水处理微生物[业界精制]

引言概述:水处理是指通过物理、化学和生物等手段，将污水经过处理后达到国家排放标准的一系列技术过程。

在水处理过程中，微生物起着非常重要的作用。

微生物能够降解有机污染物，去除氮、磷等无机污染物，提高水质。

本文将从微生物分类和特点、微生物在水处理中的作用、常见的水处理微生物以及微生物监测等五个大点进行阐述。

正文内容:一、微生物分类和特点1.细菌和藻类：细菌是最常见的微生物，在水中的数量占主导地位。

常见的水中细菌有厌氧菌和好氧菌，它们分别在不同的环境中起作用。

藻类主要是指浮游藻和蓝藻，可以利用光合作用对水中的有机物进行吸收和转化。

2.真菌和原生动物：真菌主要参与废水中的有机物分解，对有机污染物有较好的降解能力。

原生动物是指一些单细胞真核生物，它们在水处理过程中可清除细菌和废水中的有机物。

二、微生物在水处理中的作用1.有机物降解：微生物能够分解水中的有机物，包括废水中的蛋白质、脂肪和碳水化合物等。

这些有机物会经过微生物代谢转化为水和无机物，从而减少水中有机物的浓度。

2.氮磷去除：废水中的氨氮和磷是主要的无机污染物之一，微生物能够通过硝化反应、反硝化反应和磷的沉降等途径，将氮磷转化为气体从而去除掉。

3.菌群平衡：在废水处理过程中，不同种类的微生物会相互竞争和协同作用，以维持菌群的平衡。

菌群平衡的维持对有效地去除废水中的污染物尤为重要。

4.悬浮颗粒降解：微生物能够附着在悬浮颗粒表面，通过分泌粘附物质将颗粒与微生物结合在一起，从而形成较大的聚合体，便于沉降或过滤去除。

5.防止腐蚀和生物污损：水处理中的微生物可以在金属表面形成生物膜，起到防止腐蚀和生物污损的作用。

三、常见的水处理微生物1.好氧细菌：好氧细菌主要生长在氧气充足的环境中，如曲流曝气槽，它们能够利用水中有机物进行生长和繁殖。

2.厌氧细菌：厌氧菌通常生长在无氧或微氧环境中，如厌氧消化罐，它们能够分解废水中的有机物。

3.硫酸盐还原菌：硫酸盐还原菌主要参与废水中硫酸盐的还原，将硫酸盐还原为硫化物，起到脱硫的作用。

第三讲水处理中的微生物
目的：
（1）掌握水处理中微生物种类和各自作用
（2）认识活性污泥中指示生物和镜检方法
1.水处理中微生物种类和作用（活性污泥）
细菌>原生动物>真菌和藻类
1.1 细菌：
群体作战，是去除有机物、氨氮等有机物的主要微生物，不同污水不同工艺对应不同的微生物组成。

菌胶团：污水中细菌凝聚成肉眼可见的絮状物，此絮凝体称为菌胶团。

使泥水可以分离。

丝状菌：使污泥不易絮凝，是造成污泥膨胀的主要原因之一。

1.2 原生动物
以细菌为生，是活性污泥中常用指示生物。

1.3 真菌
在活性污泥中一般数量不多，某些真菌如白腐真菌也有很好的降解污染物的能力。

1.4 藻类
种类和数量都很少，透光条件好的情况下生长。

2.活性污泥中指示生物和镜检方法
见（污水处理指示性微生物图谱）
讨论问题：
1.针对特殊废水，是否有必要筛选特定降解菌？如果有一株降解效果良好的降解菌，你如
何应用到特殊废水的处理中。

2.如果你是一个酒厂厂长，你会采用白腐真菌技术处理酒精发酵废水吗？
3.假定作为研究生，导师让你鉴定焦化废水处理活性污泥中的微生物组成，除微生物培养
外，你还会采取哪些方法？（提示：可以从分子生物学方面考虑，选一种讲清楚）4.光合细菌可以用于废水生物处理吗？。

