水處理微生物學(xué)(第十二講)課件

1、8.1 水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)一、水中的細(xì)菌及其分布（1）水中細(xì)菌的來源 土壤、污水、垃圾、死的動植物、雨、雪等。（2）水中細(xì)菌的數(shù)量 被糞便污染的水工業(yè)區(qū)、城市附近細(xì)菌多，且有病原菌河水下游，細(xì)菌數(shù)目逐漸下降（3）水中細(xì)菌的分布（不均勻）近岸和湖中心，湖水表面和深水區(qū)，雨前和雨后，湖底淤泥和湖水中。地下水和地表水，深層地下水和淺層地下水。第八章 水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)及水中微生物的控制二、水中的病原細(xì)菌和病毒 水中的病原細(xì)菌極少，大多不是病原細(xì)菌，病原細(xì)菌主要來自腸道。 水中常見的病原細(xì)菌： 傷寒桿菌 痢疾桿菌 霍亂弧菌 腸道傳染病菌 水中常見的病毒： 腸道病毒 （1）傷寒桿菌 三種：傷寒沙門氏菌 副傷寒沙

2、門氏菌 乙型副傷寒沙門氏菌 形狀：桿狀 大?。?.60.7 x 2.04.0 um 癥狀：急、持續(xù)發(fā)熱、肝脾腫大、軀干出現(xiàn)紅腫、腹瀉 特點(diǎn)：不生芽孢、莢膜，周身有鞭毛，革蘭氏陰性菌。 5%石炭酸需5min殺死；60 30min殺死。 感染源：被感染者或帶菌者的尿及糞便， 接觸被污染的物品、食物、水等。（2）痢疾桿菌（細(xì)菌性痢疾） 兩種： 痢疾桿菌（痢疾志賀氏菌） 副痢疾桿菌（副痢疾志賀氏菌） 形狀：桿狀 大小：0.40.6 * 1.03.0 um 癥狀：急性腹瀉，大便中有血及黏液。菌重，菌輕 特點(diǎn)：不生芽孢、莢膜，沒有鞭毛，革蘭氏陰性菌。 1%石炭酸 30min殺死； 60 10min殺死。（

3、3）霍亂弧菌 形狀：彎曲桿狀?；蚨袒虼?大?。?.30.6 * 1.05.0 um 特點(diǎn)：不生芽孢、莢膜，一根鞭毛，革蘭氏陰性菌。 1%石炭酸 5min殺死； 60 10min殺死； 耐高堿。 癥狀：輕腹瀉。 重嘔吐，“米湯樣”大便，腹疼，昏迷。 嚴(yán)重的12小時(shí)死亡。 感染源：被感染者或帶菌者的尿及糞便， 接觸被污染的物品、食物、水等，蠅類。防范措施： 改善糞便管理工作； 灌溉前沉淀處理城市生活污水； 砂濾； 消毒 以上三種病原菌和病毒用一般的加氯消毒均可除去。目前一般水廠的加氯量只能殺死腸道傳染病菌及腸道病毒。三、大腸菌群和生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)（一）大腸菌群作為水衛(wèi)生指標(biāo)的意義（1） 進(jìn)行細(xì)

4、菌衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)的目的 保證水中不存在腸道傳染病的病原菌；天然水體中的病原菌很可能是受糞便污染帶入；只檢測水中是否有腸道正常細(xì)菌存在，而不直接檢測水中的病原菌。（2）腸道正常細(xì)菌 三類： 大腸菌群 腸球菌 產(chǎn)氣莢膜桿菌（4） 選作衛(wèi)生指標(biāo)符合的要求 該細(xì)菌生理特性與腸道病原菌類似，在外界存活時(shí)間基本一致； 該種細(xì)菌在糞便中的數(shù)量較多； 檢驗(yàn)技術(shù)較簡單。（5）大腸菌群作為檢驗(yàn)水的衛(wèi)生指標(biāo)腸菌群的生理習(xí)性與病原菌相似，并且外界存活時(shí)間基本一致；腸球菌在外界存活時(shí)間比病原菌短；產(chǎn)氣腸桿菌存活時(shí)間時(shí)間長。 大腸菌群在人糞便中數(shù)量很大。 健康人5000萬個(gè)/克糞便，生活污水3萬個(gè)/毫升。 檢驗(yàn)技術(shù)不復(fù)雜

