水处理微生物(2.3)

1、水处理微生物 (2.3)宛 立第一节 真核微生物概述n定义：是一大类细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。n种类：包括真菌、显微藻类、原生动物、微型后生动物第二节第二节 酵母菌（酵母菌（Yeast）酵母菌酵母菌是一群单细胞单细胞的真核微生物真核微生物，泛指能发酵糖类的各种单细胞的真菌。通常用于以芽殖进行繁殖单细胞真菌。 n个体形态：卵圆、圆、圆柱、梨形等单细胞，其细胞直径一般比细菌粗10倍左右，外围有明显的细胞壁。酵母菌无鞭毛无鞭毛，不能游动。有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。n分布：偏酸的含糖环境：水果、蜜饯表面和果园土壤n应用

2、：酿酒、构造基因工程菌、用于生产、污水处理领域在废水处理中的应用前景在废水处理中的应用前景 n可用于处理高浓度的有机废水，能快速分解某些有机物，去除COD与BOD产生大量酵母蛋白，可作为饲料蛋白。n可将大部分的烷烃转变成细胞物质。n对某些难降解的物质及有机毒物有很强的分解能力，如假丝酵母与丝孢酵母能分解废水中的酚。n酵母菌酵母菌具有能将美蓝还原为无色的特点，能否将其应用在印染废水的生物处理值得研究。 第三节 霉菌（Mold） n霉菌是丝状真菌的一个俗称，通常指菌丝体菌丝体发达又不产生大型子实体结构的真菌。是多细胞的腐生或寄生的丝状菌，具有一种由分枝的、丝状的菌丝所组成的叶状体。形态结构 n营养

3、菌丝和气生菌丝。n霉菌营养体的基本单位是菌丝，内部有隔膜。n霉菌菌丝直径约为2-10m，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。 在废水处理中的应用前景在废水处理中的应用前景1、霉菌对复杂有机物（纤维素、木质素纤维素、木质素等）具有很强的分解能力。2、霉菌既能产生有机酸，也能产生氨去调整酸碱度，某些种类可以生存于pH值1-10之间的环境，对工业废水的生物处理有重要的意义。3、镰刀霉等能有效地氧化分解无机氰化物无机氰化物（CN-）,去除率可达到90%以上。但对有机氰化物（腈）的处理效果则差些。4、在生物滤池的生物膜内，真菌能形成广大的网状物，可能起着结合生物膜结合生物膜的作用。5、在活性污泥中大量繁

4、殖，会引起污泥膨胀。 第四节第四节 藻类藻类n具有光合作用的色素，并能独立生活的自养低等植物。种类很多，有单细胞，也有多细胞，有单个球状的，有球状排列成链或成团堆的，有丝状体的及其他形态的。 裸甲藻属 团藻属 夜光藻夜光藻Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy 1921藻体近圆球形，直径1502000m。细胞壁透明，具一条长触手，细胞内原生质淡红色。世界性的赤潮生物，我国沿海均有分布。藻类的分类n1绿藻：一种细胞或多细胞的绿色植物，色素以叶绿素为主，含有叶黄素和胡萝卜素。 小球藻小球藻 2硅藻：单细胞或多细胞的群体，含有黄色素，叶绿素和

5、胡萝卜素。细胞壁中含有大量的硅质。3金藻 ：单细胞、群体、分枝丝状体。鞭毛12条。污水污水 溶解氧溶解氧 藻类群体藻类群体藻类光合藻类光合作用作用细菌光细菌光合作用合作用菌体菌体 CO2+H2O+NH3 光光 1、危害：影响水质，影响水厂的过滤，可以产生臭味。2、藻类光合作用放出的氧气则可被好氧微生物利用，去氧化分解水中的有机污染物。废水处理的氧化塘主要是利用藻类来供应氧气的。作用见图。藻类在给水排水工程中的作用藻类在给水排水工程中的作用(氧化塘氧化塘)第五节第五节 原生动物原生动物n原生动物是有单个细胞构成的最原始、最低等的单细胞动物。n体型微小，长约30300m 。一、结构特征一、结构特征

