应用微生物第五章 环境中的微生物应用及原理
微生物教案第五章
第14—15次课第10—11周课题：第五章环境因子对微生物的影响教学目的要求：1、掌握灭菌、消毒等基本概念；2、掌握温度对微生物的影响；3、掌握辐射对微生物的影响；4、掌握水分对微生物的影响；5、掌握化学因子对微生物的影响；6、了解PH值对微生物的影响；7、了解生物间的相互作用。
主要教学内容：1、灭菌、消毒等基本概念；2、温度对微生物的影响；3、辐射对微生物的影响；4、水分对微生物的影响；5、化学因子对微生物的影响；6、PH值对微生物的影响；7、生物间的相互作用。
教学重点、难点：1、灭菌、消毒等基本概念；2、温度对微生物的影响；3、化学因子对微生物的影响。
教具：幻灯片学时数：4教学内容：§5-1基本概念彻底杀灭——灭菌杀灭微生物部分杀灭——消毒抑制：抑制无所谓生长——防腐1、灭菌；2、消毒；3、防腐；4、无菌；5、除菌；§5-2温度对微生物的影响一、高温的影响高温：高于微生物最适应的温度。
㈠干热法：1、干烤灭菌法；2、灼烧和焚烧；㈡湿热法：1、高压蒸汽灭菌法：适合于对培养基及多种器材、物料的灭菌；2、间歇灭菌法：适合不耐高压的培养基；3、连续加压灭菌法（连消法）优点：①即可杀灭微生物，又可减少营养成分的破坏，从而提高原料利用料；②缩短了发酵罐的占用时间；③提高了锅炉的利用率；④降低了劳动强度；4、巴氏消毒法：（低温消毒法）方法：①63℃30min (LTH)②75°15S （HTST）使用于：牛奶、啤酒、果酒和酱油等；目的：杀死无芽胞的病原菌，不损害营养价值，不影响风味；5、煮沸消毒法100℃--15min㈢影响灭菌效果的因素；1、结构；2、菌龄；3、菌体含水量；4、PH值二、高温的影响温度降低，微生物的代谢水平下降，可处于休眠状态；§5-3辐射对生物的影响一、紫外线的影响r 200—390mm1、杀菌机理①诱导同链DNA的相邻嘧啶形成嘧啶二聚体，减弱双链间氢的作用，引起双链结构扭曲变形，影响DNA的复制和转录，从而可引起突变死亡；②Uv可使空气中的O2 O3，H2O H2O2，由O3和OH2O2发挥杀菌作用；2、杀菌的特性；①穿透性差；②光复活作用；③暗复活作用；（切除修复）3、应用①空气消毒；②表面消毒；③诱变育种；二、X射线和r射线的影响电离辐射三、微波和超声波的影响1、微波热效应特点：加热均匀，加热时间短①杀菌原理：在微波作用下，微生物体内的极性分子发生振动，因摩擦产生过热，高热导致微生物死亡；②微生物加速分子运动，形成冲击波破坏而致微生物死亡；2、超声波生物学作用；§5-4水分子对微生物的影响水分要性表现为：缺水干燥诱导休眠；水分运动调节渗透压；1、干燥：不同微生物对于干燥的低抗能力不同；2、渗透压水分在膜两侧的运动是渗透压变化的主要原因；等渗溶液 5—8.5g∕l，Nacl液生长良好低渗溶液＜膨胀破裂高渗溶液＞生理干燥质壁分离§5-5化学因子对微生物的影响极低浓度：刺激生长发育浓度略高：抑菌浓度极高：杀菌抑菌或杀菌的主要原因：造成微生物大分子结构变化，包括损伤细胞壁，使蛋白质变性失活，诱发核酸改变。
微生物第五章总结
嗜盐菌在无氧条件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化，可使质子不断驱至膜外，从而在膜两侧建立一个质子动势，再由它来推动ATP酶合成ATP，此即为光介导ATP合成。
第二节 分解代谢和合成代谢的联系
一， 两用代谢途径
凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，称为两用代谢途径。EMP，HMP和TCA循环都是重要的两用代谢途径。如：葡萄糖通过EMP途径可分解为2个丙酮酸，反之2个丙酮酸也可通过EMP途径的逆转而合成1个葡萄糖，此即葡糖异生作用。
TCA特点：（1）氧虽不直接参与反应，但必须在有氧条件下运转（2）每分子丙酮酸可产4个NADH+H+,一个FADH2和）TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。
（二） 递氢和受氢
根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同，可把生物氧化区分为呼吸，无氧呼吸和发酵3中类型。