1水处理微生物学：栖息于各类水体中微生物，研究水微生物的形态、细胞结构及其功能，生长繁殖，营养代谢，遗传变异等生理特性和控制方法；研究水微生物在水处理中的作用机理和规律；研究水微生物的检验方法；判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。

任务：充分利用有益微生物资源为人类造福，防止、控制、消除微生物的有害活动，化害为利。

可持续发展是既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。

2原核真核微生物区别：原核微生物的核很原始,发育不全,只有DNA链高度折叠形成的一个核区,没有核膜,核质裸露,与细胞质没有明显界限,叫拟核或似核。

原核微生物没有细胞器,只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系,也不进行有丝分裂。

真核微生物有发育完好的细胞核,核内有核仁和染色质。

由核膜将细胞核和细胞质分开,使两者有明显的界限。

有高度分化的细胞器,进行有丝分裂。

3微生物的特点？答：1个体极小， 2分布广,种类繁多， 3繁殖快，4易变异4病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒是没有细胞结构,专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。

特点：1形态微小大小在0.2 微米以下,2没有合成蛋白质的机构——核糖体,3也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统,不具独立的代谢能力,4必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内,依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。

5病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微小微生物,然而,在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质,但仍保留感染宿主的潜在能力,一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征,重新感染新的宿主。

5病毒的化学组成和结构？答：一：病毒的化学组成：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。

二：病毒的结构：6蛋白质衣壳：蛋白质衣壳功能：1保护病毒使其免受环境因素的影响。

2决定病毒感染的特异性,使病毒与敏感细胞表面特定部位有特异亲和力,病毒可牢固的附着在敏感细胞上。

3病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。

水处理微生物学基础复习整理给水1004第一章绪论水中常见的微生物：细胞生物，非细胞生物（病毒）。

细胞生物：古菌、原核生物、真核生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌（俗称蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体真核生物：（1）藻类（2）真菌---酵母菌、霉菌（3）原生动物---肉足类、鞭毛类、纤毛类（4）微型后生动物微生物的特点：个体小、种类多、分布广、繁殖快、易变异第二章原核微生物1.什么是细菌？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。

2.以形状来分，细菌可分为哪几类？细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。

球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。

自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

细菌的基本结构：细胞壁和原生质体两部分。

原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜），细胞质，核质和内含物。

3.鉴别细胞的最常见方法：革兰氏染色法，把细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。

操作步骤：（1）用结晶紫染液对细菌染色（2）加媒染剂（碘液）使菌体着色（3）用乙醇脱色（4）用复染液（沙黄或番红）复染（5）显微镜下观察染色后的细菌：蓝紫色则为革兰氏阳性细菌，番红或沙黄的红色则为革兰氏阴性细菌。

革兰氏染色的机理：革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。

革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。

再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。

与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。

课程名称：水处理微生物学使用教材：水处理微生物学主编：顾夏声李献文竺建荣编中国建筑工业出版社专业班级：给水排水工程0902201、0902202（66人）课时：理论24学时，实验8学时，合计：32学时授课教师：李国辉授课时间：2011年上学期水处理微生物学（Microbiology of Water Treatment）课程简介教学目的与要求：目前，水污染问题日益严重。

城市污染水和工业废水排放造成大部分水体的污染。

水是宝贵的资源，人类生活和社会发展都离不开它。

要提供合格的生产生活用水，必须对水进行处理。

水处理微生物学研究的是如何利用微生物处理水中的污染物和如何消除水中的病原微生物。

通过教学使学生了解微生物的基本概念, 水微生物的形态、生理特性和控制方法；了解水微生物在水处理中的作用机理和规律；了解水微生物的检验方法；判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。

通过实验教学撑握微生物实验的基本操作，如显微镜的使用，微生物形态的观察,培养基的制备、灭菌，微生物的接种和纯种分离等，掌握水中细菌、大肠菌群和病毒的检验方法.教学方法：主要以课堂讲述与实验相结合为主。

