《水处理生物学》PPT课件
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水处理微生物学(第十讲)PPT课件
（7） 设备较简单。
2021/3/12
14
五、厌氧法处理废水的应用 主要用于处理城市废水厂的污泥和固体含量很高的
废水。 厌氧消化池→沼气 、稳定性好的腐殖质。 污泥体积减少1/2以上。
2021/3/12
浮盖式消化池
15
六、厌氧颗粒污泥的形成及影响因素 （1）污泥颗粒化的定义
在上流式厌氧污泥床（UASB）反应器内，厌氧污 泥可以以絮状的聚集体（絮状污泥）或直径 0.5 ~ 6.0mm 的球形、椭球形颗粒污泥形态存在。
2021/3/12
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四、厌氧法处理废水的特征 （1）处理对象：有机污泥和高浓度的有机废水。 ① 有机污泥：不溶性有机质、纤维素含量高的污水; ② 高浓度有机废水：一般先厌氧处理将污物，后好氧处理。 大量稀释或降低好氧处理进水量，则处理费用较昂贵。 （2） 时间长：30～35℃ ，需1～5天。
BOD去除率 50～90％。 （3） 能量需求大大降低：不需供氧气，同时还可产生甲烷。
污泥颗粒化:在厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程。 颗粒污泥的形成可以使 UASB 内保留高浓度的厌氧 污泥，它是大多数 UASB 反应器启动的目标和启动成功 的标志。
原理：
H2、CO2、3COOH
CH3NH2、CH3OH → CH4
参加的微生物：
产甲烷细菌群：产甲烷杆菌属；
产甲烷短杆菌属；产甲烷球菌属。
特性
严格厌氧菌；中温菌对温度敏感；
pH 适宜6.8~7.2；增殖速率慢。
2021/3/12
4
废水中有机物
Ⅰ
↓ 发酵性细菌
脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类
Ⅱ
↓ 产氢产乙酸细菌
2021/3/12
7
三、厌氧废水处理的影响因素 （1）温度
2021/3/12
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五、厌氧法处理废水的应用 主要用于处理城市废水厂的污泥和固体含量很高的
废水。 厌氧消化池→沼气 、稳定性好的腐殖质。 污泥体积减少1/2以上。
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浮盖式消化池
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六、厌氧颗粒污泥的形成及影响因素 （1）污泥颗粒化的定义
在上流式厌氧污泥床（UASB）反应器内，厌氧污 泥可以以絮状的聚集体（絮状污泥）或直径 0.5 ~ 6.0mm 的球形、椭球形颗粒污泥形态存在。
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四、厌氧法处理废水的特征 （1）处理对象：有机污泥和高浓度的有机废水。 ① 有机污泥：不溶性有机质、纤维素含量高的污水; ② 高浓度有机废水：一般先厌氧处理将污物，后好氧处理。 大量稀释或降低好氧处理进水量，则处理费用较昂贵。 （2） 时间长：30～35℃ ，需1～5天。
BOD去除率 50～90％。 （3） 能量需求大大降低：不需供氧气，同时还可产生甲烷。
污泥颗粒化:在厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程。 颗粒污泥的形成可以使 UASB 内保留高浓度的厌氧 污泥，它是大多数 UASB 反应器启动的目标和启动成功 的标志。
原理：
H2、CO2、3COOH
CH3NH2、CH3OH → CH4
参加的微生物：
产甲烷细菌群：产甲烷杆菌属；
产甲烷短杆菌属；产甲烷球菌属。
特性
严格厌氧菌；中温菌对温度敏感；
pH 适宜6.8~7.2；增殖速率慢。
2021/3/12
4
废水中有机物
Ⅰ
↓ 发酵性细菌
脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类
Ⅱ
↓ 产氢产乙酸细菌
2021/3/12
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三、厌氧废水处理的影响因素 （1）温度
水处理生物学第六章生理特性
第六章 微生物的生理特性
第一节 微生物的营养 第二节 酶及其作用 第三节 微生物的代谢 第四节 环境因素对微生物生长的影响
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1
第一节 微生物的营养
营养：是指生物体从外部环境中摄取对其生命 活动必需的能量和物质，以满足正常生 长和繁殖需要的一种基本生理功能。
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2
一 、微生物细胞的化学组成及所需的营养物质
或积累代谢产物的营养基质。
2 培养基的配制原则
△ 根据不同需要配制不同的培养基
细菌：牛肉膏蛋白胨培养基
真菌：马铃薯糖培养基
放线菌：高氏一号培养基
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19
△ 理化条件适宜（pH值、渗透压、氧化还原电位等条件） △ 物美价廉 △ 营养协调（各营养物质的浓度及配比）
牛肉膏蛋白胨培养基（细菌） 牛肉膏 3g 蛋白胨 10g NaCl 5g 琼脂 18-20g 水 1000ml pH 7.0-7.2
无机物：化能自养型的能源 （不同于碳源）
辐射能 ：光能自养和光能异养型的能源
（光能营养型）
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7
4 生长因子
概念：某些微生物在生长过程中不能利用简单的碳、 氮源自身合成，同时又是正常代谢必需的有机物。
氨基酸类 嘌呤、嘧啶类 维生素类
生长因子自养型微生物 生长因子异养型微生物 生长因子过量合成型微生物
