细菌世代时间的测定：
G tx t0 (1) n
细菌代时数的计算
式中：n为繁殖的代数； N0为对数期开始(t0 )时细菌数，CFU/mL； Nx为对数期后期(tx)时的细菌数，CFU/mL
代时G 的计算
要求某种细菌的代时（世代时间）G，先要测定该种细菌原始 的细菌数，假设t0 时的原始细菌总数为103CFU/mL，将它置于适当 的温度条件下培养10h后，再测得tx=10h的细菌总数为109 CFU/mL， 用下式计算G 。
低温对中温性和高温性微生物的生长不利，
但并不能致死，一旦温度恢复，即能复活。
小结： 微生物的培养应该在最佳温度范围进行。 超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。 低温有抑制细菌作用。可以让微生物休眠，但不 会导致死亡。温度升高时，活性即可恢复。
二、pH
微生物也有最适应的pH 范围，微生物不同， pH范围不同。 （一）微生物生长繁殖适宜的酸碱度
时间t
影响停滞期长短的因素 1).菌龄:
对数期“种子”，停滞期较短； 静止期或衰亡期“种子”,停滞期较长； 2).接种量: 接种量大，停滞期较短； 接种量小，停滞期较长。 3).培养基成分: 培养基成分丰富的，停滞期较短； 培养基成分与种子培养基一致,停滞期较短。 4).培养条件: 温度.酸碱度.氧气等条件适合停滞期较短。
(一)分批培养法
分批培养；是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛 有一定体积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，结果出现微生物的数量由 少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
细菌的生长曲线：将少量细菌接种到一种新鲜的、定量 的液体培养基中进行分批培养，定时取样(例如，每2h取样1 次)计数。以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐 标，以培养时间为横坐标，在坐标系上各点连接成一条曲线， 即细菌的生长曲线。
⑴高温致死微生物的机理
使蛋白质变性：酶蛋白变性使生化反应不能进行 使关键细胞器被灭活：如细胞膜脂肪受热溶解
使内含物外泄而灭活
⑵影响高温杀菌效果的因素
①有无芽孢； ②作用时间长短； ③菌龄； ④酸碱度； ⑤水份
⑶灭菌 灭菌——通过高温或其他物理化学因素 将所有微生物的营养细胞和所有芽孢或孢子 全部杀死的过程。
发育：微生物的生长与繁殖是交替进行的，从生长到 繁殖这个由量变到质变的过程。
世代时间——从这一代出生到下一代出 生的间隔时间（微生物的世代时间就是两 次细胞分裂之间的时间）。
2、多细胞微生物的生长繁殖
生长：细胞质量和数目都增加，但不伴 随微生物个体数目的增加。
繁殖：细胞数目和个体数目同时都增加。
二、研究微生物生长的方法
⑴处理前的调节 ⑵处理过程中的调控
（二） pH值过高或过低影响微生物生 长的原因 1.改变微生物体表电荷 2.改变营养物质的状态 3.降低酶活性 4.降低对高温的抵抗力
三、氧化还原电位（Eh）
Eh的高低说明环境中O2和H2含量的多少。 单位为V或mV。 （一）自然界的Eh
在自然界中， Eh的上限为+820mv，此时 环境中存在高浓度O2，而且没有利用O2的系 统存在， Eh的下限为-400mv，此时环境中 充满H2。
工程上，通常采用鼓风曝气的形式向水中强制 充氧，对于生活污水厂，BOD5200～300mg/L。如果 曝气池的活性污泥浓度在2000～3000mg/L时，溶解 氧必须保证在2mg/L以上。通常控制在3～4mg/L。
优势，在整个处理过程中， Eh是变化的。
四、溶解氧（DO）
根据微生物对O2的需要程度将其分为好氧、 厌氧和兼性厌氧三类，溶解氧对这三类微生 物的影响也是各不相同的。
微生物与 O的关系
好氧微生物
专性好氧微生物 微量好氧微生物 Nhomakorabea厌氧微生物
专性厌氧氧微生物 耐氧厌氧微生物
兼性微生物
（一）好氧微生物与氧的关系
1.好氧微生物与氧：
① 呼吸作用需O2作为最终电子受体 ② O是合成某些物质的必要成分 ③ 好氧微生物体内育分解过氧化氢等有毒 物质的过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等酶系统， 使微生物免受这些有毒物质危害。
2.好氧活性污泥系统中氧的供给
系统DO保持在3~4mg/L，才能保证污水的处理 效果。
好氧微生物所需要的氧气是溶解在水中的氧 气，即DO。 溶解氧与大气压力及温度有关，温 度越高，溶解氧越低。好氧生物处理系统中，为 了保证微生物的正常工作，必须为它们提供足够 的溶解氧。
5).不同种类细菌的停滞期长短不同。世代时间短的 细菌其停滞期也短。
