水处理生物学二PPT课件

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《水处理生物学》PPT课件

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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。

生活污水处理二级处理微生物知识课件PPT

好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。
生物脱氮工艺中的生物硝化过程
物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能当细菌很多时，出现以细菌为食料的原生动物;而后出现以细菌及原生动物为食料的后生动物，如右图所示。
依微生物适应的温度范围，微生物可以分为中温性（20～45℃ ）、好热性（高温性）（45℃以上）和好冷性（低温性）（20℃以下
例如，葡萄糖的发酵过程：
C6H12O6 2CH 3COCOOH 4[H]
2CH 3COCOOH 2CO 2 2CH 3CHO
4[H] 2CH 3CHO 2CH 3CH 2OH
总反应式：
C6H12O6 2CH 3CH 2OH 2CO 2 92.0kJ
2.无氧呼吸
是指以无机氧化物，如NO3-，NO2-，SO42-，S2O32-，CO2等代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。
光能异氧微生物：以光为能源，以有机物为供氢体还原CO2，合成有机物的一类厌氧微生物。
依微生物适应的温度范围，微生物可以分为中温性（20～45℃ ）、好热性（高温性）（45℃以上）和好冷性（低温性）（20℃以下
呼吸方式受氢体）三类。
钙：稳定细胞壁，激活酶。微生物的生长环境
化学反应式
化能异氧微生物：氧化有机物产生化学能而获得能量的微生物。
在反硝化作用中，受氢体为NO3-，可用下式所示：
C6H12O6 6H 2O 6CO 2 24[H]

水处理生物学第二章

第三十页，共42页。
四光合细菌
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第三十一页，共42页。
细菌光合作用
•
细菌光合作用是一部分含有菌绿素和类胡萝卜素的细菌所特有的功能。这些细菌和绿色植物一样，可以利用太阳辐射能来同
化二氧化碳，但是它们大多数所用的氢源物质不是水，而是某些硫化物和碳氢化合物，因此光合作用过程中不放出氧气。
7
第七页，共42页。
（2）气生菌丝
在培养基外，向空中生长弯曲、直形等
繁殖功能
其它的原核微生物
气生菌丝
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第九页，共42页。
（3）孢子丝
直形、波浪状、螺旋状。
左右旋、轮生
其它的原核微生物孢子丝
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第十页，共42页。
其它的原核微生物
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第二十页，共42页。
2 作用构成生物膜的重要菌种
利于有机物的去除容易引起污泥膨胀
其它的原核微生物
污泥膨胀：
丝状细菌在活性污泥中大量繁殖，使污泥结构极度松散，絮块漂浮水面，比重减轻，随水流流出。
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第二十一页，共42页。
其它的原核微生物
7、放线菌的代表属
1）链霉菌属(Streptomyces) ：共约1000多种。最高等，最典型的放线菌，有发育良好的分支状菌丝体（三态全具），孢子丝和孢子的形态因种而异。产生的抗生素占放线菌产抗生素的90%，灰色链霉菌产链霉素，龟裂链霉菌产土霉素。
2）诺卡氏菌属（Nocardia）：此属中多数种没有气生菌丝，只有基内菌丝（营养菌丝），气生菌丝没有或很少，在培养15h至4天内，菌丝体产生横膈膜，分枝的菌丝体突然全部断裂成杆状、球状或带叉的杆状体－－即菌丝断裂形成孢子。产生的抗生素利福霉素可用于石油脱腊、污水处理。

