水处理生物学第四版

水处理生物学第一章绪论生物划分为：界、门、纲、目、科、属、种五界系统：原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界、动物界林奈双命名法规定：每种生物的学名由两个拉丁词组成，前一词为该种的所在属的属名。

第二个词为种名，表示该物种的主要特征或产地。

细菌等微生物的命名与动、植物都采用林奈双命名法微生物：是肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称特点：种类多、分布广、繁殖快、易变异、个体微小底栖小型动物：常称为水下哨兵第二章原核微生物细菌：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。

分为球状、杆状和螺旋状。

以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

基本结构：细胞壁、原生质体（包括细胞膜、细胞质、核质、内含物）革兰氏染色法：结晶紫初染，碘液媒染，酒精脱色，用蕃红或沙黄复染。

G阳性（G+）蓝紫色和G阴性（G-）红色原理：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。

革兰氏阳性细菌胞壁较厚、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，结晶紫与碘复合物仍组留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。

革兰氏阴性细菌细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后肽聚糖不易收缩，加上他的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上会出现较大的空洞或缝隙，结晶紫和碘的复合物就很容易被溶出细胞壁，脱去原来初染的颜色。

当番红或者沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。

真细菌：不管是G+和G—细菌，其细胞壁中均含有肽聚糖及D-型氨基酸。

细胞壁功能：1保持细胞形态和提高细胞的机械强度，使其免受渗透压等外力损伤2为细胞的生长、分裂所必须3作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动4阻碍大分子有害物质进入细胞5赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

细胞膜结构：镶嵌模型1磷脂双分子组成膜的基本骨架2磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，膜有流动性3膜蛋白以不同方式分布在膜的两侧或磷脂层中功能：1选择性地控制细胞内外物质的运送和交换2维持细胞内正常渗透压3合成细胞壁组分和荚膜的场所4进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地5许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地6鞭毛的着生和生长点核区：指在于细胞质内、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

水处理微生物学课程教学改革探讨作者：李勇超，任伯帜来源：《当代教育理论与实践》 2016年第2期李勇超，任伯帜（湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭 411201）摘要：为了增强学生的创新能力，湖南科技大学土木工程学院市政工程教研室结合给水排水工程专业的学科特点和专业发展需要，做到了理论联系实践，激发学生创新思维，从教学内容、教学方法、实验等多个环节对水处理微生物学课程进行改革。

基于多年教学经验，针对突出问题，提出了创新人才培养方法。

关键词：水处理微生物学；科研；实践；人才培养中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-5884（2016）02-0062-03收稿日期：20150117基金项目：国家自然科学基金项目（51504094）作者简介：李勇超（1985-），女，山东荷泽人，讲师，博士，主要从事水污染控制研究。

水处理微生物学是我国给排水科学与工程专业必修的专业基础课程，主要涉及与水处理工程相关的微生物的生理特性、微生物之间的相互作用、水中污染物的生物分解与转化机理及水处理生物技术基本原理、有害生物控制等［1］。

该课程可以使学生更好地把握微生物学领域的最新发展趋势，最重要的是培养学生创新能力，把理论知识应用于实践，为今后从事给水排水设计、污染修复、科学研究等工作奠定坚实的生物基础。

该课程内容不仅具有较强的实际应用价值，而且它把物理化学融入微生物知识中，具有很强的综合性、复杂性［2］，对学生学习水质工程学、管网、泵站等专业课起着非常重要的作用。

众所周知，微生物学知识快速更新，新兴的生物技术层出不穷。

水处理微生物学课程学时有限，而且工科学生掌握的生物学知识很少，简单的课堂讲授模式已不能培养创新性大学生。

湖南科技大学土木工程学院市政工程教研室结合多年的教学经验，总结了水处理微生物学课程学习面临的一些问题，结合学生工作、考验动态，从教学目的、教学内容以及实践方面等进行了改革，以提高给排水科学与工程专业学生的创新能力。

水处理生物学第四版课程设计简介水处理生物学是环境科学与工程领域中非常重要的一门课程。

它的研究内容涉及水体中微生物和有机物的分解、除去和处理等方面。

这门课程旨在培养学生的能力，包括但不限于：•掌握水处理生物学的基本理论知识；•熟悉水处理过程中的各种微生物及其特点；•能够运用知识和技能解决实际的水处理问题。

为此，我们设计了一份水处理生物学第四版的课程，力求让学生更好地掌握这门学科。

课程设计课程名称水处理生物学第四版学时120学时教学内容1.微生物生长与代谢–微生物生长动力学–微生物基因组学–微生物代谢途径2.活性污泥和生物膜工艺–活性污泥工艺原理–生物膜工艺–污泥颗粒的浮沉特性3.厌氧消化和有机污水处理–厌氧消化工艺概述–食品工业有机废水的处理方法–石油炼制废水处理方法4.水体富营养化的监测与处理–水体富营养化原因–反硝化过程及机理–营养盐的去除方法教学方法1.讲授课上老师会讲解课程内容，着重介绍各项工艺和现有的水处理方法。