一， 自养微生物的CO2固定
在微生物中CO2固定途径有四条：
（一） Calvin循环：又称Calvin-Benson循环，Calvin-Bassham循环，核酮糖二磷酸途径或还原性戊糖磷酸循环。此循环是光能自养型生物固CO2的主要途径。核酮糖二磷酸羧化酶和磷酸核酮糖液激酶是本途径的两种特有的酶。本循环可分为3个阶段：（1）羧化反应（2）还原反应（3）CO2受体再生（反应式见书P130）。Calvin循环的总反应式：6CO2+12NAD(P)H2+18ATP——→C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi+6H2O
二， 自养微生物产ATP和产还原力
自养微生物按其最初能源的不同，可分为两大类：一类是能对无机物进行氧化而获得能量的微生物，称作化能无机自养型微生物，另一类是能利用日光辐射能的微生物，称作光能自养型微生物。两种根本的区别在于，前者生物合成的起点是建立在对氧化程度极高的CO2进行还原的基础上，而后者的起点则建立在对氧化还原水平适中的有机碳源直接利用的基础上。
8 第五章 第3节 环境因素对微生物生长的影响
环境因素 对微生物生长的影响
1
外界环境对微生物作用的三种情况
外界环境条件适宜时，微生物生长旺盛，代谢 作用加速 外界环境条件不太适宜，微生物生长缓慢，代 谢作用受到一定程度的抑制 外界环境不适宜的情况达到微生物难以忍受的 程度，微生物生命活动受到严重影响，可能发 生变异或死亡
2
灭菌、消毒、防腐与无菌
35
X射线 αβγ射线 宇宙射线
100~150 低于100 很短
辐射单位
拉德（rad）吸收电离能量的量度，1rad相当于 每克物料吸收1×10-5J的能量
格雷（戈，Gy）相当于102rad D值：活菌数减少一个对数周期所需的射线剂 量（×104Gy）
36
（一）紫外线
太阳光的杀菌作用 原理：核酸吸收紫外线变性 200~280nm 穿透力弱，用途：空气消毒 器材物体表面消毒 富含脂肪和蛋白质食品 注意防护
最低pH，最高pH 最适pH：微生物最适宜生长繁殖的pH值
菌类 最适pH值范围
细菌 放线菌
酵母 霉菌
7.0~7.6 7.5~8.5
3.8~6.0 4.0~5.8
一般细菌和病毒对氢离子比霉菌和酵母对氢 离子敏感
48
酸性食品与非酸性食品
分类 酸性食品 pH ＜4.5 易滋长微生物 酵母、霉菌
非酸性食品
21
巴氏消毒法：＜100 ℃ 61~65 ℃、30min，72~75 ℃、10~15min 71~75 ℃，15~16s 80~95 ℃，瞬时 适用对象：高温会导致品质下降的食品 牛奶、啤酒、果汁、蜂蜜等
22
高压蒸汽灭菌法 原理：密闭容器中使水受热产生蒸汽，蒸汽压 力越大，蒸汽的温度越高。 121℃， 15~20min，可杀灭绝大多数微生物， 包括有芽孢的细菌。 适用对象：无菌水及耐高热的食品和物品
八年级生物上册第五章《细菌和真菌在生物圈中的作用》常考知识点总结
八年级生物上册第五章《细菌和真菌在生物圈中的作用》常考知识点总结22.细菌真菌在自然界中作用：①作为分解者参与物质循环。
即把动植物遗体分解成二氧化碳、水和无机盐，被植物重新吸收利用，制造有机物。
故对于自然界中二氧化碳等物质的循环起重要作用。
②引起动植物和人患病。
这类微生物多营寄生生活，从活的动植物体上吸收营养物质。
如链球菌引起扁桃体炎，真菌引起癣、小麦叶锈病。
注意：脚气和细、真菌没关系（是缺维生素B1导致的）③与动植物共生。
共生指一种生物与另一种生物共同生活在一起，相互依赖、不能分开的现象，简言之，互利共生。
如真菌与藻类共生形成地衣④再如：根瘤菌与豆科植物，根瘤菌将空气中的氮转化为植物能够吸收的含氮物质，从而使土壤中氮元素含量增高，增加土壤肥力，提高农作物产量（氮是植物生活中需要量较大的物质）。
与动物共生：兔、牛、羊内有些细菌帮助分解维生素与人共生：人的肠道中有一些细菌能制造维生素B12和维生素K对身体有益23.人类对细菌和真菌的利用体现在四个方面：①食品制作。
即发酵原理的应用，发酵就是有机物在一定温度下被酵母或其他菌类分解成某些产物的过程②食品保存。
