水处理微生物课件第七章

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废水生物处理基本原理和主要微生物类群讲PPT课件

类型
外观
BIP
生物特征
1．有机物较少，BOD 和
1．细菌数量减少，每毫
河
悬浮物含量低，溶解氧
升水只有几万个。
浓度升高；
2．藻类大量繁殖，水生
流流
β
-中污带
2．NH3 和 H2S 分别氧化为 N03— 和 S042-，两者含
8~20
植物出现。*** 3．原生动物有固着型纤
量均减少。
毛虫如：独缩虫、聚缩
向
虫等活跃，轮虫、浮游甲壳动物及昆虫出现。
***β-中污带的藻类见下图。
变异直链硅藻
水花束丝藻梭裸藻
短棘盘星藻
寡污带
类型
外观
BIP
生物特征
1．有机物全部无机化，
1．细菌极少；
河
BOD 和悬浮物含量极
2．出现鱼腥藻、硅藻、
低，水的浑浊度低，溶
黄藻、钟虫、变形虫、
流
解氧恢复到正常含量。
第一节废水生物处理的基本原理
用，将废水中的污染物氧化分解。微生物在转化有机物的过程中，将一部分分解产物用于合成微生物细胞物质和细胞内贮藏物，另一部分变为代谢产物排除体外并释放能量。于是微生物不断生长繁殖，不断转化废水中的污染物，使废水得以净化。
好氧条件有机物厌氧条件有机物
水蚂蟥
对于重金属和有机氯农药耐受力很强，常出现在有机污染严重的河段。
α中污带
类型
外观
BIP
生物特征
1．水为灰色，溶解氧少，
1．生物种类比多污带稍
河
为半厌氧状态，有机
多。细菌数量较多，每
物量减少， BOD 下

水处理微生物过程PPT课件

14.水处理微生物过程
Microbial process in wastewater treatment
王志平
wangzply@
一、环境污染的生物效应
污染项目
生产活动有机物重金属
交通运输营养盐
气态污染生活消费
生物污染
生态系统
迁移转化生物转化生物浓缩生物积累生物放大
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(4)产甲烷阶段
❖ 在此阶段，产甲烷菌在二氧化碳存在时，利用氢气生成甲烷；也可以直接利用乙酸生成甲烷，二者的比例一般为3/7。
❖ 利用乙酸产甲烷的菌有索氏甲烷丝菌 (Methanothrix soehngenii)和巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)
2020/11/5
aerobic anaerobic abiotic
FEMS Microbiol Rev 34 (2010) 445–475
29
氯烃降解的典型细菌
VC,DEC assimilating bacteria; aerobic ; anaerobic degrading microbes
❖ 在微生物絮体、颗粒或生物膜内会形成不同的微生态环境，造成适合不同生物反应过程的宏观环境(好氧区、缺氧区)；
❖ 生物群体并不在好氧及缺氧区之间循环，而在固定位置处形成不同的微环境；
❖ 精细地控制溶解氧浓度即可保证微环境缺氧环境，使得好氧区产生的N03-得以还原。
2020/11/5
26
41
FEMS Microbiol Rev 32 (2008) 927–955
多环芳烃的典型降解途径
2020/11/5

水处理生物学

第一章绪论1．“环境微生物学”的研究对象及主要研究任务是什么？（P1）研究对象：自然和人工环境中的微生物及微生物过程。

研究任务：1）微生物的形态、结构、生理特性、代谢、生长/繁殖、遗传与变异2）微生物在环境中存在的基本状况与活动规律3）微生物对污染物的转化与分解作用4）有害微生物的控制理论5）环境微生物的检测技术6）环境污染防治中的微生物学问题2．什么是微生物？微生物的特点有哪些？（P2~P3）微生物是肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称，不是生物学上的概念。

有以下特点：个体微3．4．果微生物只鉴定到属，对具体的种地位还不能肯定，则可以用sp.（单数）或spp.（复数）来表示。

补充：微生物现代分类鉴定方法主要有：（1）经典分类法；（2）化学分类法；（3）数值分类法；（4）分子遗传分类法5．水中小型动物和水生植物在水体水质净化中各起到什么样的作用？（P4）小型动物多指1~2mm下的后生动物，它们与水处理过程，特别是环境水体水质净化过程有密切的关系，具有重要的生态功能。