5、。（2） 形態(tài)特性 革蘭氏陰性菌，無芽孢，無莢膜；有鞭毛；短桿菌，端部鈍圓。（3）生理特性 兼性好氧； 適宜pH 中性（4.59.0）； 分解葡萄糖、甘露醇、乳糖，產(chǎn)酸產(chǎn)氣； 遠(yuǎn)騰氏培養(yǎng)基或伊紅美蘭培養(yǎng)基上形成特征菌落。（4） 用于檢測的有機(jī)物（人糞便中存在大量的E.coli）葡萄糖、甘露醇 溫度：43 45 檢出：大腸桿菌、副大腸桿菌； 產(chǎn)氣桿菌、枸櫞酸鹽桿菌不能檢出。 乳糖（檢驗(yàn)的水質(zhì)安全可靠） 溫度：37 檢出：大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌； 副大腸桿菌不能檢出。四、水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)（一）細(xì)菌總數(shù)的測定 方法：將定量的水樣接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，在37溫度下培養(yǎng)24hr后，計(jì)數(shù)生長的細(xì)菌菌落數(shù)，

6、然后根據(jù)接種的水樣數(shù)量就可算出每毫升水中的細(xì)菌數(shù)。 先接種稀釋水樣， 再傾注培養(yǎng)基， 細(xì)菌總數(shù)愈多，污染愈重。 （二）大腸菌群的測定 兩種方法： 發(fā)酵法 濾膜法 發(fā)酵法測定水中的大腸菌群數(shù)（以乳糖作有機(jī)物分解） 三步： 初步發(fā)酵試驗(yàn) 平板分離 復(fù)發(fā)酵試驗(yàn)（1）發(fā)酵法 初步發(fā)酵試驗(yàn) 方法：將水樣置于乳糖液體培養(yǎng)基中，37培養(yǎng)24hr，觀察產(chǎn)酸和產(chǎn)氣情況。 產(chǎn)酸產(chǎn)氣初步確定有大腸菌群。 產(chǎn)酸：溴甲酚紫作指示劑，培養(yǎng)基由紫色變?yōu)辄S色。 產(chǎn)氣：杜氏小管頂端有氣泡 產(chǎn)酸產(chǎn)氣的菌有：大腸菌群 厭氧芽孢桿菌 好氧芽孢桿菌 平板分離將第一步產(chǎn)酸產(chǎn)氣的菌落劃線接種在伊紅美蘭固體培養(yǎng)基表面， 37培養(yǎng)24hr，目

7、的阻止厭氧芽孢桿菌生長。 大腸菌群和好氧芽孢桿菌生長，同時(shí)大腸菌群有特征性菌落出現(xiàn)。革蘭氏染色 取有典型菌落特征的單個(gè)菌落進(jìn)行革蘭氏染色。 大腸菌群：革蘭氏陰性菌、不生芽孢、好氧。 好氧芽孢桿菌：革蘭氏陽性菌、生芽孢、好氧。 復(fù)發(fā)酵試驗(yàn) 將可疑菌落（革蘭氏陰性、伊紅美蘭特征菌落）移接于乳糖液體培養(yǎng)基中，37培養(yǎng)24hr。 產(chǎn)酸產(chǎn)氣者確定為有大腸菌群存在。 厭氧芽孢桿菌水樣接種 產(chǎn)酸產(chǎn)氣 大腸菌群 好氧芽孢桿菌 產(chǎn)生典型菌落（大腸菌群、產(chǎn)氣芽孢桿菌） 革蘭氏陰性無芽孢、大腸菌群 產(chǎn)酸、產(chǎn)氣（陽性管）初步發(fā)酵鑒別培養(yǎng)基，平板分離革蘭氏染色復(fù)發(fā)酵（2）濾膜法 為了縮短檢驗(yàn)時(shí)間，簡化檢驗(yàn)方法，可以采用

