污水处理原理第二讲.pptVIP

5-3 细菌的生理;;1.1.2细菌所含次要生物元素;表5-2细菌所含次要生物元素; ;2.细菌的生长环境;2.3氧 细菌生长是否需要分子态的氧，可以分为：;（1）光能自养细菌：以光为能源，CO2为碳源 （绿色硫细菌、红色硫细菌） （2）光能异氧细菌：以光能源，有机物为碳源 （ 红色非硫菌) （3）化能自养细菌：化学能、CO2 ( 硝化细菌、硫黄细菌） （4）化能异氧细菌：以有机物作能源和碳源 （脱氮细菌、一般好氧氧化、硫酸盐还原菌）;代谢：在活体系中所发生的一切化学的或物理的变化。包括营养物的转化、废物的排除、能量的转化、合成及降解过程及其他活生物的功能。 对细菌而言，代谢发生在一个细胞之中，代谢反应几乎全部是由酶催化的。 酶是一类具有高效率、高度专一性和严格受调节控制的高分子生物催化剂。 绝大部分酶是蛋白质；某些RNA有催化活性。 酶的特性 ①高效性 ②专一性 ③酶易失活 ④受各种因素调控 ;（1）氧化还原酶：催化氧化还原的酶 脱氢酶： A-2H + B = A + B-2H 氧化酶： A-2H + O2 = A + H2O2 （2）转移酶：在一个底物官能团转移到另一底物的反应中起催化作用的酶。 A-B + C = A + B-C （3）水解酶：对大分子加水后催化分解成许多小分子的酶 A-B = H2O = A-OH + B-H （4）裂解酶：催化非水解反应的酶 A-B = A + B （5）异构酶：催化异构反应的酶 A = B （6）合成酶 A + B + ATP = A-B + ADP(AMP) + Pi(PPi) ;5-4 单个细菌的模型; 1.1 扩散区 扩散区是指细胞壁外粘液层的部分，其表面积为adcm2 底物通量为： 式中下标d表示扩散区，dC/dr表示沿半径r方向的浓度梯 度，D表示分子扩散系数，rd表示扩散区的外半径。 1.2 透酶区 透酶区位于扩散区内面，在这区域内细胞膜的透酶起运输作用。较大底物分子（碳源）需要靠透酶的运输才能通过代谢区域，小分子（如O2）能通过扩散直接进入代谢区，这时的细菌模型就可用上图b来表示，即a图中的透酶区厚度退化为零了。 ; 透酶区通量： 式中：下标p表示透酶区，ap及Kp为两个常数，C’为透酶区外的底物浓度。 1.3 代谢区 代谢区指细胞膜内的区域，这一区域进行代谢活动。 代谢区底物消耗速率： 式中am和Km为Michaelis-Menten方程的常数，C’’表示代谢区中底物浓度 ;2. 被动运输与主动运输;3.稳定状态的保持; 当包含透酶区的运输,且 那么消耗速率由主动运输控制 则C’’必须永远小于C’才能保持稳定状态 同理，当 时C’’必须永远大于C’ ; 只有当情况为 时，主动运输和被动运输可以同时存在;5-5细菌的增殖; 增代时间是指细菌培养物的各种成分都增为原来的二倍所需要的时间，它与增殖率常数的关系： 增值率常数与限制营养物浓度的关系： 细菌生长曲线 生长曲线共分为滞后期、指数生长期、静止期和死亡期这四个期。; ;2 连续培养物 连续培养器：保持连续培养物中的细菌连续处于指数增长期，同时又控制细菌总量不变 恒化器：控制培养液中某一营养物质浓度为恒定值，从而控制细菌增值率（间接控制） 恒浊器：控制培养物溢流浊度来控制细菌增殖。（直接控制）;恒化器示意;稳态的营养物浓度 ： 稳态的细菌克数 ： 产率因数Y随μ的变化而变化：