水处理微生物.ppt

,第四章真核微生物,第三节霉菌（Mold）,霉菌是丝状真菌的一个俗称，通常指菌丝体发达又不产生大型子实体结构的真菌。是多细胞的腐生或寄生的丝状菌，具有一种由分枝的、丝状的菌丝所组成的叶状体。,形态结构,营养菌丝和气生菌丝。霉菌营养体的基本单位是菌丝，内部有隔膜。霉菌菌丝直径约为2-10m，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。,青霉,曲霉,菌落特征,在废水处理中的应用前景,1、霉菌对复杂有机物（纤维素、木质素等）具有很强的分解能力。2、霉菌既能产生有机酸，也能产生氨去调整酸碱度，某些种类可以生存于pH值1-10之间的环境，对工业废水的生物处理有重要的意义。3、镰刀霉等能有效地氧化分解无机氰化物（CN-）,去除率可达到90%以上。但对有机氰化物（腈）的处理效果则差些。4、在生物滤池的生物膜内，真菌能形成广大的网状物，可能起着结合生物膜的作用。5、在活性污泥中大量繁殖，会引起污泥膨胀。,写作格式,一、具有处理废水功能的霉菌的种类二、具体降解污染物的种类三、作用的机理：是代谢产物有降解功能？还是自身具有的功能？四、实际案例中的应用：论文中别人所做的结果与结论或是目前污水处理厂应用霉菌处理废水的实际案例写一篇小论文霉菌在废水处理中的应用,第四节藻类,具有光合作用的色素，并能独立生活的自养低等植物。种类很多，有单细胞，也有多细胞，有单个球状的，有球状排列成链或成团堆的，有丝状体的及其他形态的。,裸甲藻属团藻属,夜光藻Noctilucascintillans(Macartney)Kofoid&Swezy1921藻体近圆球形，直径1502000m。细胞壁透明，具一条长触手，细胞内原生质淡红色。世界性的赤潮生物，我国沿海均有分布。,2014.4.25，从国家海洋环境监测中心（国家海洋局海洋环境保护研究所）获悉，经海洋生态研究室对大黑石发光海水采样调查，确认发光生物体为夜光藻（俗称“夜光虫”）。夜光藻无毒，不会对市民下海游泳构成健康威胁。不过，大黑石海域部分海域呈现褐红色，说明局部海域超过赤潮预警浓度，值得政府部门和海产品养殖企业重视。放大到40倍显示，发光生物体是夜光藻（夜光虫）。夜光藻是单细胞生物，既有动物的特征（能够移动），也有植物的特征（能够进行光合作用），属于处在动植物临界点的一种生物。用显微镜观察时，夜光藻还在涂片上游走。夜光藻属于鞭毛虫（鞭毛藻）的分支，是形成赤潮灾害的重要原生物。当夜光藻密度特别大的时候，海水会缺氧，导致鱼虾难以生存。大黑石局部海域的海水为何呈现褐红色？用显微镜看，夜光藻本身是透明的，有点类似于海蜇。但是，夜光藻本身含有褐红色素。当夜光藻在海水中的密度较大时，海水也就呈现出褐红色。在大连海域，也有一些褐红色的海水是由硅藻等生物体造成的。海水中夜光藻的密度跟赤潮现象有哪些关联？当每升海水中夜光藻含量超过3万个的时候，就已经构成了赤潮现象的标准。海水呈现褐红色，说明局部海域夜光藻含量已经超过赤潮预警浓度，这种现象应引起政府有关部门和养殖企业的重视。,国家海洋环境监测中心提供的夜光藻显微镜图片,藻类的分类（见书上）,1绿藻：一种细胞或多细胞的绿色植物，色素以叶绿素为主，含有叶黄素和胡萝卜素。,小球藻,2硅藻：单细胞或多细胞的群体，含有黄色素，叶绿素和胡萝卜素。细胞壁中含有大量的硅质。,3金藻：单细胞、群体、分枝丝状体。鞭毛12条。,污水,溶解氧,藻类群体,藻类光合作用,细菌氧化作用,菌体,CO2+H2O+NH3,光,1、危害：影响水质，产生颜色，影响水厂的过滤，可以产生臭味。2、藻类光合作用放出的氧气则可被好氧微生物利用，去氧化分解水中的有机污染物，一方面可收获大量有营养价值的藻类，另一方面也净化了污水。废水处理的氧化塘主要是利用藻类来供应氧气的。,藻类在给水排水工程中的作用(氧化塘等生物处理工艺),菌藻共生系统,第五节原生动物,原生动物是有单个细胞构成的最原始、最低等的单细胞动物。体型微小，长约30300m。,一、结构特征,原生动物在形态上虽然只有一个细胞，但在生理上确是一个完善的有机体行动胞器通过鞭毛、纤毛、伪足等来完成运动消化、营养胞器营养方式：动物性营养、植物性营养、腐生性营养排泄胞器伸缩泡感觉胞器行动胞器，或是眼点,二、原生动物的分类,1、肉足类：体表为一层极薄质膜，细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食器官。,阿米巴变形虫,太阳虫,2、鞭毛类,以鞭毛为运动器，在自然界中，生活在腐化有机物较多的水体内。在废水处理厂曝气池运行的初期阶段，也往往出现。