8、濾膜法。用這種方法檢驗(yàn)大腸菌群，有可能在 24h 左右完成。濾膜法通常是用孔徑為 0.45 m 的微孔濾膜水樣，細(xì)菌被截留在濾膜上，將濾膜貼在懸著型培養(yǎng)基上培養(yǎng)，計(jì)數(shù)生長在濾膜上的典型大腸菌群落數(shù)。 濾膜上生長的總大腸菌群數(shù)的計(jì)算公式如下：總大腸菌群菌落數(shù)（cfu /100 mL）= 濾膜法的主要步驟如下： 將濾膜裝在濾器上，用抽濾法過濾定量水樣，將細(xì)菌截流在濾膜表面。 將此濾膜沒有細(xì)菌的一面貼在品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基或伊紅美藍(lán)固體培養(yǎng)基上，以培育和獲得單個(gè)菌落。根據(jù)典型菌落特性及可測得大腸菌群數(shù)。 為進(jìn)一步確證，可將濾膜上符合大腸菌群特征的菌落進(jìn)行革蘭染色，然后鏡檢。 將革蘭染色陰性無芽孢桿菌的

9、菌落接種到含糖培養(yǎng)基中，根據(jù)產(chǎn)氣與否來最終確定有無大腸菌群存在。8.2 水中微生物的控制方法一、病原微生物的去除 家庭：水煮沸 自來水廠： 加氯消毒 臭氧消毒 二氧化氯消毒 紫外線消毒（1）加氯消毒（常用） 液氯，漂白粉（2530%有效氯） 有效氯：凡是化合價(jià)高于-1的氯化物都有氧化能力，有效氯表示氯化物的氧化能力。 氯的氧化能力加氯氣后： Cl2 + H2O = HOCl + H+ + Cl- HOCl = OCl- + H+起氧化作用的是： HOCl 中性，擴(kuò)散滲透進(jìn)入細(xì)胞，氯原子殺死細(xì)菌。 OCl- 負(fù)電，細(xì)菌細(xì)胞帶負(fù)電，相斥，難起消毒作用。HOCl與 OCl-量的多少取決于水的pH值：

10、 pH 越低，所含的HOCl越多，因而消毒效果較好。 pH 5，幾乎全是HOCl pH 10，幾乎全是OCl- 水溫降低，HOCl所占比例增大（pH不變時(shí)） 加氯量水消毒時(shí)加氯量分兩部分：需氯量：用于殺死細(xì)菌和氧化有機(jī)物等所消耗的氯量。 余氯量：加入水中的氯用于殺死細(xì)菌和氧化有機(jī)物等消 耗后的剩余部分。保證一定量的余氯的重要性： 保證有持續(xù)的殺菌能力。 我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ 20-76）規(guī)定：加氯接觸30min 后，游離性余氯不應(yīng)低于0.3mg/L，集中式給水，除水廠的出水應(yīng)符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水的游離性余氯不應(yīng)低于0.05mg/L。該規(guī)定適用范圍： 只能保證殺死腸道傳染病菌。一般

11、，pH=7時(shí)，殺死病毒所需余氯量是殺死一般細(xì)菌的220倍，并與水溫成反比。 殺死赤痢阿米巴需余氯310mg/L，時(shí)間30min。 殺死炭疽桿菌需余氯量更大，易形成致癌物三氯甲烷。（2）臭氧消毒（臭氧有強(qiáng)的殺菌力）優(yōu)點(diǎn)：不需長時(shí)間接觸，可殺死細(xì)菌； 對病毒、芽孢有很大的殺傷效果； 不受水中pH等的影響； 除鐵、錳，去臭、去味、去色度。用法：用于消毒過濾水，加量 1mg/L；去色，除臭味，加量45mg/L； 維持剩余臭氧量0.4mg/L，接觸時(shí)間15min。缺點(diǎn)：發(fā)生裝置復(fù)雜，費(fèi)用高，1Kg臭氧耗電1520度。 在水中不穩(wěn)定，易散失。 不能儲藏，邊生產(chǎn)邊使用。（3）二氧化氯消毒 一種氯消毒法，效果