水处理生物学第2讲

电镜观察，网状多孔。
基本骨架：
肽聚糖层
氨基糖
N－乙酰葡萄糖胺（N-acetyglucosamine,NAG) N－乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic,NAM)
肽链－氨基酸组成四肽链
细菌
Gram stain的原理
在细胞壁及膜上染上不溶于水的结晶紫与碘的复合大分子。
G＋：壁厚、肽聚糖含量高且分子交联紧密，在用乙醇处理时，壁会因脱水而收缩，再加上它本身含脂
鉴别染色法（革兰氏染色法）丹麦医生革兰C. Gram于1884年创立。
细菌
革兰氏染色（Gram Stain）的步骤：
95％乙醇脱色（不脱色）
结晶紫初染
（染上紫色）
碘液媒染
碘分子与结晶紫形成染色较牢固的复合物
脱色处理
复染
沙黄或蕃红复染
观察
紫阳性红阴性
A B
紫
初染媒染
紫
脱色
紫
复染
细菌
区分新老菌胶团
新生的菌胶团：颜色较浅，无色透明，有旺盛的生命力，氧化分解有机物的能力强。
老化的菌胶团：吸附了许多杂质，颜色较深，看不到细菌单体，像一团烂泥似的，生命力较差。
细菌
活性污泥(activated sludge):
废水生物处理构筑物曝气池内形成的污泥。一种绒絮状小泥粒，由好氧菌为主体的微型生物群以及胶体、悬浮物等组成。
两类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、生态、降解有机物、药物敏感性上等都存在有差异。因此任何细菌只要先通过很简单的革兰氏染色，即可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。
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细菌
二、细菌细胞的结构
细胞壁基本结构细胞结构特殊结构细胞膜细胞质原生质体核质内含物鞭毛芽孢、荚膜菌毛、性毛

《水处理微生物学》课件

兼性微生物
兼性微生物既可以在有氧生物
1 污水中的细菌、真菌和病毒
污水中常见的微生物包括细菌、真菌和病毒，它们对水质有显著影响。
2 自然界中的微生物
自然界中的微生物也参与了水处理过程，发挥着重要的生态功能。
微生物在不同的水处理过程中的作用
1
生物处理过程
2 膜技术在水处理中的
应用
膜技术在水处理中的应用不断发展，提供了更高效的水处理方法。
3 微生物与纳米技术的
结合
微生物与纳米技术的结合可以创造出新的水处理技术和材料。
总结
水处理微生物学的重要性和未来发展趋势，微生物在水处理过程中的作用和对水质的影响是研究的重点。
微生物群落结构的变化可以反映出水质的变化，为水处理提供指标。
水处理微生物的监测方法
1 监测微生物群落的水平
通过分子生物学方法监测微生物群落的组成和多样性。
2 监测微生物数量和活性的方法
通过培养和测定微生物数量以及活性来监测微生物的变化。
微生物处理技术发展趋势
1 生物反应器的优化
通过优化生物反应器的设计和运行，提高水处理的效率和效果。
微生物通过降解有机物、氮转化和磷去
物理或化学处理过程中的微生物
2
除等方式参与生物处理过程，提高水质。
作用
微生物在物理或化学处理过程中发挥着辅助或协同的作用，提高处理效果。
水处理微生物对水质的影响
1 水处理微生物对水质指标的影响
水处理微生物可以影响水质指标，如溶解氧、pH值和浊度等。
2 微生物群落结构对水质指标的影响
《水处理微生物学》PPT 课件
水处理微生物学是研究微生物在水处理中的作用和重要性的科学领域。

水处理生物(2、3、4章)ppt课件

复习课一
主要内容要点
静力学
静力学基本方程静水总压力（平面、曲面）
连续性方程
三大基本方程伯努利方程
动量方程
1
需掌握的知识要点：
作用于流体的力：
T A du
dy
绪流体的性质惯性、压缩性、膨胀性、黏性 du
论
dy
及
静
流体平衡微分方程
力流体静力学
学
流体作用于平面和曲面上的力
' 3

Ph
' D
hD' 1.115m
13
hD 3 hD' sin 600 2.03m
图示为在等截面水管A、B两点处接一U型管差压计，差压计内的工作介质为相对密度为0.8的油，当水在管内流动时，测得Δh=200mm，h1=300mm，h2=600mm，试求A、B两点的压差，并判断水在管内的流动方向。
Q A 0.951.715 (0.02)2 0.051m3/s
4
K

1 4

d12
2g

d12
d
2 2
2
1

0.036
Q K h 51.3 l/s
20
[例题]一救火水龙带，喷嘴和泵的相对位置如图所示。泵出口压力（A点压力）为2个大气压（表压），泵排出管断面直径为 50mm；喷嘴出口C 的直径20mm；水龙带的水头损失设为0.5m；喷嘴水头损失为0.1m。试求喷嘴出口流速、泵的排量及B点压力。
重力加速度 g 9.8m/s 2；hAC 0.5 0.1 0.6m水柱，即
A
C
AC AA

