污染控制工程中微生物學(xué)基本知識(shí).pptVIP

第三章 污染控制工程中微生物學(xué)基本知識(shí),第一節(jié)：廢水好氧處理微生物 第二節(jié)：廢水厭氧處理微生物 第三節(jié)：固體廢棄物生物處理的主要微生物 第四節(jié)：環(huán)境因子對(duì)微生物處理效果的影響 第五節(jié)：微生物生長(zhǎng)曲線及其應(yīng)用,第一節(jié) 廢水好氧生物處理微生物,細(xì)菌 真菌 微型動(dòng)物 微型藻類,細(xì)菌（Bacteria）,細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短（細(xì)胞直徑約0.5m，長(zhǎng)度約0.55m）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物,是給水與廢水處理中最重要的一類微生物，廢水處理的主力軍！,細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小,1.細(xì)菌的形態(tài) （1）球狀 （2）桿狀 （3）螺旋狀 （4）絲狀（僅有少數(shù)）,球菌,葡萄球菌,右圖自上而下： 雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌,桿菌,細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長(zhǎng)度則常因培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。,桿菌的幾種形態(tài),球桿菌,鏈桿菌,雙桿菌,細(xì)菌的大小以m計(jì)， 如：大腸桿菌（E.Coli）長(zhǎng)2 m，寬0.5 m ，1500個(gè)相當(dāng)一粒芝麻長(zhǎng),2 .細(xì)菌的大小,細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),細(xì)菌是單細(xì)胞微生物。 所有細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁，原生質(zhì)體。 原生質(zhì)體包括：細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物，擬核 部分細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用片層,細(xì)菌細(xì)胞構(gòu)造模式圖,在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，雖然沒(méi)有細(xì)胞核，仍然有核物質(zhì)，核物質(zhì) DNA 盤(pán)繞成一團(tuán)，用染色方法可以看到，稱擬核。,酵母菌的形態(tài),基本形態(tài)：球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形等。 特殊形狀：假菌絲。 假菌絲是由酵母菌在繁殖時(shí)子細(xì)胞沒(méi)有脫離母體而與母細(xì)胞線連成鏈，形成假絲狀。,假絲酵母菌與白地霉(1.細(xì)胞；2.假菌絲),酵母菌的大小,比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般直徑為15微米，長(zhǎng)約530微米。 如釀酒酵母(Saccharomyc es cervisiae)細(xì)胞大小為2.510m4.521m。,酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖,1.菌膠團(tuán)細(xì)菌 （1）形成、種類： 由于微生物對(duì)于底物的選擇性不同，隨著廢水的種類不同而異 （2）作用：吸附 （3）菌膠團(tuán)形成機(jī)理： 膠體機(jī)制學(xué)說(shuō)/纖維素學(xué)說(shuō)（含碳的多糖類基質(zhì)）,廢水處理的主力軍：細(xì)菌,（4）菌膠團(tuán)細(xì)菌的作用 I. 是構(gòu)成活性污泥凝絮體的主要成分 II. 有很強(qiáng)的吸附、氧化分解有機(jī)物的能力 III. 保護(hù)作用，防止被微型動(dòng)物所吞噬，在一定程度上免受毒物的影響 IV. 有很好的沉降性能，使混合液在二沉池中迅速地完成泥水分離,1.菌膠團(tuán)細(xì)菌,2.絲狀細(xì)菌 是活性污泥的重要組成部分，但含量相對(duì)較少 有很強(qiáng)的氧化分解有機(jī)物的能力，起到一定的凈化作用 廢水處理主要利用微生物的同化作用，是否有利于細(xì)菌的分離取決于細(xì)菌轉(zhuǎn)化有機(jī)物的能力,廢水處理的主力軍：細(xì)菌,存在環(huán)境與水質(zhì)有關(guān)：高碳、低pH條件工業(yè)廢水中，存在少量真菌 對(duì)于某些有機(jī)物具有獨(dú)特的降解能力，但可能造成污泥膨脹（真菌的量很大時(shí)） 世代遺傳周期長(zhǎng)，適應(yīng)能力不如細(xì)菌,真菌,微型動(dòng)物,占污泥總生物量的5%-10%或沒(méi)有（在一些工業(yè)廢水中），體形較大，易于與微生物區(qū)分，部分微型動(dòng)物如輪蟲(chóng)，通常在水質(zhì)較好時(shí)出現(xiàn)，在廢水處理中起到“指示微生物”作用。,原生動(dòng)物的一般特征,1.概念 動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞動(dòng)物。 動(dòng)物學(xué)中列為原生動(dòng)物門(mén)。