连续生物处理中的细菌状态表
细菌的生 长阶段 迟缓期 应用举例 无 特点
连续化稳定操作中没有这一阶段
1:0.4~0.8BOD.d- 生长繁殖快，代谢活力强，能大量
细菌与降解BOD重量比 去除废水中有机物。 （缺点是细菌
对数生长期
高负荷活性污 泥法 (大部分区域) 1:0.4以下
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 团，沉淀性能差，致使出水水质有 机物浓度相对较高 ） 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 量贮存物，如异染粒、聚β —羟基 丁酸等，体表的粘液层和荚膜强化 了细菌的生物吸附能力， 自我絮 凝、聚合能力强，在二沉池中泥水 分离效果好，出水水质好。
什么时期细菌细胞代谢活性最强
什么时候细菌细胞总数最多
什么时期菌体代谢产物最多
静止期（最高生长量） 静止期（最高生长量）
6.1 微生物的生长繁殖 （二）连续培养 continuous culture
连续培养又称开放培养，具体地说，当
பைடு நூலகம்
微生物以分批培养的方式培养到指数期的后期
时，一方面以一定速度连续流入新鲜培养基和 通入无菌空气；另一方面，利用溢流的方式，
应用不利条件，控制微生物的不利影响或无用微生物的生长
6.2 微生物的生存因子 一、温度
由于微生物的生命活动都是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受
温度影响又极其明显，故温度是影响微生物生长繁殖的最重要因素之一。

最适温度是生长繁殖最快 的温度。 为什么会存在适宜温度？ 酶的活性 根据细菌适宜温度的不同， 可将细菌分为四大类，嗜 冷菌、嗜中温菌、嗜热菌 及嗜超热菌。
静止期
t
时间
6.1 微生物的生长繁殖 4、衰亡期
细 菌 数 目 的 对 数 值 0 t
特征：

生生率＜死亡率
活菌数减少 细胞出现多形态、畸形或衰退 型
衰亡期

时间
原因：

内源呼吸，即自溶 有毒代谢产物大量积累
小
结
什么时期细菌细胞生长速度最快
对数生长期 对数生长期 对数生长期
什么时期世代时间短而稳定
低温的影响

嗜冷微生物的最适宜温度为5～15℃。 嗜冷微生物能在低温生长的原因：
具备低温活性酶；
细胞质膜含大量的不饱和脂肪酸，低温下保持半流动性；
主动输送营养物质的功能运转良好。

嗜冷菌的环保用途
6.2 微生物的生存因子 二、pH
微生物的生命活动、物质代谢与pH有密切关系。不同微生物 对pH的要求有不同。微生物对pH的要求也存在最高、最低和最适 三个点。 常见的四大类微生物中，对pH的最适（范围）要求分别是，
生 长 速 率
0 最低温度 最适温度
温度℃ 最高温度
6.2 微生物的生存因子
低温、中温和高温细菌的生长温度范围
细菌 嗜冷菌 最低温度℃ -5～0 5～10 30 55 以上 最适温度℃ 5～10 25～40 50～60 70～105 最高温度℃ 20～30 45～50 70～80 110～113
嗜中温菌

发酵生产较多（收获
大量菌体和代谢产物），
出 水
光源
生物治污很少应用
6.1 微生物的生长繁殖 恒化连续培养
恒化 —— 维持进水中的营
养成分恒定--恒定流速，及时补充
营养，营养物浓度基本恒定，从而保持 恒定生长速率。又称恒组成连续培养。 培养基成分中，必须将某种必需的营养 物控制在较低的浓度，以作为限制性因
以同样的流速不断流出培养物。容器内的培养
物就可达到动态平衡，其中的微生物可长期保 持在指数期的平衡生长状态和恒定的生长速率
上，于是形成了连续生长。
6.1 微生物的生长繁殖 恒浊连续培养

恒浊 —— 培养基浊
流速控制阀
度恒定（实质是细菌数
量恒定）--不断调节流速使
培养液浊度保持恒定。
反 馈 控 制
光电池
指标。通常对单细胞微生物来说，既可测定细胞数目，又可测定生长
量；而对多细胞 (尤其是丝状真菌 ) ，则常以菌丝生长的长度等作为生 长指标。测定微生物生长的方法多种多样，在实际工作中，可根据研
究对象或要解决的问题加以选择。

