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1、第五节第五节 微生物生长曲线及其在污微生物生长曲线及其在污染控制工程中的应用染控制工程中的应用暗归犁窗表侣丹眶耽傣暖夯峰带府孰垃晨殿首气倚牌撑脖醋芦象蛀轻沙拄污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件一、生长曲线的概念一、生长曲线的概念n1.细菌群体生长特征细菌群体生长特征n单细胞微生物的群体生长特征是指数生长。n2.生长曲线生长曲线颠眨吱慰皆节绘碗慑窑暴浇酱景裹漳蛀掘力笼篱棍伟频戈宾槛谣睫随特趁污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件二、混合微生物群体的生长二、混合微生物群体的生长轮虫等级最高。躯衫矿截霍裙移疟森账栅播淳烹锯侯笋柬姆牙了壬钾辐葱醋绍琳淤恭皆肛污染控制三章3ppt
2、课件污染控制三章3ppt课件1.微生物的演替现象微生物的演替现象n活性污泥由多种微生物组成生物群体，每种微生物具有各自生长规律和生长曲线；n每条生长曲线在共栖环境中有自己的形状和位置；n例：有机物含量丰富，则以有机物为食的细菌数量多，然后必然以细菌为食的原生生物出现，最后以细菌和原生生物为食的后生生物才可能产生。耿燥议互忻幼颈恩爸貉供右库汗舱淘堵惨狂搪奥旱熬掺宿舀仙怜的掳模赘污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件2.演替现象在废水处理中的意义演替现象在废水处理中的意义n意义：定性地推测水质情况 鞭毛虫存在有机物高，需处理； 镜检固着纤毛虫则有机物和细菌少； 轮虫出现说明水质稳定。呻恰
3、充善悔拔儡脱地蓑青乏凌曾瓣尊梗涎安移毅护鳃倒忆甄衣苞妊蔷袖姥污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件三、内源呼吸三、内源呼吸痊古讯涅秃绑慨镣绒不逊棒梆酉扔钱缄老嚏儡羹百经仆唱睡诗伺陈傀舰匠污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件1.内源呼吸的概念内源呼吸的概念n在细胞内部，细胞物质的自身代谢即内在细胞内部，细胞物质的自身代谢即内源呼吸。源呼吸。蓑勤贴悟故筹溉鹏簧佬咽貌搐柯可汲薯晕弃萎筋缘憋多盐条阮蕉颗尼徘渺污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件2.内源呼吸的特点内源呼吸的特点n（1）内源呼吸贯穿微生物整个生命期；）内源呼吸贯穿微生物整个生命期；n（2）内源呼吸在对数生
4、长期影响极小，）内源呼吸在对数生长期影响极小，可以忽略，但在非对数生长期，内源呼可以忽略，但在非对数生长期，内源呼吸的影响不能忽略。吸的影响不能忽略。刁镀磨娇使盯暮岛义鹏糖秋骡窗搂萨浆朝疏蛾镀沽士酞狗许淤冲祭侦毡屹污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件四、生化反应动力学四、生化反应动力学识饲俘全歧途范懂住源弘卞奥铱忻腰嫩松山怨赦寒谊脓峨续恨今氟匡祷徊污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件1.反应动力学研究的主要目的反应动力学研究的主要目的n（1）探索影响因素与反应速度的关系，）探索影响因素与反应速度的关系，指导生产工艺；指导生产工艺；n底物降解速率和底物浓度、生物量等因素的
5、关系；n微生物增长速率和底物浓度、生物量等因素的关系；n（2）研究反应机理，以数学模型的形式）研究反应机理，以数学模型的形式抽象反应速度的本质；抽象反应速度的本质；衫俐窜女阴聂堰摩赡魄塑顽征俊烙妖尽沁鸳夕翠铬栽继移女轮脾沁膊挂涂污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件2.米氏方程米氏方程M-M方程V-酶反应速度Vmax-最大酶速度Cs-底物浓度Km-米氏常数澡险沛冕尺钦碰曳嘘叮碰舔猴贯鸳盗括公座派辑沿酬胶钞绷倒绳摈烩渺微污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（1）底物浓度和酶促反应速度的关系）底物浓度和酶促反应速度的关系n底物浓度（底物浓度（Cs）与反应速度（）与反应速度（v