利用H2O或H2S中的H来还原CO2，合成有机物。
藻类和蓝细菌：
光能 C2O H2O叶绿 [C素 2H O]O2
光合细菌：
光能 C2O 2H 2S菌绿 [C2O H 素 ]H 2O 2S
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13
2 化能无机营养型（chemolithotroph)
又称化能自养型微生物。 氢细菌、硫化细菌、铁细菌、硝化细菌。分布在土
第一节 微生物的营养 第二节 酶及其作用 第三节 微生物的代谢 第四节 环境因素对微生物生长的影响
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1
第一节 微生物的营养
营养：是指生物体从外部环境中摄取对其生命 活动必需的能量和物质，以满足正常生 长和繁殖需要的一种基本生理功能。
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2
一 、微生物细胞的化学组成及所需的营养物质
或积累代谢产物的营养基质。
2 培养基的配制原则
△ 根据不同需要配制不同的培养基
细菌：牛肉膏蛋白胨培养基
真菌：马铃薯糖培养基
放线菌：高氏一号培养基
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△ 理化条件适宜（pH值、渗透压、氧化还原电位等条件） △ 物美价廉 △ 营养协调（各营养物质的浓度及配比）
牛肉膏蛋白胨培养基（细菌） 牛肉膏 3g 蛋白胨 10g NaCl 5g 琼脂 18-20g 水 1000ml pH 7.0-7.2
无机物：化能自养型的能源 （不同于碳源）
辐射能 ：光能自养和光能异养型的能源
（光能营养型）
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4 生长因子
概念：某些微生物在生长过程中不能利用简单的碳、 氮源自身合成，同时又是正常代谢必需的有机物。
氨基酸类 嘌呤、嘧啶类 维生素类
生长因子自养型微生物 生长因子异养型微生物 生长因子过量合成型微生物
利用H2O或H2S中的H来还原CO2，合成有机物。
藻类和蓝细菌：
光能 C2O H2O叶绿 [C素 2H O]O2
光合细菌：
光能 C2O 2H 2S菌绿 [C2O H 素 ]H 2O 2S
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2 化能无机营养型（chemolithotroph)
又称化能自养型微生物。 氢细菌、硫化细菌、铁细菌、硝化细菌。分布在土
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1
3.理解铁细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水 处理工程的影响。
4.理解硫细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水处 理工程的影响。
5.真核生物(eucaryotic organism ): 凡是有发育完好的细胞核，有核膜（细胞核与细
胞质具有明显的界限），有高度分化的特异细胞器 （线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂的 细胞。
弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣。钱恩负责青霉菌的
培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高
了几千倍，弗罗里负责对动物观察试验。
青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、
脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多
的伤病员。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、
钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学
奖。
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12
二、霉菌的形态、大小
1.基本特征： 菌丝：管状、伸长、 分枝、直径3-10μm
2.根据隔膜情况分类： 无隔膜菌丝 Nhomakorabea有隔膜菌丝
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13
3.菌丝的分布和功能分布与功能
与放线菌 一样菌丝体分 营养丝、气生 丝。
繁殖器官
气生菌丝 营养菌丝
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14
三、霉菌的繁殖方式
繁殖方式
菌丝片段（液体） 无性孢子
特点：
细胞具有真核，一般能运动；藻类细胞中大多数
含有叶绿体；白天能够进行光合作用吸收CO2产生氧 气，晚上能进行呼吸作用利用O2 释放能量供其生命 活动。造成白天水体中溶解氧很高，晚生急剧下降。
黄曲霉素主要存在于被黄曲霉素污染过的粮食、 油及其制品中。例如黄曲霉污染的花生、花生油、玉 米、大米、棉籽中最为常见，在干果类食品如胡桃、 杏仁、榛子、干辣椒中，在动物性食品如肝、咸鱼中 以及在奶和奶制品中也曾发现过黄曲霉素。
水果、蔬菜放久了也会产生黄曲霉素，即使去掉 了变质部分也不能完全消除其危害。
青霉的分生孢子梗顶部
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17
4、孢囊孢子
形成于孢子囊 的孢子。
根霉 的孢囊孢子的扫描电镜照片
（二）、霉菌有性繁殖
(1)质配（形成双核细胞） (2)核配（产生二倍体接合子核） (3)减数分裂（单倍体核）
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18
四、真菌的孢子
真菌的孢子有 小、轻、干、多， 形态各异，休眠期 长，有较强的抗逆 性。（表4-4）