底栖小动物寿命较长，迁移能力有限，且包括敏感种和耐污种（常称“水下哨兵”），能长期监测有机污染物的慢性排放。

水生植物作为水生生态系统的重要组成部分，具有重要的环境生态功能。

对于水体，特别是浅水水体，大型水生植被的存在具有维持水生生态系统健康、控制水体富营养化、改善水环境质量的作用。

第二章原核微生物1．细菌的大小一般是用什么单位测量的？按形状来分，细菌可以分为哪几类？（P7）细菌是一类单细胞，个体微小，结构简单，没有真正细胞核的原核生物。

细菌的大小一般用μm（微米）计，最小的细菌只有0.2μm，按形状可以分为：球菌（包括单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌）、杆菌（有单个和长链）、螺旋菌（菌体只有一个弯曲的称弧菌，菌体螺旋状的称螺旋体）。

以上3种形态是细菌的基本形态。

各种细菌在其初生时期或适宜的生活条件下，呈现它的典型形态，这些形态特征是鉴别菌种的依据之一。

水处理基础知识PPT课件

BOD，COD），去除率可达90%以上，使有机污染物达到
排
放标准的要求。
三级处理是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和
氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有
生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离
子交换法和电渗析法等。
三级处理是深度处理的同义语，但两者又不完全相同，三级
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2021/3/22
常用术语
➢污水人类在生活和生产过程中，要使用大量的水。水在使用过程中会
受到不同程度的污染，被污染的水称为污水。污水也包括降水。
按照来源不同，污水可分为三类：生活污水：人类日常生活中用过的水，包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水，来自住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中生活间。生活污水含有较多的有机物如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物和氨氮等，还含有肥皂和洗涤剂以及病原微生物菌、寄生虫卵等。这类污水需经处理后才能排入水体、灌溉农田或再利用。工业废水：在工业生产中排出的污水，来自车间和矿场。由于生产类别、工艺过程和使用原材料不同，工业废水的水质繁杂多样。降水：降水是指在地面上流经的雨水、冰雪融化水。这类水虽然较清洁，但径流量大，若不及时排除，会造成对人类生活、生产的巨大影响。
格栅沉砂池沉淀池气浮池
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格栅
➢格栅
由一组平行的金属栅条制成，一般斜置于污水流经的渠道或泵站集水池的进口处，用以阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固体物，防止后续处理设备堵塞或损坏。
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沉砂
➢ 沉砂为从水中分离出砂、煤屑等无机颗粒。依重力分离方法，将沉砂池内的水流速控制到只能使比重大的颗粒沉降下来，而不让较轻的有机颗粒沉降，以便把无机颗粒和有机颗粒分离开，分别处置。一般沉砂池能够截留的砂粒粒径在 0.15mm以上。沉砂池的型式很多，以平流沉砂池的处理效果为最好，应用最广。目前较先进的技术是曝气沉砂池，即在沉砂池一侧曝气，使污水在池内呈螺旋状流动前进，以曝气旋流速度控制砂粒的分离，当流量变化时仍能保持稳定的除砂效果。同时在曝气作用