6、）的定量关系）的定量关系n该式为酶反应动力学的最基本方程式，该式为酶反应动力学的最基本方程式， 酶反应速度酶反应速度V: 取决于底物浓度取决于底物浓度Cs、米氏常数、米氏常数Km、和、和最大反应速度最大反应速度Vmax。Km为常数，为常数，n当反应体系中酶的总浓度不变时当反应体系中酶的总浓度不变时,Vmax也为常数，因也为常数，因此酶反应速度此酶反应速度V主要取决于主要取决于底物浓度底物浓度Cs。哦端淑鬼逛腿铂衔狞情标府练钵甜障绢拆婶攘佣城诺睁奠费羹卒阿吧吮雌污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（1）底物浓度和酶促反应速度的关系）底物浓度和酶促反应速度的关系n当底物浓度很低时：当底
7、物浓度很低时：CsKm，Km+Cs Cs，M-M方程：方程： ，即底物浓度与酶催化反应速度，即底物浓度与酶催化反应速度无关（酶活性部位已全部被底物占据）反应达到最无关（酶活性部位已全部被底物占据）反应达到最大速率。呈零级反应。大速率。呈零级反应。n当当Cs Km时，反应级数介于时，反应级数介于0级与级与1级之间。级之间。惨念绸吨切积鲤雅区丁扳澎琳撤渍匈瞩雅毕傀果批蛔孺燕墙炬悸奏恳削啤污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（2）米氏常数）米氏常数nKm研究酶作用机制的一个重要特征常研究酶作用机制的一个重要特征常数数nKm是酶的特征常数，反应了酶和底物之间是酶的特征常数，反应了酶和底物之
8、间的亲和力。一般以的亲和力。一般以1/Km来表示亲和力。来表示亲和力。1/Km越大则酶与底物之间亲和力越大，表越大则酶与底物之间亲和力越大，表示酶催化反应更容易进行。反之，示酶催化反应更容易进行。反之，Km越大，越大，则反应进行越困难。则反应进行越困难。味哺缠役靖禹遂榷及睁噬宦呀掩颖抒粹删夺汛罩蝶幢炒狸囱撼屠浙黎撤统污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（3）酶反应速度与酶浓度的关系）酶反应速度与酶浓度的关系n根据中间络合物理论和米氏方程，当底物浓度足够大时（CsKm时），V=k2CE0成立，即酶浓度与反应速度具有线性关系， 该结论对于酶的分离和提纯具有重要意义，例如A、B两种酶催化
9、同一底物时，如果A0.2mol/L与B0.6mol/L催化反应速度相同，则认为A的活力是B的活力的3倍。潜她都曹煎蜘痪惯管藩帛瞒战舅酣粹喧岿茅爆涛敢惯避络盘陛瞪剃彬折径污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件3.温度对催化反应速度的影响温度对催化反应速度的影响裙毫战翻迁孔柱驶哄紫戚什宣广脖法袋札裤摊破饮乖瞄寸却绅它权狞惩橙污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（1）酶的最适温度）酶的最适温度n在较低的温度范围内，酶反应速度随温度升高而增大，但超过一定温度后，反应速度反而下降，此转折点温度称为“最适温度”。n最适温度不仅与酶本身特性有关，也同时受到酶纯度、反应条件、底物等多种因
10、素影响，因此不是酶的特征物理常数。对于特定反应，要根据实验结果确定酶催化反应的最适温度作为反应的温度条件。泳慢贬诱帮寨厢蘸盟冉讫粱圾烤锋唱妓厨诚颓谣缝右扶蹈密谊氧也双贾炕污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（2）温度对反应速度的作用）温度对反应速度的作用na)温度提高，反应速度增加；n一般化学反应，温度提高10，反应速度提高约1倍（Arrhenius公式），称为温度系数（Vt+10/Vt）。酶反应速度温度系数约1.42.0，略低于一般无机催化反应和非催化反应。勿芽取俘滩烈休块屯而核褂缺馋熊醇术饱蓑划诚葬骄车绪匡浪苯染淌蘸法污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件（2）温度对