废水生物处理原理PPT课件

第三节病毒
• 病毒没有细胞结构的唯一的微生物，大多数为
核酸与蛋白质组成的大分子，只含有DNA
或RNA一种类型的核酸。
细菌的生理
第四节细菌的成分
• 细菌生长所必需的营养物必须包含该细胞的细胞物质中所含的元素，以及酶的活力及运输系统所必须的元素。 • 细菌所含的主要生物元素： C、O、N、P、 S、K、Na、Mg、Ca、Cl、Fe等根据主要元素占细菌干重的比例，判断水质中含有的主要元素含量是否满足细菌生长需要量。 • 细菌所含的次要生物元素： Zn、Mn、Cu、 Co等
旺盛的生命力
生命力较差
氧化分解有机物能力氧化分解有机物能力强弱为了使废水处理达到较好的效果，要求菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。
细菌种类
假单胞菌属动胶菌属产碱杆菌属黄杆菌属芽孢杆菌属
埃希氏菌属
微球菌属
葡萄球菌属
兼性厌氧化能异养型细菌。可分解蛋白质。
需氧性细菌。细菌中较大的菌属，在土壤和水体中极常见。有的能够利用硝酸盐通过厌氧呼吸进行反硝化。
不少抗生素是由放线菌产生
放线菌中的诺卡氏菌属有分解无机氰化物和烃类化合物的能力，在处理含烃类和无机氰化物的废水中起重要作用。蓝细菌
有时列入藻类，也称为蓝藻。细胞结构为原核。
水处理中的微生物
第二节真核细胞微生物
• 真核细胞生物细胞核化程度较高，有核膜和核仁。原生动物：单细胞动物常被用作系统的指示生物（主要用于城市污水）。其作用主要在于吞噬细菌——控制细菌的增殖速度，保持微生物群体的生态平衡。还可直接吞食废水中的固体有机物，吸
真核细胞微生物
病毒（噬菌体）

关于水处理微生物学课件课件课件课件

右图自上而下：双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌
球菌的形态
电镜下的球菌
葡萄球菌
（2）杆菌
细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。
单杆菌双杆菌
链杆菌球杆菌
杆菌的几种形态
杆菌的形态
电镜下的杆菌
乳酸杆菌
梭状芽孢杆菌
细胞质膜的磷脂
脂类是磷脂，由磷酸、甘油和脂肪酸组成
细胞膜的结构：液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
1）膜主体磷脂双分子层，亲水基团在表面，疏水基团在内部 2）蛋白镶嵌或贯穿或浮在表面 3）双分子层有流动性 4）不对称性
1972年，辛格和尼科尔森提出该模型
B.细胞质膜的生理功能
可以从三方面看菌落的特征：（1）菌落的形态特征（2）菌落的表面特征（3）菌落的边缘特征
不同种的细菌菌落特征
粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态
是给水与废水处理中最重要的一类微生物！
二、细菌的个体形态和大小
1.细菌的形态
（1）球状（2）杆状（3）螺旋状（4）丝状（仅有少数）
细菌基本形态，是鉴定丝状菌种的依据之一
（1）球菌
根据分裂方向及相互间连接方式又分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。是分类的一个依据。
芽孢成熟 6. 芽孢囊裂解
（5）鞭毛（flagella）
定义：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物。
是分类上重要特征之一。
偏端单毛菌类两端单毛菌类偏端丛毛菌类两端丛毛菌类周毛菌类