,淡水阿米巴（變形蟲(chóng)）,2.大小 10300m 3.細(xì)胞結(jié)構(gòu) 單細(xì)胞生物，無(wú)細(xì)胞壁，有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核有核膜,4.功能 有獨(dú)立生活的生命特征和生理特征。 如：攝食、營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄、生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)即對(duì)刺激的反應(yīng)等 各種功能由相應(yīng)的細(xì)胞器執(zhí)行。,根據(jù)藻類的光合色素的種類、個(gè)體形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生殖方式和生活史等分為10門(mén)： 原核：藍(lán)藻門(mén) 真核：裸藻門(mén)、綠藻門(mén)、輪藻門(mén)、金藻門(mén)、黃藻門(mén)、硅藻門(mén)、甲藻門(mén)、紅藻門(mén)及褐藻門(mén),微型藻類,能有效去除廢水中的N和P！,依靠光合作用完成能量和物質(zhì)的代謝,生長(zhǎng)環(huán)境,生長(zhǎng)在有機(jī)物豐富的靜止水體或緩慢的流水中，對(duì)溫度的適應(yīng)范圍廣，大量繁殖時(shí)形成綠色、紅色或褐色的水華,是水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物,石莼,綠管滸苔,團(tuán)藻,錯(cuò)綜根枝藻,刺松藻,不同形狀的綠藻,綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體,綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物作用,一、厭氧微生物的研究發(fā)展簡(jiǎn)史,1630年，海爾曼首次發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)厭氧消化產(chǎn)生甲烷氣體； 1901年，荷蘭學(xué)者索琴觀察到低級(jí)脂肪酸可轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳； 1947年，荷蘭學(xué)者施納倫分離出產(chǎn)甲烷菌的純培養(yǎng)物，即甲酸甲烷桿菌和巴氏甲烷八疊球菌；,第二節(jié) 廢水厭氧生物處理微生物,二、厭氧生物處理微生物的主要類群,1.產(chǎn)酸細(xì)菌作用： 將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子量的有機(jī)酸、醇等物質(zhì)；（對(duì)付大分子有機(jī)物） 2.產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用： 將小分子有機(jī)酸、醇等物質(zhì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和CH4；（對(duì)付低碳的小分子有機(jī)物）,三、產(chǎn)酸菌的種類和特征,產(chǎn)酸細(xì)菌包括專性厭氧菌和兼性厭氧菌，約18個(gè)屬、50多種。 一般滿足產(chǎn)甲烷菌的消化池條件均能保證產(chǎn)酸菌的正常生長(zhǎng)。,（1）甲烷細(xì)菌具有高度?；?嚴(yán)格的厭氧生長(zhǎng)條件，只能通過(guò)還原CO2形成甲烷途徑獲得生長(zhǎng)能量，還原過(guò)程中氫或甲酸鹽為電子供體； （2）甲烷細(xì)菌對(duì)底物的要求極為嚴(yán)格 甲烷細(xì)菌只能從C1化合物或乙酸與H2產(chǎn)生甲烷。C2以上的醇和C3以上的酸必須在與產(chǎn)甲烷菌共生的非甲烷細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镃1化合物、乙酸或H2，才能被甲烷細(xì)菌利用產(chǎn)生甲烷； （3）甲烷菌世代時(shí)間較長(zhǎng)，一般4-6d繁殖一代。,四、甲烷細(xì)菌的種類和特性,五、厭氧微生物群體間的關(guān)系,1.不產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供生長(zhǎng)和產(chǎn)甲烷所需要的基質(zhì) 2.不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造適宜的氧化還原條件 3.不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌清除有毒物質(zhì) 4.產(chǎn)甲烷菌為不產(chǎn)甲烷菌生化反應(yīng)解除反饋抑制 5.不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷菌共同維持環(huán)境中適宜的pH值,六、顆粒污泥,最重要的特征：具有高的沉降速度和高的比產(chǎn)甲烷活性 具有相對(duì)規(guī)則的球形或橢圓形外觀，成熟的污泥表面清晰，色黑或黑灰，直徑多在0.5-5.0mm； 表面有孔隙，為底物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氣體的通道（每一個(gè)顆粒便是一個(gè)完整的系統(tǒng)）； 產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌交錯(cuò)分布，水解菌和產(chǎn)酸菌在顆粒外圍居多，產(chǎn)甲烷菌多分布在顆粒