【正文】 當(dāng)稀釋(xīsh236。 gāo)，由于稀釋率升高營養(yǎng)物流入反應(yīng)器的重量增加而引起的細(xì)菌總量的提高部分全部從反應(yīng)器中隨流出液帶出，反應(yīng)器中的基質(zhì)濃度與細(xì)菌的數(shù)量繼續(xù)維持恒定，細(xì)菌生理趨向于對數(shù)期的最大生長速率。)率小于細(xì)菌的最大生長速率,稀釋率太低時，A點以前，營養(yǎng)物的供給總量不足，細(xì)菌不能以最大生長速率繁殖，但細(xì)菌通過限制繁殖分裂的頻率即代時，維持一個較對數(shù)期低的代時，這時反應(yīng)器中的基質(zhì)濃度維持不變，其中限制因子濃度保持不變，該濃度的大小就成為細(xì)菌數(shù)量變化的唯一制約因素，細(xì)菌數(shù)量將達(dá)到該濃度許可的最大量，由于細(xì)菌消耗營養(yǎng)物的成比例關(guān)系，基質(zhì)中的濃度必然降到限制性營養(yǎng)因子耗盡時的平衡濃度，隨著稀釋率的提高(t237。,第六十一頁，共九十八頁。這一原理，常被用于特殊菌的篩選，當(dāng)容器中有幾種細(xì)菌時，在容器培養(yǎng)基環(huán)境中比較而言生長速率最大的細(xì)菌，隨著稀釋率的升高，必然是最后被洗出。,Ⅰ.當(dāng)稀釋(xīsh236。jūn)量減少,細(xì)菌生長，細(xì)菌量增加,第五十九頁，共九十八頁。,細(xì)菌(x236。,②稀釋(xīsh236。,①稀釋(xīsh236。)有著固定的配比，培養(yǎng)基或廢水中的成分不可能如細(xì)菌所需要的那樣正好匹配，因此出現(xiàn)這種或那種營養(yǎng)物的相對不足，而成為限制型因子，生產(chǎn)實踐中，找出該限制因子是提高生物效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如碳源豐富，氮源相對不足；或碳氮源都很充足而微量元素相對較少等，限制性營養(yǎng)物的出現(xiàn)是一種必然現(xiàn)象，這是由于細(xì)菌生長時的營養(yǎng)物繁多，同時(t243。除了分批式間歇曝氣器 (SBR)法外，其余的污水生物處理法均采用的是恒化連續(xù)培養(yǎng)。,第五十六頁，共九十八頁。通過控制進(jìn)料流速使裝置內(nèi)細(xì)菌濁度保持一定，保持理論上的對數(shù)生長期，可獲得大量菌體或與菌體代謝相平衡的代謝產(chǎn)物。,（1）恒濁連續(xù)培養(yǎng),是一種(yī zhǒnɡ)使培養(yǎng)液中細(xì)菌的濃度恒定，以濁度為控制指標(biāo)的培養(yǎng)方式。它又分為兩種：恒濁連續(xù)培養(yǎng)和恒化連續(xù)培養(yǎng)。nx249。nx249。nx249。,第五十四頁，共九十八頁。只有當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時，細(xì)菌的生長狀態(tài)才會發(fā)生變化。d236。,第五十三頁，共九十八頁。 在廢水生物處理設(shè)計時，按廢水的水質(zhì)情況(主要是有機(jī)物濃度)，可利用不同生長階段的微生物處理廢水。,3．細(xì)菌(x236。lǜ)，延長細(xì)菌培養(yǎng)物的存活時間。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌其芽孢比代謝活躍的營養(yǎng)細(xì)胞更易于幸存下來。,死亡期的長短與對數(shù)生長期一樣在不同微生物中變化是很大的，主要與菌種的遺傳特性有關(guān)。個體細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)含很多的空泡，G+染色反應(yīng)轉(zhuǎn)變成G—染色反應(yīng)。diǎn),死亡期細(xì)胞的總數(shù)雖然鏡檢直接計數(shù)可能(kěn233。,第四十九頁，共九十八頁。)速率急劇下降，此階段就被稱為死亡期。ng)期,如果處于穩(wěn)定期的細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞的死亡率將逐漸增加，最終群體中活的細(xì)胞數(shù)目將以對數(shù)(du236。,第四十八頁，共九十八頁。ng)，生物化工中作為產(chǎn)品的某些細(xì)菌代謝產(chǎn)物如抗生素和某些酶就是在穩(wěn)定期，特別是在對數(shù)期與穩(wěn)定期轉(zhuǎn)換階段所產(chǎn)生的。