同时，鼓励学生提问，增加交流互动。

2.实验实验是学生深入理解水处理生物学原理及操作技能的重要途径。

本课程将举行多个与实际工作有关的实验，如活性污泥的培养、滤池的运行、废水系统的模拟等。

3.讨论为了更好地让学生了解实际的水处理问题，课堂上会邀请水处理行业的从业者来现场与学生进行讨论。

评分方式考核方式包括期末考试和平时成绩两部分，期末考试占总分60%，平时成绩占总分40%。

参考教材1.魏永明, 《水处理生物学》，化学工业出版社, 2019.2.王永华, 《水处理工艺学》，化学工业出版社, 2021.总结本课程致力于让学生认识到水处理生物技术的重要性，以及它在实际工作中的应用。

在这个以可持续发展为目标的时代，水处理技术也将在节约资源、保护环境、促进经济和社会可持续发展等方面发挥着越来越重要的作用。

水处理生物学实验讲义凌琪陶勇年月实验一显微镜的使用及微生物形态的观察一、目的．学习普通光学显微镜的使用方法（本实验学习低倍镜和高倍镜的使用）。

．通过对教案生物标本玻片或曝气池活性污泥的观察，认识微生物的形态。

二、实验器材．教案生物标本玻片或曝气池活性污泥。

．显微镜、目测微尺、物测微尺、载玻片、盖玻片等。

三、实验步骤(一)显微镜的结构和各部分的作用图—所示，是微生物检验常用的显微镜，其构造分机械和光学两部分。

机械部分主要包括：．镜筒镜筒长度一般是160mm。

它的上端装有接目镜，下端有回转板。

回转板上一般装有个接物镜。

．载物台载物台是放置标本的平台，中央有一圆孔。

使下面的光线可以通过。

两旁有弹簧夹，用以固定标本或载玻片。

有的载物台上装有自动推物器。

．调节器镜筒内旁有两个螺旋，大的叫粗调节器，小的叫细调节器，用以升降镜筒。

调节接物镜与所需观察的物体之间的距离。

光学部分主要包括：．接目镜一般使用的显微镜具有—个接目镜，其上常刻有“×”、“×”或“×”等数字及符号，意即使用时可放大倍、倍或倍。

观察微生物时常用放大倍或倍的接目镜。

．接物镜接物镜装在回转板上．可分低倍镜、高倍镜和油镜种，其相应的放大倍数常是、(或)(或)。

通常显微镜的放大倍数等于接物镜与接目镜放大倍数的乘积。

例如，用放大倍的接物镜(高倍镜)与放大倍的接目镜时所得的物象的放大倍数为×＝，如果用放大倍的接目镜则放大倍数为×＝。

接目镜装在镜筒上端，在使用过程中并不经常变动，所以通常所谓的低倍镜、高倍镜或油镜的观察主要是指使用不同的接物镜而言的。

油镜的放大倍数最大(或)。

放大倍数这样大的镜头，焦距就很短，直径就很小，所以自标本玻片透过的光线，因介质密度(从玻片至空气，再进入油镜)不同，有些光线因折射或全反射，就不能进入境头，致使射入的光线较少，物象显现不清。

所以为了不使通过的光线有所损失，须在油镜与玻片中间加入和玻璃折射率（）相仿的镜油(香柏油，)。

《水处理生物学》课后思考题解答第一章绪论1．“水处理生物学”的研究对象是什么？答："水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。

细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。

2．水中常见的微生物种类有哪些？答：水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。

在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。

真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。

3．微生物有哪些基本特征？为什么？答：微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点：（1）种类多。

（2）分布广。

微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。

土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。

（3）繁殖快。

大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。

如果条件适宜，经过10h就可繁殖为数亿个。

（4）易变异。

这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。

4．微生物命名常用的双名法的主要规定是什么？答：一种微生物的名称由两个拉丁文单词组成，第一个是属名，用拉丁文名词表示，词首字母大写，它描述微生物的主要特征；第二个是种名，用拉丁文形容词表示，词首字母不大写，它描述微生物的次要特征。

有时候在前面所述的两个单词之后还会有一个单词，这个单词往往是说明微生物的命名人。

5．水中小型动物和水生植物在水体水质净化中各起什么样的作用？答：小型动物多指1～2mm以下的后生动物，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。

底栖小型动物寿命较长，迁移能力有限，且包括敏感种和耐污种，故常称为"水下哨兵"，能长期检测有机污染物的慢性排放。