水处理微生物学双语第二章第3～4节.ppt

细胞物质的过程。
生物合成物质分为两类：小分子物质和大分
子物质。小分子包括：葡萄糖、氨基酸、核苷酸；大分子物质包括：碳水化合物、核酸、脂肪、蛋白质。
1.Carbohydrates（碳水化合物）
1.1 所有的异养微生物必须合成葡萄糖，用于合成葡萄糖的物质是除了二氧化碳以外的其他碳源。
1.2 用其他碳源合成葡萄糖的过程称为糖原异生。糖原异生是糖酵解的异过程。
2.Amino acids（氨基酸）
1.Glutamate family（谷氨酸组）
α-ketoglutamate （α-酮戊二酸）
Glutanate （谷氨酸）
proline（脯氨酸） Ornithine（鸟氨酸） Arginine（精氨酸）
2.Aspartate family（天冬氨酸组）
Oxaloacetate Aspartate （草酰乙酸）（天冬氨酸）
3.2 核苷（Nucleoside）是由一个嘌呤或嘧啶与一个五糖（核糖或脱氧核糖）连接。
3.3 核苷酸（Nucleotides）是DNA或RNA的单体，由一个核苷与连接到糖上的一个或多个磷酸基组成。
3.4 由7个化合物合成嘌呤。嘧啶的生物合成起始于氨甲酰磷酸与天冬氨酸缩合，生成氨甲酰天冬氨酸，然后转变成嘧啶生物合成的一个共同的中间产物乳清酸。
N2+6H ++12ATP+12H2O2O 2NH 3+12ATP+12Pi
2.2 其他的微生物利用硝酸盐、亚硝酸盐和氨，但是硝酸盐和亚硝酸盐在同化之前必须还原成氨。
2.3 蛋白质中有20种氨基酸，但并没有20种生物合成途径，因为这20种氨基酸可以分为5组，每一组有共同的合成路径。这5组分别是：谷氨酸组、天冬氨酸组、丙酮酸组、丝氨酸组、芳香氨酸组。