,但此時細(xì)胞的很多功能，如能量代謝和某些生物合成過程還在繼續(xù)進(jìn)行(j236。因不能維持細(xì)胞壁的合成與修復(fù)(xiūf249。,①特征(t232。相當(dāng)于重量生長曲線中的生長率下降階段。此時新生的細(xì)胞數(shù)目與死亡的細(xì)胞數(shù)目相等，總菌數(shù)達(dá)到最大值，活菌數(shù)保持恒定。在一個封閉的系統(tǒng)中，細(xì)菌的對數(shù)生長只能維持一個短暫的時期，最終生長將會降低(ji224。重10—12g的細(xì)菌，經(jīng)過48h的對數(shù)生長之后，其群體重量可達(dá)到地球重量的4000倍。2n (n=3…) …X n就是細(xì)菌的代數(shù),第四十六頁，共九十八頁。jiān)細(xì)菌的數(shù)量X0與X，基于細(xì)菌的二分裂生長 t0 t 1→2→22→23（（22）2）→24→25……2n X0→……X0其測定計算如下：,第四十五頁，共九十八頁。細(xì)菌在不同的生長期，不同培養(yǎng)(p233。,②細(xì)菌(x236。nɡ ɡǎn jūn)在20℃時其代時是35℃條件下的2倍；傷寒桿菌在含0．125％的蛋白陳水培養(yǎng)基中的代時為800min，而在含1．0％時僅為40min。,如大腸桿菌(d224。)期的細(xì)胞分裂速度最快、繁殖一代的時間最短、代謝活動旺盛、對環(huán)境變化敏感，并且細(xì)胞內(nèi)的核糖體等組分也像細(xì)胞數(shù)目一樣以同樣的對數(shù)生長速率增加，細(xì)胞合成核糖體以及蛋白質(zhì)越多，其生長速率也越快。diǎn),對數(shù)(du236。,第四十三頁，共九十八頁。相當(dāng)于重量法細(xì)菌(x236。這一時期細(xì)胞數(shù)目的增加(zēngjiā)以2n級數(shù)進(jìn)行，細(xì)菌的數(shù)目X的增長率只與細(xì)菌的初始數(shù)量有關(guān)。 sh249。ng),第四十二頁，共九十八頁。,應(yīng)用(y236。,在實際工作中如接種菌種以啟動新的水處理設(shè)施，投加新鮮污泥時，接種的細(xì)菌不習(xí)慣于新環(huán)境，會出現(xiàn)或長或短的遲緩期，遲緩期的出現(xiàn)會增加操作(cāozu242。 此外，菌種的遺傳特性和接種體積的大小也會影響遲緩期的長短。,Ⅳ.接種富集培養(yǎng)基的細(xì)菌 當(dāng)細(xì)菌被從營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到營養(yǎng)貧乏培養(yǎng)基后，為了合成新培養(yǎng)基中所缺乏的某種營養(yǎng)物質(zhì)以滿足自身生長，結(jié)果也導(dǎo)致遲緩期的出現(xiàn)(chūxi224。,Ⅲ.接種受損細(xì)胞 如果接種菌是因熱、輻射或有毒化學(xué)物質(zhì)處理而受到損傷的細(xì)菌，遲緩期也會發(fā)生，因為(yīn w232。這是因為穩(wěn)定期細(xì)胞生理上已經(jīng)衰老，其合成機(jī)制處于損傷狀態(tài)，基本耗盡了各種輔酶或其他細(xì)胞成分，因而需要一定時間進(jìn)行生理修復(fù)和物質(zhì)的再合成。ngt224。i)有關(guān)。但都與接種細(xì)菌的狀態(tài)(zhu224。,②產(chǎn)生(chǎnshēng)原因,遲緩期可以很長，也可以很短甚至不明顯。由于細(xì)胞重量持續(xù)增大，因此重量圖中沒有類似的遲緩期。而不是生長的休眠或停留期。,①特征 遲緩(ch237。j237。,（1）遲緩(ch237。jūn)數(shù)量生長曲線,細(xì)菌數(shù)量的生長(shēngzhǎng)曲線大體趨勢與活細(xì)菌重量法是相同的，如下圖,（之所以細(xì)菌數(shù)目用其數(shù)量的對數(shù)值表示是由于細(xì)菌的數(shù)量很大，通常都是10的幾次方，取對數(shù)作圖時可以更方便(fāngbi224。,第三十七頁，共九十八頁。 這種以活菌重量反應(yīng)的細(xì)菌生長曲線，能夠清晰的反映間歇培養(yǎng)時，細(xì)菌的生老病死，但由于活細(xì)胞分離稱重方法繁瑣，細(xì)菌計數(shù)相對簡單，因而實驗室通常采用細(xì)菌的數(shù)量變化繪制生長曲線。