教学手段采用多媒体、口述、板书相结合，课堂提问、自学等多种方式结合。

课时安排：总课时：32 理论课时：24 实验课时：8学分数：1.5学分考核方式：考试。

平时作业和课堂问答占期末总成绩的10%，实验成绩占期末总成绩的20%,期末考试占总成绩的70%。

主要参考文献：1、《微生物学教程》周庆德编高等教育出版社2、《环境微生物学》王家玲编高等教育出版社3、《微生物与水处理工程》李军等编著化学工业出版社4、《环境工程微生物学》周群英等编高等教育出版社5、《微生物学》复旦大学、武汉大学主编高等教育出版社6、《环境微生物》周凤霞编化学工业出版社7、《水污染控制与废水生物处理》. 马占青编中国水力水电出版社8、《环境和资源微生物学》（面向２１世纪课程教材）沈德中主编. 中国环境出版社绪论一、微生物学的研究对象微生物：是指一大群个体体积微小（直径小于1毫米），结构简单，大多是单细胞，少数是多细胞，还有些没有细胞结构的低等生物。

水处理微生物学引言一、水处理微生物学的研究对象微生物（microorganism）：是个体很小的生物，其大小用um（微米）度量，肉眼看不见，只有在显微镜下放大以后，才能看到的低等生物。

微生物学：研究微生物的形态、分类和生理等特性；研究它们的生存环境条件；研究它们在自然界物质转化中所起的作用；研究控制它们生命活动的方法。

水处理微生物学：研究水微生物的形态、生理特性和控制方法；研究水微生物在水处理中的作用机理和规律；研究水微生物的检验方法；判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。

二、水中常见微生物的类型及特点1、微生物的名称和分类(1)界―门―纲―目―科―属―种微生物的名用二个拉丁语拼写，第一个是属名，词首字母大写,第二个是种名,如：Escherichia coli 大肠杆菌属名相当于我们的姓，种名相当于名。

(2)生物系统分类见图(1-1)2、微生物的动植物属性细菌类不能进行光合作用，不能运动，但属于植物。

植物和动物的本质区别见(表1)：图(1-1) 新生动物动物界中生动物生物界原生动物植物界羊齿植物分裂菌类细菌类苔藓植物菌类叶状植物地衣类真菌类藻类表1:植物(细菌类)和动物(原生动物)的不同点3、类型非细胞形态的微生物—病毒细菌水中微生物原核生物放线菌细胞形态的微生物蓝藻藻类酵母菌真核生物真菌霉菌肉足类原生动物鞭毛类纤毛类后生动物轮虫线虫(1)病毒：使用光学显微镜看不见，（病毒个体小于0.2um）必须使用超显微镜或电子显微镜。

(2)原核生物：具用原核细胞的生物，其内部结构简单，细胞的核发育不完全，只是一个核物质高度集中的核区（拟核、似核），不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异的细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂。

(3)真核生物：具有真核细胞的生物，其内部结构比较复杂，有发育完好的细胞核，有核膜使细胞核和细胞质有明显界限，有高度分化的特异细胞器，进行有丝分裂。

第一章绪论1、什么是微生物?微生物是肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。

是一些个体微小、构造简单的低等生物。

2、微生物的特点？个体微小、结构简单、进化地位低等；种类多、分布广、繁殖快、易变异。

（1）体积小,比表面积大（2）吸收多,转化快（3）生长旺，繁殖快（4）适应强，易变异（5）分布广，种类多3、林奈的双命名法？即一种微生物的名称由两个拉丁文单词组成，第一个是属名,用拉丁名词表示，词首字母大写,它描述微生物的主要特征；第二个是种名，用拉丁形容词表示，词首字母不大写,它描述微生物的次要特征.有时候在种名词之后还会有一个单词，这个单词往往是表示微生物的命名人。

4、巴斯德对微生物学的贡献？(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说; (3)免疫学—预防接种（4）巴斯德消毒法：60~65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物。

5、科赫对微生物学的贡献?(1)微生物学基本操作技术方面的贡献a)细菌纯培养方法的建立；b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c)流动蒸汽灭菌； d)染色观察和显微摄影（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b)发现了肺结核病的病原菌;c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则—-著名的柯赫原则6、如何对微生物进行分类？生物学家以客观存在的生物属性为依据，将生物分门别类。