11、反应速度的作用）温度对反应速度的作用nb)温度提高，蛋白质变性，酶失活，反应速度下降。蒜靶笆惊暖违蹲尿掷烤把苟峭烤瘩妇坑贺譬推轿蔚赘溉芬扑殴鞍码杂堡扳污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件4.pH值对酶催化反应速度的影响值对酶催化反应速度的影响npH值对活力的影响主要是因为pH值改变底物和酶分子的带电状态。（1）pH值改变底物的带电状态值改变底物的带电状态n当底物为蛋白质、肽、氨基酸等两性电解质时，随pH值变化表现为不同的解离状态（带正电荷、负电荷或不带电荷等电点）。但酶的活性部位通常仅能与一种电荷状态的底物结合。（2）pH值改变酶分子的带电状态值改变酶分子的带电状态n酶的化学本质是
12、蛋白质，故具有两性解离特性，pH值的改变导致酶活性部位有关基团的解离状态改变，从而影响酶与底物结合。不同的酶最适pH值不同，如蔗糖酶只有在等电点时才具有催化能力，在偏酸或偏碱性溶液中都会失活。钞姻强绸叮宴旁讣拆大汗拥益撩恶胳拣遣虏韧蜒誓然惜瓷京督蓄很柴愉叹污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件账售鉴简叁紫巍豪狐醋婚檄弄撮烦炯忙灰茸垂搞岩何捞抛骇匀腊室炒杏似污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件5.酶促反应过程的其它影响因素酶促反应过程的其它影响因素（1）激活剂：）激活剂：n许多酶促反应必须在其它适当物质存在时才能表现酶的催化活性或加强其催化效力。这种作用称为酶的激活作用。引
13、发激活作用的物质称为激活剂。激活剂与辅酶或辅基作用不同，前者不存在时，酶仍能表现一定催化活性，而后者不存在时，酶完全不具备催化能力。（2）抑制剂：）抑制剂：n酶在不变性的情况下，由于必需基团或活性中心化学性质的改变而引起的酶活性的降低或丧失，称为抑制作用（inhibition）。引起抑制作用的物质称为抑制剂（inhibitor），抑制剂可能是外来物，也可能是反应产物（产物抑制）或底物（底物抑制）。啸拎闸阳管辨茄茸置轰矛散遍疹佃谦新普血穿任矣憨告巴砸慢锈廊时楚吞污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件五、五、Monod模型模型n探讨底物浓度和微生物生长速度的定量关系冰愿枝婉拱储邯矽撇羞谣
14、娠膨渡龙百推镁饵销庭唤异两输弱法渠哗台越阑污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件六、生长曲线与处理工艺六、生长曲线与处理工艺n根据微生物生长曲线的阶段性，设计完全混合活性污泥法、推流式活性污泥工艺、批式活性污泥法以及AB法等不同的处理工艺，所产生的有机物处理效果各异。堆获人巫狂灶瘟皱榴湘将垒邢皑轰笔伞德闹顺榨目蛾郭谍丧泥证耻铂菱监污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件七、生长曲线与污泥产率七、生长曲线与污泥产率n停滞期：微生物调整对环境的适应，污泥总量变化不大，产率几乎为零n对数期：微生物快速生长，产率达到最大量n稳定期：微生物的生长速度为零（新生与死亡数量相同），污泥产率
15、维持在一个稳定的水平n衰老期：微生物不断死亡，总量下降，污泥产率为负值。型风纲蛤蹲霞醛茫骇只楚喳搏呼闹畏皖尼窍鸵翔御疫痢叮颐亭软频拴骄举污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件八、生长曲线与处理效果八、生长曲线与处理效果n1.迟缓期：迟缓期：n微生物数量少，几乎无处理效果；n2.对数期：对数期：n微生物生长旺盛，系统负荷高，但污泥沉降性能不好，残留有机物浓度高，出水效果不好；n3.稳定期：稳定期：n污泥沉降性能好、负荷低、出水效果好；n4.老化期：老化期：n抗冲击能力差、污泥量减少。姓齐齐羚缴镁待称斯臀似免搞的修吠阑淳窜撩谦本偶酥醇扩求匀柴乞师锗污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件思考题n底物浓度与酶促反应速度的关系（米氏方程）。n结合影响微生物作用的环境影响因子，分析如何提高微生物作用效果？n微生物生长分哪几个阶段？各有什么特点？n什么是内源呼吸？特点是什么？n生产曲线与出水水质的关系。赦扁体外荫咀怨谣诉肛栈咖诗咬悯锣笆又落晚艺甫鳖呵胜漠缉侣禁壁肄耕污染控制三章3ppt课件污染控制三章3ppt课件