6、n原生动物在形态上虽然只有一个细胞，但在生理上确是一个完善的有机体n行动胞器通过鞭毛、纤毛、伪足等来完成运动n消化、营养胞器动物性营养、植物性营养、腐生性营养n排泄胞器伸缩泡n感觉胞器行动胞器，或是眼点二、原生动物的分类二、原生动物的分类1、肉足类： 体表为一层极薄质膜，细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食器官。 阿米巴变形虫 太阳虫 2、鞭毛类以鞭毛为运动器，在自然界中，生活在腐化有机物较多的水体内。在废水处理厂曝气池运行的初期阶段，也往往出现。梨波豆虫 跳侧滴虫 活泼锥滴虫3、纤毛类 周身表面或是部分表面布满纤毛，纤毛有节奏地摆动，作为行动或是摄食的工具。肾形虫 漫游虫 累枝虫 钟虫

7、 三、原生动物在废水生物处理中的作用（一）对废水净化的影响1、对水中有机物的净化起一定的积极作用，但是以细菌为食，可能影响去除率。2、纤毛虫可促进生物絮凝作用。能分泌一些促进凝聚的糖类和黏朊。3、纤毛虫大量吞食细菌，特别是游离细菌，可改善生物处理法出水的水质。（二）作为指示生物不同种类的原生动物对环境条件的要求不同，对环境变化的敏感程度也不同，利用原生动物种群的生长情况，可以判断生物处理构筑物的运转情况及废水净化的效果。1、原生动物种类的组成、原生动物种类的组成 初期：鞭毛虫和肉足虫；若钟虫出现，活性污泥已成熟，充氧正常；有柄纤毛虫数量最多时，污泥的性能良好；固着纤毛虫减少，游泳纤毛虫突然增加

8、，说明处理效果将变坏。2、种类的数量变化、种类的数量变化 在活性污泥的培养和驯化阶段中，原生动物的种类的出现和数量的变化往往按一定的顺序进行。当活性污泥法曝气池的有机负荷、曝气时间、有机物去除率等大幅度变化时，种类组成差别相当小，而各主要种类的数量变化很大。钟虫：充氧不正常；尾柄脱落：环境条件恶化；含硫废水：普通钟虫大大减少，等枝虫正常生活。3、各种群的代谢活力的变化、各种群的代谢活力的变化 环境适宜时，纤毛虫裂殖生殖；食物不足、有毒物质超过忍受限度，接合生殖。四、活性污泥中的原生动物的作用1、促进细菌活力，提高出水水质；2、分泌生长因子和降解胞外聚合物；3、优化基质的碳氮磷比率；4、导致细菌

9、形态和生长方式的改变；5、促进营养物质和氧气的扩散；6、促进絮凝。第六节第六节 微型后生动物微型后生动物也叫多细胞动物也叫多细胞动物 一、轮虫 一定的净化作用，可作为指示生物。轮虫：活性污泥处理效果好，太多：破坏污泥结构，使污泥松散而上浮。大量繁殖，阻塞水厂的砂滤池。 二、甲壳类动物n以细菌和藻类为食，利用甲壳类动物去除多余的藻类与净化水质。n大量繁殖，阻塞水厂的砂滤池。三、其它小动物1、线虫可同化其它微生物不易降解的固体有机物，在活性污泥与生物膜中都可以发现。2、摇蚊幼虫、蜂蝇幼虫和颤蚯蚓作为研究河川污染的指示生物。3、在无毒废水的生物处理过程中，无动物生长，说明溶解氧不足。四、在污泥减量化

10、中的应用主要是由于摄食导致污泥减量的程度。这类微型动物主要有：原生动物、轮虫等体型较小的微型动物；环节动物与软体动物等体型较大的微型动物。一、病毒的特点1不具有细胞结构，可把它们视为核蛋白分子。2一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA；和蛋白质外壳构成。第五章 病毒 二、病毒的分类 1、原核微生物的病毒噬菌体2、植物病毒3、人类和脊椎动物病毒4、昆虫病毒三、病毒的形态和结构 1、病毒的大小：10nm以上2、形状：球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。 痘苗病毒 埃博拉病毒 口疮病毒 3、基本结构 病毒核酸+蛋白质衣壳 内部蛋白质+DNA领尾鞘

11、基片尾丝刺突四、病毒的繁殖（了解）1、吸附吸附 噬菌体尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受点接触，附着在受体上，使刺突、尾板固着于细胞表面。2、侵入与脱壳、侵入与脱壳 吸附后，分泌一种能水解细胞壁的酶，使细菌细胞壁产生一个小孔，尾鞘收缩，将尾管推入细胞壁和细胞膜中，头部核酸通过尾管注入，蛋白质外壳留在外面。3、复制与合成、复制与合成 核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞代谢机能，大量复制噬菌体核酸与蛋白质4、装配与释放、装配与释放 在增殖过程中形成的各部件，组装成完整的病毒粒子。病毒粒子成熟以后，引起寄主细胞裂解，释放出病毒粒子。第一节 微生物的营养营养营养:是指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需