12、優(yōu)于氯，次于臭氧。優(yōu)點(diǎn)：不形成致癌物三氯甲烷; pH610范圍內(nèi)，殺菌效果幾乎不受pH影響; 二氧化氯有很強(qiáng)的除酚能力。反應(yīng)：NaClO2 =ClO2+缺點(diǎn)：NaClO2較貴，而且ClO2不能儲存，生產(chǎn)出來立即 使用；只有水源嚴(yán)重污染一般氯消毒有困難時(shí)才 采用該法消毒。（4）紫外線消毒 能處理的水： 色度低，懸浮雜質(zhì)和膠體物質(zhì)少，水深不超出12 cm ，一般僅在特殊情況下小規(guī)模使用。二、 藻類的去除天然水：病原微生物，藻類（水庫、湖泊）（1）CuSO4去除藻類 投加量： 天然水 0. 3 0.5 mg/L (0.30.5ppm)，藥效長、效果好，幾天殺死大量藻類。但不能去臭。 幾個(gè)mg/L去除

13、水管、構(gòu)筑物內(nèi)軟體動物。（2）漂白粉去除藻類 投加量： 0.51 mg/L (0.51ppm)，殺藻、去臭。8.3 飲用水的生物穩(wěn)定性一、有機(jī)物的來源、危害與生物穩(wěn)定性的提出 （1）水源水中的有機(jī)物的來源可分為兩大類：一類為天然有機(jī)物，是自然環(huán)境的代謝產(chǎn)物，包括腐殖質(zhì)、微生物分泌物、溶解的植物組織及動物的廢棄物等。另一類是人工合成有機(jī)物，包括農(nóng)藥、工業(yè)廢棄物等。 （2）危害作用： 部分有機(jī)物為高毒性的持久性有機(jī)污染物或內(nèi)分泌干擾物質(zhì)，具有致癌性、生殖毒性、性等危害，對人體健康有直接的威脅； 部分有機(jī)物為消毒副產(chǎn)物的前體物質(zhì)，在加氯消毒過程中可形成具有毒性的鹵代有機(jī)化合物，進(jìn)而危害人體健康； 飲

14、用水中的可生物降解有機(jī)物將對給水管網(wǎng)和管網(wǎng)水質(zhì)產(chǎn)生危害。這其中的第三類危害已成為近年來的關(guān)注熱點(diǎn)。二、生物穩(wěn)定性的概念 飲用水生物穩(wěn)定性是指飲用水中可生物降解有機(jī)物支持異養(yǎng)細(xì)菌生長的潛力，即當(dāng)有機(jī)物成為異養(yǎng)細(xì)菌生長的限制因素時(shí)，水中有機(jī)營養(yǎng)基質(zhì)支持細(xì)菌生長的最大可能性。飲用水生物穩(wěn)定性高，則表明水中細(xì)菌生長所需的有機(jī)營養(yǎng)物含量低，細(xì)菌不易在其中生長；反之，飲用水生物穩(wěn)定性低，則表明水中細(xì)菌生長所需的有機(jī)營養(yǎng)物含量高，細(xì)菌容易在其中生長。三、給水管網(wǎng)中細(xì)菌生長的影響因素余氯 保持管網(wǎng)內(nèi)一定的余氯含量以控制細(xì)菌生長是目前世界范圍內(nèi)普遍采用的消毒方法。營養(yǎng) 管網(wǎng)飲用水中存在的大多數(shù)是異養(yǎng)菌，必須依靠分解和利用可生物降解有機(jī)物質(zhì)維系生命。顆粒物 水中顆粒物易成為細(xì)菌生長的載體，并降低氯對細(xì)菌的殺滅作用。水力因素 水流速度增大可將更多的營養(yǎng)物帶到管壁生物膜處；同時(shí)也增加了消毒劑含量和對生物膜的