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8
四、酵母菌的菌落特征
啤酒酵母的菌落
红酵母的菌落
各种酵母菌的菌落
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9
五、酵母菌在环境保护中的应用
处理高浓度的有机废水
有机废水的资源化利用
工业（糖蜜、酒精、淀粉、制药） 农牧业（养殖、屠宰、水产品加工）
酵母菌的特点: (1)耐高糖 (2)耐高油脂
生活（垃圾渗滤液、餐饮泔水）
(1)高有机负荷 (2)含油脂
孢子
厚垣孢子 节孢子 孢囊孢子 分生孢子 游动孢子
有性孢子
卵孢子 接合孢子 子囊孢子 担孢子
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15
(一)无性孢子繁殖（教材P55）
1、厚垣孢子 菌丝部分细胞原生
质浓缩变圆，壁加厚， 球形或纺缍形休眠体。
2、节孢子
菌丝断裂形成矩 形的孢子。
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16
3、分生孢子
菌丝顶端细胞或菌 丝分化成的分生孢子梗 的顶端细胞分割缢缩而 成的单个或者成簇的孢 子。 曲霉的分生孢子顶囊部
真菌（丝状真菌-霉菌；酵母菌）单细胞藻类、原生 动物、后生动物等。（P3图1-1）
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2
6、真 菌
真菌（Fungi）是最重要的真核微生物，他们大 多数有分支和不分支的菌丝、菌丝体构成。
真菌的特点：不含叶绿素，不能利用CO2，只能 利用腐殖质；能量以肝糖元贮存不是以淀粉；细胞壁 为几丁质；无性孢子繁殖；陆生性强。
高浓度的有机废水
酵母菌处理
酵母菌细胞(SCP) 活性污泥法
菌种选育
色拉油加工废水
味精废水
油田废水
染料废水
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10
第三节 霉 菌
霉菌（丝状真菌filamentous fungi）：
在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌 丝体的真菌。
分布广泛，自然界中扮演着分解有机物的重要 据角色。可以分解复杂有机物，为绿色植物提供养 料。
假菌丝、芽生孢子、厚垣孢子.
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6
三、酵母菌的繁殖方式 芽殖、裂殖
无性繁殖
繁殖方式
厚垣孢子、节孢子、掷孢子
有性繁殖 子囊、子囊孢子、担孢子 (一)无性繁殖
1、芽殖
a. 多边出芽 b. 两端出芽 c. 三边出芽
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7
2、裂殖：分裂繁殖。 3、厚垣孢子
(二)有性繁殖 子囊、子囊孢子、担孢子
西部非洲儿童接触黄曲霉素的程度很高，
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21
曲霉
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22
第四节 藻 类
藻类(algae ): 具有光合作用色素，并能独立生活的自养低等植
物。 目前发现的藻类今3万种，约90%生活在水中，
陆生种类只占10%。
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23
一、形态大小
形态
单细胞
多细胞 大小 若干微米
球形 椭圆形
球状 片状 丝状
内容回顾
1.什么是放线菌？
放线菌的结构特征,生活特性。
2.什么是丝状菌和丝状细菌，有何异同？
丝状菌是工程上把菌体细胞能相连而形成丝状 的微生物的统称。
丝状菌包括：丝状细菌、放线菌、丝状藻类 （蓝细菌）和丝状真菌。
丝状细菌是由单细胞连成的不分支或假分支的
丝状细菌，细菌组成的丝状体外包围一层由有机物
或无机物组成的鞘套
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3
第二节 酵母菌
酵母菌（yeast）： 一般泛指能发酵糖类
的各种单细胞真菌。
一、酵母应用
酿造，糕点等食品、 药品行业。
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4
二、酵母形态与结构
基本特征：
单细胞, 椭圆形、圆形或柱形。出芽生殖，能发
酵糖类产能 ，生活在含糖高的酸度水中。
宽1-5um，长5-30um。
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5
假菌丝是由酵母菌细胞与其子细胞连接而成的链 状丝。
五、霉菌的菌落特征
(一)菌落形态：绒毛状、絮状、蜘蛛网状 (二)菌落大小：较放线菌、细菌大得多
(三)菌落外形：圆形、无限发展
(四)颜色：孢子或孢子梗色素、胞外色素。
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20
小资料：黄曲霉素 黄曲霉素是目前发现的化学致癌物中最强的物质
之一。它主要引起肝癌，还可以诱发骨癌、肾癌等。 有人曾做过实验，用含黄曲霉素的玉米饲养老鼠，一 年以后可诱发肝癌。
一、霉菌水处理中应用
1）对污水中各种有机质的降解（活性污泥） 2）特殊有毒废水的处理（无机氰化物） 3）高浓度重金属离子废水的处理
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11
医学应用 青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制
的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明（1928年）。
1935年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家