,梨波豆虫跳侧滴虫活泼锥滴虫,3、纤毛类周身表面或是部分表面布满纤毛，纤毛有节奏地摆动，作为行动或是摄食的工具。,肾形虫漫游虫,累枝虫,钟虫,细菌数量多，分解有机物的能力强，并且繁殖迅速，是污水生物处理中污染物去除的主要承担着。原生动物在污水中的数量也比较大，常占微型动物总数的95%，因而有一定的净化污染物的能力。原生动物多以细菌与活性污泥为食。,三、原生动物在废水生物处理中的作用,（一）对废水净化的影响1、对水中有机物（作为）的净化起一定的积极作用，但是以细菌为食，可能影响去除率。2、纤毛虫可促进生物絮凝作用。草履虫、小口钟虫等能分泌一些促进凝聚的糖类和黏朊。3、纤毛虫大量吞食细菌，特别是游离细菌，可改善生物处理法出水的水质。,（二）作为指示生物,不同种类的原生动物对环境条件的要求不同，对环境变化的敏感程度也不同，利用原生动物种群的生长情况，可以判断生物处理构筑物的运转情况及废水净化的效果。1、原生动物种类的组成初期：鞭毛虫和肉足虫；若钟虫出现，活性污泥已成熟，充氧正常；有柄纤毛虫数量最多时，污泥的性能良好；正常运行的曝气池，固着纤毛虫减少，游泳纤毛虫突然增加，说明处理效果将变坏。,2、种类的数量变化在活性污泥的培养和驯化阶段中，原生动物的种类的出现和数量的变化往往按一定的顺序进行。当活性污泥法曝气池的有机负荷、曝气时间、有机物去除率等大幅度变化时，种类组成差别相当小，而各主要种类的数量变化很大。充氧不正常，钟虫前段出现气泡：环境条件恶化时，钟虫尾柄脱落；含硫废水硫含量提高至100mg/L：普通钟虫大大减少，等枝虫正常生活。3、各种群的代谢活力的变化环境适宜时，纤毛虫裂殖生殖；食物不足、有毒物质超过忍受限度，接合生殖。,四、活性污泥中的原生动物的作用,1、促进细菌活力，提高出水水质；2、分泌生长因子和降解胞外聚合物；3、优化基质的碳氮磷比率；4、改变细菌形态和生长方式；5、促进营养物质和氧气的扩散；6、促进絮凝。,第六节微型后生动物（多细胞动物）,一、轮虫一定的净化作用，可作为指示生物。轮虫：活性污泥处理效果好；太多：破坏污泥结构，使污泥松散而上浮。大量繁殖，阻塞水厂的砂滤池。,二、甲壳类动物,以细菌和藻类为食，利用甲壳类动物去除多余的藻类与净化水质。大量繁殖，阻塞水厂的砂滤池。,三、其它小动物,1、线虫可同化其它微生物不易降解的固体有机物，在活性污泥与生物膜中都可以发现。2、摇蚊幼虫、蜂蝇幼虫和颤蚯蚓作为研究河川污染的指示生物。3、在无毒废水的生物处理过程中，无动物生长，说明溶解氧不足。,四、在污泥减量化中的应用,主要是由于摄食导致污泥减量的程度。这类微型动物主要有：原生动物、轮虫等体型较小的微型动物；环节动物与软体动物等体型较大的微型动物。,第五章病毒,一、病毒的特点,1不具有细胞结构，可把它们视为核蛋白分子。2一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA；和蛋白质外壳构成。,二、病毒的分类,1、原核微生物的病毒噬菌体2、植物病毒（烟草花叶病毒）3、人类和脊椎动物病毒（脊髓灰质炎病毒、传染性肝炎病毒、天花病毒、牛痘）4、昆虫病毒,三、病毒的形态和结构,1、病毒的大小：10nm以上2、形状：球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等几类。,痘苗病毒,埃博拉病毒,口疮病毒,3、基本结构,病毒核酸+蛋白质衣壳,内部蛋白质+DNA,领,尾鞘,基片,尾丝,刺突,四、病毒的繁殖（了解）,1、吸附噬菌体尾丝尖端与寄主细胞表面的特异性受点接触，附着在受体上，使刺突、尾板固着于细胞表面。2、侵入与脱壳吸附后，分泌一种能水解细胞壁的酶，使细菌细胞壁产生一个小孔，尾鞘收缩，将尾管推入细胞壁和细胞膜中，头部核酸通过尾管注入，蛋白质外壳留在外面。,3、复制与合成核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞代谢机能，大量复制噬菌体核酸与蛋白质4、装配与释放在增殖过程中形成的各部件，组装成完整的病毒粒子。病毒粒子成熟以后，引起寄主细胞裂解，释放出病毒粒子。,第六章微生物的生理特性,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。,一、微生物的营养物质,1水,溶剂作用。所有物质都必须先溶解于水，然后才能参与各种生化反应，水是活细胞中各种生化反应的介质。,水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和加水。