污染控制工程中微生物學(xué)基本知識(shí)課件

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0.5μm，長(zhǎng)度約0.5～5μm）、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1~5微米，長(zhǎng)約5~30微米。如釀酒酵母(Saccharomycescervisiae)細(xì)胞大小為2.5～10μm×4.5～21μm。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。淡水阿米巴（變形蟲(chóng)）2.大小10～300μm3.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：原核：藍(lán)藻門真核：裸藻門、綠藻門、輪藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、紅藻門及褐藻門

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?；試?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