根据生物之间相同(或相异）的程度以及亲缘关系的远近，可将生物划分为界、门、纲、目、科、属、种,有时在种以下还要进行更细致的区分。

五界：Whittaker提出生物五界分类系统，后被Margulis修改为: 原核生物界,原生生物界，真菌界，动物界和植物界我国王大耜教授对生物分类提出六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界7 、三域学说又称三原界学说是指哪三域？三域(三原界)学说：古菌域、细菌域、真核生物域第二章原核微生物1、什么是原核微生物？指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。

水处理生物学1、微生物指所有形体微小单细胞的，或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的通称。

第二章原核微生物定义：指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。

类型：即细菌(狭义的)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。

第一节细菌一、定义：单细胞、个体微小、结构简单、没有真正细胞核的水生性较强的原核生物二、形态和大小球状、杆状、螺旋状三、细菌细胞的结构基本结构：细胞壁和原生质（细胞膜、细胞质及内含物、核质）1.2 革兰氏染色机理经初染、媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫和碘液形成大分子的紫－碘复合物。

革兰氏阳性细菌（G＋）细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故用酒精脱色时肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩，再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，紫－碘复合物不能溢出细胞，仍阻留在细胞壁内，菌体显蓝紫色，而革兰氏阴性细菌（G－）菌的细胞壁较薄、细胞壁含有脂多糖，肽聚糖位于内层、含量较底且交联松散，用酒精脱色时肽聚糖网孔不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精处理后，类脂溶解，胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，紫－碘复合物溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色，当藩红或沙黄复染时，细胞就会呈现红色。

1.3 核区道尔顿：质量单位，1个道尔顿为氧原子量的1/161.4 内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。

其种类与数量与细菌种类和培养条件有关，当某些物质过剩时，细菌就将其转化成贮藏物质，当营养缺乏时，他们又被分解利用（1）异染颗粒用蓝色染料染色后，不呈蓝色而呈紫色。

故称异染颗粒。

是无机偏磷酸盐的聚合物，是磷源和能源贮藏物，可降低细胞渗透压。

（2）聚-β-羟基丁酸盐(PHB)是细菌特有的一种碳源和能源贮藏物。

实质上是有机物在厌氧过程中形成的代谢产物。

（3）肝糖和淀粉粒⏹都是碳源和能源的贮藏物。

水处理微生物1、微生物指所有形体微小单细胞的，或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观看到的低等生物的通称。

第二章原核微生物定义：指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。

类型：即细菌(狭义的)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。

第一节细菌一、定义：单细胞、个体微小、结构简单、没有真正细胞核的水生性较强的原核生物二、形状和大小球状、杆状、螺旋状三、细菌细胞的结构差不多结构：细胞壁和原生质（细胞膜、细胞质及内含物、核质）1.2 革兰氏染色机理经初染、媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫和碘液形成大分子的紫－碘复合物。

革兰氏阳性细菌（G＋）细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故用酒精脱色时肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩，再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空泛或缝隙，紫－碘复合物不能溢出细胞，仍阻留在细胞壁内，菌体显蓝紫色，而革兰氏阴性细菌（G－）菌的细胞壁较薄、细胞壁含有脂多糖，肽聚糖位于内层、含量较底且交联松散，用酒精脱色时肽聚糖网孔不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，因此酒精处理后，类脂溶解，胞壁上就会显现较大的空泛或缝隙，紫－碘复合物溶出细胞壁，脱去了原先初染的颜色，当藩红或沙黄复染时，细胞就会出现红色。

1.3 核区道尔顿：质量单位，1个道尔顿为氧原子量的1/161.4 内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。

其种类与数量与细菌种类和培养条件有关，当某些物质过剩时，细菌就将其转化成贮藏物质，当营养缺乏时，他们又被分解利用（1）异染颗粒➢用蓝色染料染色后，不呈蓝色而呈紫色。

故称异染颗粒。

➢是无机偏磷酸盐的聚合物，是磷源和能源贮藏物，可降低细胞渗透压。

（2）聚-β-羟基丁酸盐(PHB)➢是细菌特有的一种碳源和能源贮藏物。

➢实质上是有机物在厌氧过程中形成的代谢产物。