综上所述：接种量适中，群体菌龄处于对数期， 营养和环境条件均适宜，细菌的停滞期就短，世代时 间短的细菌其停滞期也短。
2.对数期（指数期） 对数期菌体分裂最快，菌体整齐，健壮，
代谢旺盛，菌数以几何级数（1→2→4→8， 即20→21→22→23……2n）增加，生长曲线 陡增（指数n为细菌分裂的次数）。
105℃
废水生物处理的微生物几乎都是中温 性的
（二）温度对微生物生长的影响 在适宜的温度范围内，微生物的生长速率
随温度的升高而加快，到最适宜温度，生长速 率达最大。若温度过高，超过适宜温度上限， 微生物则停止生长，甚至死亡。
1.高温对微生物的影响 高温——此处是指超过微生物生长的最高 温度，即致死温度，高温能杀死微生物。
第一节 微生物的生长繁殖
一、概念
1、单细胞微生物的生长繁殖
生长——就是自我物质的增加。微生物从环境中吸收 营养物质，按自已的方式进行新陈代谢，在适合的条件 下，同化作用大于异化作用，微生物细胞质量不断增长 的过程。
繁殖——细胞数量的增加。当单个细胞生长到一定程 度时就分裂，使细胞个体数目增加的过程（单细胞微生 物的繁殖）
（二）不同微生物适应的Eh
不
好氧：+300 ~ +400mv，Eh>+100mv
同
才能良
微
好生长
生
兼性：Eh>+100mv进行好氧呼吸；
物 的
Eh<+100mv进行无氧呼吸
Eh
厌氧： -200 ~ -250mv。专性厌氧产甲
烷
（三）污水生物菌：处-理300系~统-6的00Emhv。
污水处理的不同阶段是不同的微生物占
第五章
微生物的生长繁殖与生存因子
刘 芬 主讲
内容提示
1.微生物的生长繁殖，生长曲线，世代时间和世代时间 的计算，活性污泥的生长曲线及应用。微生物的各种培征；
微生物的测定方法：着重活细菌数的测定。 2.生存因子：温度、溶解氧、pH、渗透压、氧化还原电 位、正面生物效应的太阳辐射。 3.有害环境因子：极端温度、极端pH、紫外辐射、 高盐、重金属、超声波、几种有机物、抗生素对微生物的破 坏。 4.微生物之间的关系。
高 温
干热灭菌
灭
菌
方 湿热灭菌
法
灼烧： 在干燥箱中利用热空气灭菌
间歇灭菌法：利用未加压的蒸汽反 复蒸或水煮
高压蒸汽灭菌法：
⑷消毒 消毒——采用物理化学因素将所有微生
物的营养细胞和一部分芽孢杀死的过程。
高 巴斯德
温 消
消毒法
毒
方 法
煮沸消 毒法
用热交换器快速升温至70 ℃，保 持15’再速冷，以去除对热异常敏 感的微生物群体的方法。
测定某种酶类来计算细菌数
第二节 微生物的生存因子
任何生物除需要营养物质外，还需要合适的环境 因素（t、pH、O2、Eh、渗透压、日光等），才能生 长良好。
一、温度
温度是微生物最重要的生存条件之一。 当处于最佳范围时，每上升10℃，酶促反应速 度提高1～2倍。代谢速率和生长速率也提高， 繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。
由计算得知：繁殖一代细菌需要30min的时间。
３．静止期
细菌经过对数期的快速增长，当增长速度 达到一个最大值后，由于各种因素（营养、 O、pH、Eh等）的改变，使生长速度逐渐 降低，甚至出现零增长（繁殖与死亡速率 相等），此时细菌数量最大，并保持一段 时间，这一时期即为静止期。
4. 衰亡期
继静止期之后，由于营养物被耗尽，细菌因缺乏营养而利用贮存物质 进行内源呼吸，即自身溶解。细菌在代谢过程中产生有毒的代谢产物，抑 制细菌生长繁殖。死亡率增加，活菌数减少，甚至死菌数大于新生菌数。 此时，细菌群体进入衰亡期。
衰亡期的细菌少繁殖或不繁殖或自溶。活菌数在一个阶段以几何级数 下降，此时称为对数衰亡期。衰亡期的细菌常出现多形态，畸形或衰退型。 有的细菌产生芽孢。
活性污泥中微生物的生长规律和纯菌种一致，生长曲线相似。
(二)连续培养:一面连续进料，另一面连续出料。
原理：进料=补足营养(“污染物”)
出料=稀释菌浓度、毒物浓度
微生物代谢速率与F/M的关系
图5-4 微生物代谢速率与F/M的关系
(三)微生物各生长阶段与污水生物处理效 果的关系
1.常规活性污泥法
利用生长率下降阶段(静止期)的微生物. 为何 不用对数期的微生物？
（1）对数期微生物的生长繁殖需要高浓度有机物， 使出水有机质含量高，达不到排放要求；
（2）对数期微生物沉淀性能差，导致出水水质差。
活
性
污
泥
干
重
I
II
III
时间
(二)微生物的代谢速率与食物/微生物（F/M） 的关系
1.生长上升阶段
F∶M > 2.1—2.5时，微生物生长繁殖处于上 升阶段,微生物代谢快。
2.内源呼吸阶段
F∶M < 0.006—0.1时，则进入内源呼吸阶段, 微生物代谢慢.
(三)微生物各生长阶段与污水生物处理效 果的关系
（一）各种微生物的适宜温度 适宜温度——微生物能正常生长发育的
温度范围。 最适温度——微生物生长速度达到最大