水处理生物学

这种培养方式为间歇培养或分批培养。
（1）以活细菌数目的对数绘制的生长曲线 适应期 对数期 稳定期 衰亡期
适应期（缓慢期） lag phase 特点：
初：细菌数目不增加，体积增长快。 后：个别菌体繁殖，个数少许增加。 曲线平缓。大量诱导酶的合成。
应用： 缩短此期，提高设备利用率 用处于对数期的活性污泥接种
内源呼吸阶段：特殊水处理场合。
四、微生物的培养方法 （1）微生物的纯培养及获得方法：
稀释倒平板法
A
B
C
平皿划线分离法
（2）微生物的培养方法： 好氧培养方法 厌氧培养方法
分批培养： 是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定
量液体培养基的容器内，保持一定的温度、pH 和溶解 氧量，微生物在其中生长繁殖，会出现微生物数量由少 变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
血球计数板法（显微镜）
（2）间接计数法（活菌数，测定需时间长）
平板计数法
细菌样品做10倍梯度稀释，取相应稀释度的样品
涂布到平板上，或与融化的固体培养基混合、摇匀，培
养菌落。
1ml
1ml
1ml
9ml无菌水
水源水
1ml
1ml 1ml
薄膜计数法 空气或引用水等细菌含量较低的样品。微孔滤
膜不让细菌流出。滤菌。将膜放在固体培养基表面 培养。计数类似平板计数法。
发酵产物形成的重要时期（抗生素、氨基酸 等），生产上应尽量延长此期，提高产量。
衰老期 decline phase or death phase 特点：
◆ 菌体死亡速度大于繁殖速度。 ◆ 死亡菌＞活菌数。自溶。 内源呼吸，曲线下降。
应用： 一般不作应用
（2）以活细菌重量变化绘制的生长曲线 生长率上升阶段（对数生长阶段） 适应期、对数期 初：菌体个数不增加，菌体体积增大 后：生长率达最高，分解速率最大。 食料：供 〉求
理利用该类菌。
高温灭菌、低温抑菌 高温灭菌：高温蛋白质凝固变性，酶失活。
干热灭菌：火焰灭菌★、烘箱内干燥热空气灭菌★ 湿热灭菌：巴斯德消毒法、间歇灭菌法、高压蒸
汽灭菌法★★ 低温抑菌：低温可延缓微生物的生理活动 (故采用
低温保藏微生物) 。 低温下微生物为什么能生存？ ◆ 酶在低温下仍起作用； ◆ 微生物质膜中不饱和脂肪酸含量高(低温下仍保 持半流体状态) 。 注： 温度的调整对工业废水生物处理意义重大。
消毒（disinfection)：用理化方法杀死病原微生 物的措施。消毒剂
防腐（antisepsis)：用理化方法抑制霉腐微生物 生长的措施(理化因素）。防腐剂（抑菌剂）
无菌操作：防止微生物进入物体的技术。
无菌：指没有活的微生物（包括芽孢）存在。
（1）温度 所有的微生物生长有三种基本温度： 最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度
生长率下降阶段。部分在生长率上升阶段后期。
（2）延时曝气及污泥消化在内源呼吸阶段。 生长率上升阶段：微生物繁殖快，活力强，但是不
容易凝聚沉淀。需要充足的食料供给，处理后的 废水 有机物浓度较高，出水水质不好。
生长率下降阶段：积累代谢产物，如异染颗粒、肝 糖粒等，产生粘性物质，污泥代谢活性及凝絮沉 降性 好。（传统活性污泥运行范围）
对数期 log phase 特点：
分裂快，数目增多； 活菌数 ≈总菌数； 曲线直线上升。 此时细胞的大小、组成、生理特征等均趋于一 致，代谢活跃，生长速率高，代时稳定。 应用： ➢ 接种用的好种子 ➢ 代谢、生理研究的好材料
稳定期 stationary phase 特点：
◆ 储存物积累，养料消耗多。 ◆ 芽孢形成，抗生素产生。 ◆ 繁殖速率下降，死亡速率上升。 ◆ 新增菌≈死亡菌。 曲线平坦。 应用：
✓ 中温型微生物 mesophiles（5℃-50℃） 最适温范围25～30℃。 分布：土壤、植物、温血动物及人体中的微生物大部
分属于该类型。如：大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等。 ✓ 高温型微生物 thermophiles （25℃ ～80℃） 最适温度50 ℃ ～60℃。极端嗜热微生物最适温度
70～90℃（温泉、火山喷口）。 分布：堆肥、沼气、发酵池。污泥消化的高温厌氧处
Ma: 活的微生物细胞; Me: 微生物内源代谢残留物 Mi: 难生物降解有机物；Mii:附在活性污泥上的无机物
二、细菌的生长曲线
细菌的生长曲线： 将少量纯菌接种到一定量的液体培养基内，在适宜
的温度下培养，并定时取样测定活细菌的数目和重量的 变化，以活细菌个数的对数或活细菌重量为纵坐标，以 培养时间为横坐标作图，所得的曲线即为细菌的生长曲 线。
根据最适生长温度分类细菌（微生物） ➢ 低温型微生物 psychrophiles（嗜冷微生物） ➢ 中温型微生物 mesophiles（嗜温微生物） ➢ 高温型微生物 thermophiles（嗜热微生物）
✓ 低温型微生物 psychrophiles（-5℃~+30℃） 专性：环境温度不超过20℃。两极地区极端嗜冷微生物。 兼性：河流、湖泊，适温10～20℃。
生长率下降阶段 稳定期 细菌代谢产物大量积累； 环境不利于细菌生长； 食料：供〈 求； 食料的不足抑制了细菌的生长。
内源呼吸阶段 衰亡期 ➢ 内源呼吸：用菌体内的储存物、酶作为营养源。 ➢ 消耗自身。 ➢ 细菌重量减少（内源呼吸、细菌死亡） ➢ 菌体出现畸形。
三、细菌的生长曲线和废水生物处理的关系 （1）大多数活性污泥处理系统运行范围是：
（3）重量法 测定细胞干重 离心法，过滤法。 105℃~110℃干燥。 水处理构筑物内细菌生长量常采用该法。 做法：取一定体积的待测污泥样品，放于蒸发皿中
干燥，然后称重。 活性污泥法中采用的指标是混合液悬浮固体
（MLSS），作为表示活性污泥微生物量的相对指标。 MLSS（mg/L 或 g/m3），MLSS＝Ma+Me+Mi+Mii
连续培养： Βιβλιοθήκη 是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一
方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以 相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养 系统中的细胞数量和营养状态保持稳态。
连续培养有恒浊器和恒化器两种：
五、微生物生长的影响因素
概念：
灭菌(sterilization) ：用理化方法杀死物体表面及 内部所有微生物（包括芽孢）的过程。灭菌剂