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B
C
D
A
接 AB 合
接合
AB
C
接AB C D 合
4种不同的降解质粒接合在同一受体假单胞菌中的模式
➢ 此时细胞的大小、组成、生理特征等均趋于一致，代谢活跃，生长速率高，代时稳定。
对数期
❖ 应用：＊接种用的好种子＊代谢、生理研究的好材料
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3 稳定期 stationary phase
❖ 特点？？
◆储存物积累，养料消耗多。
◆芽孢形成，抗生素产生。
◆繁殖速率下降，死亡速率上升。
测定细胞干重
离心法过滤法
105℃~110℃干燥
水处理构筑物内细菌生长量常采用该法。活性污泥法中采用的指标是混合液悬浮固体（MLSS）
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➢ MLSS（mg/L 或 g/m3） MLSS＝Ma+Me+Mi+Mii
Ma: 活的微生物细胞; Me: 微生物内源代谢残留物 Mi: 难于生物降解的有机物； Mii:附在活性污泥上的无机物
所得的曲线即为细菌的生长曲线。
这种培养方式为间歇培养或分批培养。
问题：细菌有几种生长曲线呢？
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（一）以活细菌数目的对数绘制的生长曲线
（1）适应期
（2）对数期
（3）稳定期
（4）衰亡期
细菌数目的对数
适对应数期期
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活菌数
稳
衰
定
亡
期期9ຫໍສະໝຸດ 培养时间No Image
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第七章细菌的生长和遗传变异
第一节微生物的生长和特性第二节细菌的遗传与变异（自学为主）
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第一节细菌的生长和特性
生长
细菌同化作用＞异化作用——体积、重量增加细菌的裂殖——个体数量增加
本节主要内容：
一细菌生长的测定方法二细菌的生长曲线三细菌的生长曲线与废水生物处理的关系
活细菌数目对数
适应期对数期稳定期
衰亡期
活细菌重量
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三细菌的生长曲线和废水生物处理的关系
1 大多数活性污泥处理系统运行范围是：生长率下降阶段。部分在生长率上升阶段后期。
2 延时曝气及污泥消化在内源呼吸阶段。
为什么？
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一细菌生长的测定方法
（一）直接计数法（常用，不区分细菌的死活）
1 血球计数板法（显微镜）
2 比浊计数法
用分光光度计测OD值（光密度值），绘制标准曲
线，从标准曲线中查细菌含量。
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(二）间接计数法（活菌数，测定需时间长）
1 平板计数法
细菌样品做10倍梯度稀释，取相应稀释度的样品涂布到平板上，或与融化的固体培养基混合、摇匀，培养菌落。
❖ 应用：一般不作应用
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（二）以活细菌重量变化绘制的生长曲线
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1 生长率上升阶段（对数生长阶段）适应期、对数期
初：菌体个数不增加，菌体体积增大后：生长率达最高，分解速率最大。
食料：供〉求
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1 适应期（缓慢期）
lag phase
？
特点
初：细菌数目不增加，体积增长快。
后：个别菌体繁殖，个数少许增加。
曲线平缓。大量诱导酶的合成。
适应期
❖ 应用：
缩短此期，提高设备利用率用处于对数期的活性污泥接种
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2 对数期 log phase
？
❖ 特点
➢ 分裂快，数目增多。 ➢ 活菌数 ≈总菌数 ➢ 曲线直线上升
❖生长率上升阶段：微生物繁殖快，活力强，但是不容易凝聚沉淀。需要充足的食料供给，处理后的废水有机物浓度较高，出水水质不好。
❖生长率下降阶段：积累代谢产物，如异染颗粒、肝糖粒等，产生粘性物质，污泥代谢活性及凝絮沉降性好。（传统活性污泥运行范围）
❖内源呼吸阶段：特殊水处理场合。
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9
1ml
1ml
1ml
毫升
无
菌
水
水源水
10-2
1ml
10-3
1ml
CK对照 1ml
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4
1ml 1ml
1ml
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2 薄膜计数法空气或引用水等细菌含量较低的样品。微孔滤膜不让细菌流出。滤菌。将膜放在固体培
养基表面培养。计数类似平板计数法。
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（三）重量法
做法：取一定体积的待测污泥样品，放于蒸发皿中干燥，
然后称重。作为表示活性污泥微生物量的相对指标。
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二细菌的生长曲线细菌的生长有没有规律性？
？
有规律
细菌的生长曲线：将少量纯菌接种到一定量的液体
培养基内，在适宜的温度下培养，并定时取样测定活
细菌的数目和重量的变化，以活细菌个数的对数或活细菌重量为纵坐标，以培养时间为横坐标作图，
◆新增菌≈死亡菌曲线平坦
稳定期
❖ 应用：发酵产物形成的重要时期
（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产
量
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4 衰老期
decline phase or death phase
◆菌体死亡速度大于繁殖速度。 ◆死亡菌＞活菌数。自溶。
内源呼吸
曲线下降
衰亡期
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间歇培养：生长曲线的绘制连续培养：实际废水处理用间歇培养的概念作为借鉴。
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第二节细菌的遗传与变异
（自学为主）
质粒和基因工程
质
粒
拟
核
细菌的遗传物质存在于拟核中，细菌的
？核或拟核决定细菌的主要遗传性状。
质粒也是遗传物质。它和细精选课菌件pp的t 关系如何？
2 生长率下降阶段
稳定期
细菌代谢产物大量积累环境不利于细菌生长
食料：供〈求
食料的不足抑制了细菌的生长
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3 内源呼吸阶段
衰亡期
内源呼吸：用菌体内的储存物、酶作为营养源。消耗自身。
细菌重量减少（内源呼吸、细菌死亡）菌体出现畸形。
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双链DNA
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质粒
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遗传物质存在的另一种方式
质粒：核外环状小型双链DNA 独立复制稳定遗传
F因子与有性接合有关
种类
R因子与抗药性有关 COL 编码免疫蛋白 Ti质粒诱癌质粒降解散性质粒：编码降解有害物的酶
用途基因工程中精选课作件ppt 为目的基因载体 23
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