定，以濁度為控制指標的培養(yǎng)方式。按試驗?zāi)康模紫却_定培養(yǎng)液的濁度保持在某一恒定值上。調(diào)節(jié)進水(含一定濃度的培養(yǎng)基)流速，使?jié)岫冗_到恒定(用自動控制的濁度計測定)。當(dāng)濁度較大時，加大進水流速，以降低濁度;濁度較小時，降低流速，提高濁度。發(fā)酵工業(yè)采用此法可獲得大量的菌體和有經(jīng)濟價值的代謝產(chǎn)物。2恒化連續(xù)培養(yǎng)是維持進水中的營養(yǎng)成分恒定(其中對細菌生長有限制作用的成分要保持低濃度水平)，以恒定流速進水，以相同流速流出代謝產(chǎn)物，使細菌處于最高生長速率狀態(tài)的培養(yǎng)方式。 在連續(xù)培養(yǎng)中 ，微生物的生長狀態(tài)和規(guī)律與分批培養(yǎng)中的不同。它們往往處于相當(dāng)

8、分批培養(yǎng)中生長曲線的某一個生長階段。 三、細菌生長曲線在污（廢）水微生物處理中的應(yīng)用 在污水生物處理過程中，如果條件適宜，活性污泥的增長過程，與純種單細胞微生物的增值過程大體相仿，也可以存在停滯期、對數(shù)期、靜止期和衰老期。但由于活性污泥是多種微生物的混合群體，其生長受廢水性質(zhì)、濃度、水溫、pH、溶解氧等多種環(huán)境因素影響，因此，在處理構(gòu)筑物中通常僅出現(xiàn)生長曲線中的某一、二個階段。且處于不同階段時的污泥，其特性有很大的區(qū)別。由于廢水生物處理（活性污泥）實際是連續(xù)運行，其微生物生長規(guī)律不同于分批培養(yǎng)時的規(guī)律，它只能是處于生長曲線的某一階段。一般把活性污泥生長曲線的劃分成三個階段： 生長上升階段、生長

9、下降階段和內(nèi)源呼吸階段。對于常規(guī)活性污泥法，是利用靜止期（生長下降階段）的微生物，這時因為：對數(shù)期的微生物生長繁殖快，代謝活力強，能大量去除廢水中的有機物，但是相應(yīng)地要求進水有機物濃度要高，而出水有機物濃度也相應(yīng)提高，不易達到排放標準；又因為對數(shù)期的微生物生長旺盛，沒形成莢膜和粘液層，不易形成菌膠團，沉淀性能差，降低出水水質(zhì)。而處于靜止期的微生物雖然代謝活力略低，但仍能較好地去除水中的有機物，且微生物體內(nèi)積累了大量的貯存物，形成莢膜等，強化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝、聚合能力強，在二沉池泥水分離效果好，出水水質(zhì)好。當(dāng)然也有利用其他階段微生物的廢水生物處理方法，如高負荷活性污泥法是利用對數(shù)期（生長上升階段）和減速期（生長下降階段），延時曝氣法是利用衰亡期（內(nèi)源呼吸階段）等等。四、微生物生長量的測定方法 大致有以下幾種： 1.測定微生物總數(shù) 如計數(shù)器直接計數(shù)，或測定菌濁液