,运输物质的载体。营养物质、代谢产物都必须溶于水中才能被运输。,可调节细胞的温度，水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体。,2碳源,提供细胞组分或代谢产物中碳素来源的各种营养物。,3氮源,凡能够提供微生物生长繁殖所需要氮元素的营养源,磷源与硫源分别提供核酸和蛋白质的合成原料,4能源,能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能,5生长因子,6无机盐（矿质元素）,主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。,大量元素：10-310-4mol/ml：P、K、Mg、Ca、S、Na；微量元素：10-610-8mol/ml：Fe、B、Cu、Zn、Mo、Co,构成细胞的组成成分；酶的组成成分；酶的激活剂；维持适宜的渗透压；自养型细菌的能源。,二、微生物的营养类型指根据微生物生长所需要的主要营养要素即能源和碳源的不同，而划分的微生物类型。,自养型微生物。没有有机物时，同化CO2,异养型微生物。利用有机物进行生长,光能营养型微生物。光照和厌氧条件下，利用光能生长。,化能营养型微生物。黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长,1.光能无机营养型（光能自养型）,2.光能有机营养型（光能异养型）,3.化能无机营养型（化能自养型）,4.化能有机营养型（化能异养型）,能以CO2为主要唯一或主要碳源，以光作为能源，进行光合作用获取生长所需要的能量,CO2不为主要或唯一的碳源；碳源也可来自有机物，以有机物作为电子供体，利用光能将CO2还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理。属于这类营养类型的微生物很少。,生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NO2-等无机物作为电子供体使CO2还原成细胞物质。,有机物通常既是碳源也是能源。生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。大部分细菌都以这种营养类型生活和生长。,三、培养基,1、培养基的概念和配制原则,培养基是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养物。,1）选择适宜的营养物质,2）营养物质浓度及配比合适(好氧生物BOD5:N:P=100:5:1),3）物理化学条件适宜,4）经济节约,2、培养基的类型,按化学成分组分的不同来分天然培养基合成培养基半合成培养基。按外观物理状态来分液体培养基、固体培养基(2%)、半固体培养基按用途分：基础培养基：在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为基本培养基。2216E，营养琼脂,加富培养基或富集培养基是根据微生物的营养要求人为地强化投加多种营养物质，从而可大量促进微生物生长的培养基。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，或用于从环境中富集和分离某种微生物。如从黑鱼的肠道富集海洋酵母鉴别培养基是一类根据微生物的代谢反应或其产物的反应特性而设计的，可借助肉眼直接判断微生物种类的培养基。选择培养基按照某种或某些微生物的特殊营养要求而专门设计的培养基。用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基，TCBS,沙门氏菌在胆硫乳琼脂(DHL琼脂)上典型特征：沙门氏菌为无色半透明有黑色中心或几乎全为黑色。,海博弧菌显色培养基：典型副溶血性弧菌显蓝色至蓝绿色，霍乱弧菌和其它弧菌显无色。,3、培养基的配制方法,适量水分,凝固剂,营养盐,灭菌,调节pH值,冷却,四营养物质的吸收和运输方式,2、促进扩散：借助细胞膜上的一种蛋白质载体，对转运的物质有选择性，具有较高的专一性，浓度差与载体亲和力都会影响物质转运,3、主动运输：须提供能量、逆浓度差进行、需要载体蛋白参加。并通过细胞膜上特异性构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。为主要方式。,4、基团移位：既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是