12、的能量和物质，已满足正常生长和繁殖需要的一种基本生理功能。第六章 微生物的生理特性 一、微生物的营养物质能源能源水水无机盐无机盐碳源碳源氮氮源源生长因子生长因子营养物质营养物质1 水n溶剂作用。所有物质都必须先溶解于水，然后才能参与各种生化反应，水是活细胞中各种生化反应的介质。n水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和加水。n运输物质的载体。营养物质、代谢产物都必须溶于水中才能被运输。n可调节细胞的温度，水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体。2 2 碳源碳源 提供细胞提供细胞组分或代组分或代谢产物中谢产物中碳素来源碳素来源的各种营的各种营养物。养物。 有机碳源：蛋白质、氨基酸、核酸、糖类

13、、有机酸、醇、脂等。异养微生物无机碳源：CO2 、NaHCO3 、CaCO3 等。自养微生物A.构成细胞骨架和代谢物质中碳素的来源B.为微生物进行生命活动提供能量。3 3 氮源氮源凡能够提供微生物生长繁殖所需要氮元素的营养源有机氮源：蛋白质、蛋白胨、尿素、氨基酸、牛肉膏等无机氮源：NH3、铵盐、硝酸盐、N2等A.构成蛋白质和核酸的主要元素B.为细胞提供生命活动所需的能源。磷源与硫源分别提供核酸和蛋白质的合成原料4 能源n能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能能源能源化学物质化学物质辐射能辐射能有机物有机物无机物无机物5 生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能利用简单的碳、

14、氮源自行合成的有机物通常包括维生素、氨基酸、碱基 等。6 无机盐（矿质元素）无机盐（矿质元素）主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。 大量元素：10-310-4mol/ml：P、K、Mg、Ca、S、Na；微量元素：10-610-8mol/ml：Fe、B、Cu、Zn、Mo、Co构成细胞的组成成分；酶的组成成分；酶的激活剂；维持适宜的渗透压；自养型细菌的能源。二、微生物的营养类型指根据微生物生长所需要的主要营养要素即能源和碳源的不同，而划分的微生物类型。n自养型微生物自养型微生物。没有有机物时，同化CO2n异养型微生物异养型微生物。利用有机物进行生长n光能营养型微生物光能营养型微生物。光

15、照和厌氧条件下，利用光能生长。n化能营养型微生物化能营养型微生物。黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长 1.光能无机营养型（光能自养型）光能无机营养型（光能自养型） 2.光能有机营养型光能有机营养型 （光能异养型（光能异养型 ）3.化能无机营养型（化能自养型）化能无机营养型（化能自养型） 4.化能有机营养型（化能异养型） 能以CO2为主要唯一或主要碳源，以光作为能源，进行光合作用获取生长所需要的能量 CO2不为主要或唯一的碳源；碳源也可来自有机物，以有机物作为电子供体，利用光能将CO2还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理。

16、属于这类营养类型的微生物很少。 生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH2或NO2-等无机物作为电子供体使CO2还原成细胞物质。 有机物通常既是碳源也是能源。 生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。大部分细菌都以这种营养类型生活和生长。 三、培养基三、培养基 n1、培养基的概念和配制原则培养基培养基是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。1）选择适宜的营养物质 2）营养物质浓度及配比合适 3）物理化

17、学条件适宜 4）经济节约 2、培养基的类型、培养基的类型n按化学成分组分的不同来分天然培养基合成培养基半合成培养基。n按外观物理状态来分液体培养基、固体培养基、半固体培养基 n按用途分：基础培养基基础培养基： 在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为基本培养基。2216E，营养琼脂加富培养基和富集培养基加富培养基和富集培养基 是根据微生物的营养要求人为地强化投加多种营养物质，从而可大量促进微生物生长的培养基。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，或用于从环境中富集和分离某种微生物。如从黑鱼的肠道富集海洋酵母 鉴别培养基鉴别培养基 是一类根据微生物的代谢反应或其产物的反应特性而设计的，可借助肉眼直接判断微生物种类的培养基。 选择培养基选择培养基 按照某种或某些微生物的特殊营养要求而专门设计的培养基。用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基， TCBS3、培养基的配制方法培养基的配制方法适量水分凝固剂营养盐灭菌调节pH值冷却四四 营养物质的吸收和运输方式营养物质的吸收和运输方式n2、