测定微生物总数 测定活细菌数

计算生长量
6.1 微生物的生长繁殖 （一）测定微生物总数
特征：
对 数 期

生长速率常数最大，代时最短
酶系活跃，代谢旺盛 对不良环境的抵抗力强
群体中细胞的化学组分及形态、 生理特性都比较一致
时间t
指数生长：
Nx＝N0· 2n
6.1 微生物的生长繁殖 对数期细菌代时G计算
指数生长：
Nx＝N0· 2n
lg Nx lg N0 n lg 2
lg Nx lg N 0 n lg 2
个体数目增加 生长是繁殖的基础，繁殖则是生长的结果。
从生长到繁殖这个量变到质变的过程叫发育。
多细胞微生物的生长只是细胞数目增加，不伴随个体数目增加；如果细胞数目增加，个体数目也增加，则称为多细胞微生物的繁殖
一个微生物细胞 合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢 个体的生长 原生质的总量(重量、体积、大小)就不断增加 个体的繁殖 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
低温的影响

低温：细胞结冻～最适温度下限。 对中温、高温菌不利，休眠？ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞。
细胞膜流动性变差。

一旦获得适宜温度，即可恢复活性。

嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5℃以下处于休眠状态，因
此实验室常用冰箱的 4℃冷藏温度保存细菌或甘油、石蜡冷
冻保存。
6.2 微生物的生存因子
G
G
tx t 0 n
0.301(t 2 t1) Nx lg N0
6.1 微生物的生长繁殖 3、静止期
细 菌 数 目 的 对 数 值 0
特征： 生生率＝死亡率 活菌数达最高，且保持相对稳定 开始积累贮存物质（PHB、异染 粒、糖原、淀粉粒、脂肪粒等）
原因： 营养物尤其是生长限制因子的 耗尽 营养物比例失调 有害代谢产物累积 pH、氧化还原电位等物理化学 条件变化
第六章 微生物的生长繁殖与生存因子

微生物的生长繁殖
微生物的生存因子
其它不利环境因子对微生物的影响 微生物与微生物之间的关系 菌种的退化、复壮与保藏
6.1 微生物的生长繁殖
一、微生物生长繁殖的概念

生长（growth）：
同化大于异化
吸收营养物质

细胞不断增长（重量、体积、大小）
繁殖（reproduction）：
稳定期
生物膜法 常规活性污泥法 (大部分区域)
衰老期
低浓度污水延时 营养物浓度过低，难以满足其他阶 曝气法 段细菌的生长需要 污泥的厌氧消化
平 推 流 式 活 性 污 泥 法
衰老期
稳定期
占优势
对数期
进水
6.1 微生物的生长繁殖 四、微生物生长量的测定方法
测定不同种类、不同生长状态微生物的生长情况，需要选用不同的
水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细 菌不习惯于新环境，会出现或长或短的迟
缓期，迟缓期的出现会增加操作时间，降
低工作效率。
采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量、尽量 保持接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或
消除停滞期。
6.1 微生物的生长繁殖 2、对数期
细 菌 数 目 的 对 数 值 0
接种对数期的细菌，停滞期大大缩短。 静止期或衰亡期基本耗尽各种辅酶或其它细胞成分，代谢产物积累中毒， 而使停滞期延长。

营养：从富集培养基转移到贫乏培养基中也出现停滞期。
（尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一致）。
6.1 微生物的生长繁殖 停滞期（迟滞期或适应期）
在实际工作中如接种菌种以启动新的
借助显微镜直接观察测定
——优点：快速
——缺点：不能区分细菌死活

计数器直接计数 染色涂片计数


比例计数
比浊计数法
6.1 微生物的生长繁殖 （二）间接计数法(活菌计数法) 测定活细菌数
稀释培养计数 生长较慢的细菌 过滤计数 微孔滤膜过滤，将膜臵于已倒好的平板上培养得到生长的菌 落，计数。 菌落计数 10倍稀释法稀释成系列菌液，然后各取1mL臵于无菌平皿中， 培养，计数。
群体的生长
6.1 微生物的生长繁殖 世代时间（G）
细菌两次细胞分裂之间的时间，称为世代时间。 指数生长：
Nx＝N0· 2n
式中：Nx、N0为时间tx和t0时的细胞数，n为世代数
世代时间会随着环境条件发生改变，环境工程中需要选 取世代时间短的菌种，或缩短世代时间，以提高处理效率。
6.1 微生物的生长繁殖 二、研究微生物生长的方法
将少量微生物一次接种于一定容积的培养基中生长培养， 最后一次收获。 应用：生理特性研究、生物发酵和生物治污。
6.1 微生物的生长繁殖
典型生长曲线（growth curve）： 定量描述液 体培养基中 微生物群体 生长规律的 实验曲线
+ 0 _
细 菌 数 目 的 对 数 值 对 数 期
停 滞 期
总菌数
静止期 衰 亡 期
活菌数
0 时间t
细菌的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便
6.1 微生物的生长繁殖 1、停滞期（迟滞期或适应期）
为什么会出现停滞期？
缺乏分解或催化有关底物的酶或辅酶
缺乏充足的中间代谢物