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共同特征：丝状体不分枝或假分枝。
（一）球衣菌
其它的原核微生物
1 特性
具假分枝
好氧，但在溶解氧小于0.1mg/L的微氧环境仍可生长
分解有机物能力强
2 作用构成生物膜的重要菌种
利于有机物的去除
容易引起污泥膨胀
污泥膨胀：
丝状细菌在活性污泥中大量繁
殖，使污泥结构极度松散，絮块漂浮水面，比重减轻，随水流流出。
其它的原核微生物
（3）孢子丝
直形、波浪状、螺旋状。
左右旋、轮生
孢子丝
Reproductive mycelium
分生孢子
（4）分生孢子
生长在孢子丝上。球形、椭圆形、杆形
呈白、黄、绿、淡紫、蓝、褐、灰等色。
孢子耐干旱。可用砂土管保藏产孢子的菌种。
4 繁殖
无性繁殖。分两类
➢分生孢子生殖★
第二节～第五节其它原核微生物
一放线菌（Actinomycete）二丝状细菌（Filamentous Bacteria）三蓝细菌（Cyanobacteria）四光合细菌五支原体、立克次氏体、衣原体
一放线菌（Actinomycete）
1 一般特征原核革兰氏阳性菌具分枝，无隔膜，单细胞
2）诺卡氏菌属（Nocardia）：此属中多数种没有气生菌丝，只有基内菌丝
（营养菌丝），气生菌丝没有或很少，在培养15h至4天内，菌丝体产生横膈膜，分枝的菌丝体突然全部断裂成杆状、球状或带叉的杆状体－－即菌丝断裂形成孢子。产生的抗生素利福霉素可用于石油脱腊、污水处理。
3）小单孢菌属（Micromonospora) ：不形成气生菌丝，菌丝断裂繁殖，只在
➢菌丝断裂成短杆状细胞
其它的原核微生物分生孢子菌丝
菌丝体
5、菌落特征
• 较小、坚实、干燥、多皱； • 菌丝较细，分支多而缠绕，质地致密，不
易挑起； • 幼龄同细菌相似，成熟后形成絮状、粉状
或颗粒状，气生菌丝和背面常有不同的颜色。
质地: 致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不挑起，表面有放射状沟纹。
微囊藻
其它的原核微生物
鱼腥藻
颤藻
其它的原核微生物
（1）营养细胞：光合作用（2）静息（厚壁）孢子：壁厚，抗不良环境（3）异形胞：固氮
形状：随菌种不同可有两类：
(1)产生大量分枝状菌丝的菌种：如Strptomyces)形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。
(2)不产生大量菌丝的菌种：如Nocardia形成的菌落呈粉质，挑之易碎
其它的原核微生物菌落
其它的原核微生物
6 作用
产生抗生素诺卡氏菌属处理含烃类、无机氰化物的废水。
其它的原核微生物
丝状细菌
在正常运行的废水生物处理系统中，丝状细菌是生物絮体或生物膜的骨架，其上附着菌胶团，丝状细菌与菌胶团形成互惠关系。可维持废水处理系统的稳定性，提高抗冲击负荷能力。但过度繁殖会引起污泥膨胀。
三蓝细菌（Cyanobacteria）
1 特性球状、杆状的单细胞不分枝的丝状体适应温度广，喜温暖。蓝绿色，黄褐色至红色。
•诺卡氏菌形态：菌丝体极度弯曲、易段。固体培养基上生长只有基质菌丝，无气生菌丝或很薄。
7、放线菌的代表属
1）链霉菌属(Streptomyces) ：共约1000多种。最高等，最典型的放线菌，有发育良好的分支状菌丝体（三态全具），孢子丝和孢子的形态因种而异。产生的抗生素占放线菌产抗生素的90%，灰色链霉菌产链霉素，龟裂链霉菌产土霉素。
线菌属）菌种引起动物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染），某些Nocardia（诺卡氏菌属）引起人和动物的诺卡氏菌病；还有少数放线菌能引起植物病害。
其它的原核微生物
3 形态（以链霉菌属Streptomyces为例）
根据形态功能分：
（1）营养菌丝（2）气生菌丝（3）孢子丝（4）分生孢子
土壤中约含放线菌孢子107个。
应用：放线菌对人类最突出的贡献就是它能产生大量的、种类繁
多的抗菌素。放线菌还是酶类、维生素的生产菌；有的放线菌有固氮能力；放线菌在自然界物质循环中也起着重要作用，由于它们具有较强的分解复杂有机物的能力，对于土壤肥力的提高也有重要作用。
危害：只有极少数放线菌对人类构成危害，某些Actinomyces（放
其它的原核微生物
（1）营养菌丝长在培养基内，又称基质菌丝
营养菌丝
作用
吸收水分、养料排泄代谢产物产水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培养
基呈现颜色。
Substrate mycelia. （基内菌丝）
其它的原核微生物
（2）气生菌丝
气生菌丝
在培养基外，向空中生长弯曲、直形等繁殖功能
1 特性
不分枝。
贝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上，不固着。
发硫细菌固着在菌胶团等物上
氧化硫化氢、硫磺等
2H2S+O2
2H2O+2S+343J
2S+3O2+2H2O 2H2SO4+494J
CO2+H2O
[CH2O]+O2
其它的原核微生物贝日阿托氏菌图
发硫细菌图
其它的原核微生物
2 作用
处理含硫废水腐蚀管道引起活性污泥的污泥膨胀。
营养菌丝上长出很多分枝小梗，顶端着生着一个孢子；其菌落较链霉菌小得多。产生庆大霉素。
其它的原核微生物
二丝状细菌（Filamentous Bacteria）★ 处理废水作用重要独菌属（Sphaerotilus）铁细菌属（Crenothrix）贝日阿托氏菌属（Beggiatoa）发硫细菌属（Thiothirx）
2 分布土壤、堆肥、河底淤泥
其它的原核微生物
概述
Actinomycetes是一类具有丝状分枝的单细胞，主要以外生孢子的形式繁殖，革兰氏阳性，与细菌同属原核微生物。放线菌菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。
分布：含水量较低、有机物丰富、呈微碱性的土壤中。估计每克
其它的原核微生物
（二）铁细菌
其它的原核微生物
1 特性
丝状体不分枝生活在氧气少、有较多铁质和二氧化碳的水中
把亚铁氧化为高铁
4FeCO3+O2+6H2O
4Fe（OH）3+4CO2+167.5J （黄褐色）
其它的原核微生物
2 作用
造成铁质水管的腐蚀、堵塞。使水呈现颜色，影响水质。
贝日阿托氏菌
（三）硫磺细菌发硫细菌