《废水生物处理》第三章微生物生物化学.ppt

《废水生物处理》第三章微生物生物化学
第三章 微生物生物化学
§ 细菌的营养与生长环境
1 细菌营养类型
营养物质的作用不仅仅在于为细菌提供生物元素，而且还为细菌生命活动提供能源。可分为光能和化能两种营养类型。
1）光酶对底物的亲和力降低，因此透酶的这种变构需要能量；第三，运输并释放到细胞内的底物性质不发生改变。只有生活的细胞才具有这种功能，通过主动运输可以使得细胞在底物浓度很低的情况下，获得浓度增加几百倍的营养物质。
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图3-1 大肠杆菌细胞内乳糖浓度与细胞外乳糖浓度间的运输关系
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3 细菌的生长环境
细菌的生长繁殖，除了需要必须的营养物质和对氧的要求外，还需要其他适宜的环境条件，如温度、酸碱度、无毒环境等。废水处理中，把有计划、有目的的控制细菌的生长条件，使细菌遗传有利于处理某种废水的定向诱导过程叫驯化。在工业废水的生物处理中，往往要利用细菌对营养要求、温度、pH值和耐毒力的变异，以改善处理效果。
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（1）温度 温度对细菌有广泛的影响。大多数细菌生长适宜的温度为20～40℃。但有的细菌喜欢高温，适宜的繁殖温度是50～60℃，有机污泥的高温厌氧消化就是利用这一类细菌来完成。按照温度的不同，可将微生物（主要是细菌）分为低温、中温和高温菌三类。
低温，在零度时，细菌并不死亡，只有在频繁的反复结冻和解冻的条件下，才会使细胞受到破坏而死亡，但是低温可降低细菌的代谢活动，温度逐渐升高后，细菌会慢慢恢复活性。
类别
生长温度（℃）
备注
最低
最适
最高
低温性微生物
-5～0
10～20
25～30
水生微生物
中温性微生物
5～10
20～40
45～50
大多数腐生性微生物以及所有寄生性微生物
高温性微生物
25～45
50～60
70～80
土壤、堆肥、温泉中的微生物
表3-5 微生物对于温度的适应性
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（2）pH值 每一种细菌生长时都要求一定的环境pH条件，～，有些绝对厌氧菌（如产甲烷菌）～。pH值对细菌生长的影响，主要是可以改变底物和菌体酶蛋白的带电状态。当底物为蛋白质、肽类或氨基酸等***电解质时，随着pH值的变化表现出不同的解离状态，而菌体内酶的活性部位只能作用于底物的某一种解离状态。酶蛋白质具有***解离特性，pH值的改变会改变酶活性部位上有关基团的解离状态，从而影响酶与底物的结合。
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（3）氧化还原电势 各种细菌生活时要求的氧化还原条件不同。氧化还原条件的高低可用氧化还原电势E来表示。
～，；；对于兼性细菌来说，，进行需氧呼吸，，则进行厌氧呼吸。
在废水生物处理的一般运转情况下，需氧的活性污泥法系统，E常在200～600mV之间。生物滤池（高负荷）法滤池出水的E随着滤池处理效率的降低，自311mV降至-39mV，二次沉淀池出水E可降至-89mV，这是由于氧的消耗和还原性物质如氢的硫化氢的产生造成的。厌氧生物处理中污泥消化池中E值常保持在-100～-200mV的范围内。
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（4）光线 除少数光和细菌外，大多数细菌不需要光线。许多微生物在日光直接照射下容易死亡，细菌更是如此。能起杀菌作用的光主要是紫外线。菌体内蛋白质和核酸都有高度吸收紫外线的能力，紫外线杀菌力最强的波长260nm正是核酸吸收的光谱。紫外线照射造成部分核酸的损伤，细菌细胞内RNA发生突变，对微生物的诱变育种具有重要意义。
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（5）压力 压力对细菌的作用可分为渗透压、机械压和气体压力。细菌生活在高渗透压溶液中，细胞就要失水，发生质壁分离，影响细胞生命活动甚至死亡。然而在低渗透压溶液中，细菌细胞容易膨胀，甚至破裂。因此培养细菌时，不仅要注意无机盐的种类，还需注意其浓度。
在微生物试验中稀释菌液，%的食盐溶液维持细菌等微生物的正常生活，这种浓度的盐水称为生理盐水。～，～。高浓度的氧压对细菌有害，，