,值得一提的是細(xì)菌總體不會在短期內(nèi)完全死亡，死亡趨勢不斷減緩，這是由于死亡細(xì)胞分解釋放出的細(xì)胞物質(zhì)被作為殘存細(xì)菌新的營養(yǎng)物，這種積極因素隨著更多細(xì)菌的死亡而不斷顯著，個別細(xì)菌得以繼續(xù)生長(shēngzhǎng)甚至繁殖，但不管怎樣，從總體上看殘存細(xì)菌的生存環(huán)境還是在不斷惡化，活細(xì)胞重量的下降趨勢是無法扭轉(zhuǎn)的。ng)為活細(xì)菌重量的進(jìn)一步持續(xù)下降。但活菌數(shù)量總體還會維持一個短時期的增長，這是由于尚有前期儲備的營養(yǎng)物提供繁殖所需的物質(zhì)和能量，然而也只是2=1+1，且1和1還在繼續(xù)縮水，變?yōu)?.0.6,因此活細(xì)胞的總體重量是在下降。,③內(nèi)源呼吸及死亡(sǐw225。細(xì)菌總體重量不再變化，達(dá)到最大值。只是重量生長速率下降，但隨著時間的延續(xù)，外界營養(yǎng)物越來越少，最終(zu236。,第三十四頁，共九十八頁。ngshēng)階段,細(xì)菌培養(yǎng)(p233。在正常生長的情況，曲線關(guān)系如下圖所示,第三十三頁，共九十八頁。ng)變化曲線,在培養(yǎng)的不同時間取一定體積菌液，通過(tōnggu242。,（1）活細(xì)菌重量(zh242。典型的細(xì)菌間歇式培養(yǎng)狀態(tài)下細(xì)菌有下面一種共通的生長曲線特征。這種培養(yǎng)方式主要用于細(xì)菌的生理特性研究。n)關(guān)系來考察細(xì)菌的生長特性。jūn)的生長特性,將細(xì)菌整個群體作為研究對象，來研究它們生長的特點就是我們這里所說的細(xì)菌生長特性，大體上可以分為兩種情況，一種是間歇式培養(yǎng)（又叫分批式培養(yǎng)），另一種是連續(xù)式培養(yǎng)。,第三十一頁，共九十八頁。 以上(yǐsh224。ngy242。,第三十頁，共九十八頁。ngku224。,第二十九頁，共九十八頁。ng)細(xì)菌的數(shù)量與這些物質(zhì)變化的對應(yīng)關(guān)系，作出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。 利用這類方法時，首先要確定(qu232。測定這些物質(zhì)的變化與細(xì)菌數(shù)量的變化有著直接的關(guān)系，通過測定這類物質(zhì)的變化可以間接表示細(xì)菌生長的情況。,第二十八頁，共九十八頁。利用這一特性，可以通過測定DNA的含量來表示細(xì)菌的生長量，故可采用適當(dāng)?shù)臒晒庵甘緞┗蛉旧珓┡c菌體DNA作用，用熒光比色或分光光度法測得DNA的含量。ng)法,這種方法與細(xì)胞含氮量法思路是一樣的，不同的細(xì)菌(x236。,3.DNA含量(h225。ishuǐ)，這時細(xì)菌與游離蛋白質(zhì)難以區(qū)分，這種方法不易參用。單個細(xì)胞的蛋白質(zhì)含量 如果水中非細(xì)菌的蛋白質(zhì)比例過大，如屠宰廠廢水(f232。 細(xì)菌的數(shù)目=有機(jī)氮含量247。 這種方法首先確定三項已知數(shù)，細(xì)菌中的蛋白質(zhì)平均含量、水樣中的氮來源、水樣中的有機(jī)氮含量。bāo)含氮量法,所有生物包括細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)氮含量比較穩(wěn)定，一般在15％~16％，平均為16％。,第二十六頁，共九十八頁。jūn)外還有大量有機(jī)懸浮物時,過多的有機(jī)物懸浮物會對測定結(jié)果干擾(gānrǎo)很大，此時不能用重量法，應(yīng)改用其他方法。個體細(xì)菌的平均重量,第二十五頁，共九十八頁。ng)無機(jī)懸浮物時,W1 W2 細(xì)菌(x236。,（2）除細(xì)菌外還有大量(d224。bāo)數(shù)目=細(xì)菌群體的重量247。,（1）懸浮物中絕大多數(shù)為細(xì)菌(x236。 非細(xì)菌的懸浮物通常大部分是一些固體無機(jī)物及少量的油類等有機(jī)物，有機(jī)物與無機(jī)物在物理性質(zhì)上有一個最大的區(qū)別，即在很高的溫度下，有機(jī)物會被空氣中的氧氣徹底氧化為CO2和H2O，只留下非常少的殘渣，而無機(jī)物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下不會分解，這樣我們可以利