腐败原因-------细菌和真菌分解食品中的有机物并在其中生长繁殖所导致；保存原理-------将细菌和真菌杀死或抑制其生长繁殖；常用保存方法：“巴斯德”消毒法（依据高温灭菌原理）；罐藏法（依据高温消毒和防止于细菌和真菌接触的原理）；冷冻法、冷藏法（依据低温可以抑菌的原理）；真空包装法（依据破坏需氧菌类生存环境的原理）；晒制与烟熏法、腌制法、脱水法、渗透保存法（依据除去水分防止细菌和真菌生长的原理）；使用防腐剂；使用射线24.疾病防治：主要指抗生素治病（如青霉素）与转基因技术生产药品（如胰岛素）。
抗生素是真菌（另外还有放线菌）产生的可杀死某些致病菌的物质25.环境保护：无氧时一些杆菌、甲烷菌可将引发污染的有机物发酵分解，产生甲烷等，而有氧时另外一些细菌（如黄杆菌）可将这些废物分解成二氧化碳和水，这样都使污水得到净化26.制作馒头或面包时，用酵母菌，它产生的二氧化碳气体会在面团中形成许多小孔，使馒头或面包膨大和松软。
微生物学第五章微生物的代谢
通过改变细胞膜的通透性，控制代谢底物和产物的进出，从而调 节代谢过程。
微生物代谢的基因调控
01
原核生物的基因调 控
通过操纵子模型实现基因表达的 调控，包括正调控和负调控两种 方式。
02
真核生物的基因调 控
通过转录因子和顺式作用元件的 相互作用，实现基因表达的精确 调控。
03
基因表达的诱导和 阻遏
03 氮的转化代谢
微生物还可以通过氮的转化代谢将一种含氮化合 物转化成另一种含氮化合物，如硝酸盐还原成氨 的过程。
04Βιβλιοθήκη 微生物代谢的调节与控制代谢调节的方式与机制
酶活性的调节
通过改变酶的构象或修饰酶活性中心，从而调节代谢途径中关键 酶的活性。
代谢物浓度的调节
代谢物浓度的变化可以影响酶的活性，从而调节代谢速率。
用、液相色谱-质谱联用等。
核磁共振法
利用核磁共振技术对微生物代 谢产物进行结构和构象分析， 可以获得代谢产物的详细化学
信息。
生物信息学分析
利用生物信息学方法对微生物 代谢组学数据进行处理和分析， 包括代谢途径分析、代谢网络 构建、代谢物鉴定和代谢调控 研究等。
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微生物代谢产物的生物活性与应用
抗生素
由微生物代谢产生的具有抗菌活 性的化合物，用于治疗细菌感染。
酶
微生物代谢产生的生物催化剂，广 泛应用于食品、医药、化工等领域。
激素
某些微生物代谢产物具有激素活性， 可用于调节动植物生长发育。
微生物代谢在环境保护和能源领域的应用
污水处理
利用微生物代谢降解污水中的有机污染物，净化水质。
02
微生物的能量代谢
能量代谢的基本过程
微生物处理技术在环境工程中的运用与实践
微生物处理技术在环境工程中的运用与实践微生物处理技术是现代环境工程的一种重要手段，它通过利用微生物的特性将污染物转化为无害的物质，从而达到净化环境的目的。
下面将从技术原理、应用场景及实践效果三个方面阐述微生物处理技术在环境工程中的运用及实践。
一、技术原理微生物处理技术主要通过微生物的代谢作用来降解有机物质，同时也可以通过微生物的吸附、氧化还原等作用来去除污染物。
常见的微生物处理技术包括活性污泥法、生物膜法、固定化微生物法等。
其中，活性污泥法是将含有污染物的废水引入一个反应槽，加入适当的微生物菌群和氧气，让污染物发生生物分解反应，从而达到净化水质的目的。
生物膜法是将微生物生长在固体或半固体支撑体表面的一层厚度约为0.5~5毫米的生物膜上，通过活性膜上微生物的代谢活动来去除有机质和氮磷等污染物。
固定化微生物法则是将微生物菌株固定在一种载体上，形成一种微生物固定床，通过代谢作用来去除废水中的有机物质。
二、应用场景微生物处理技术在环境工程中的应用场景非常广泛，主要包括以下方面：1、城市污水处理：微生物处理技术被广泛应用于城市污水处理中，可以使水质达到国家标准，从而保障居民生活用水的质量。
2、工业废水处理：工业部门通常排放的废水含有各种污染物，采用微生物处理技术可以有效地降解这些有机质和重金属等污染物。
3、土壤修复：微生物处理技术可以用于污染土壤的修复，通过加入特定的微生物群来修复土壤中的重金属、有机物等污染物。
4、生活垃圾处理：生活垃圾中含有大量的有机物质，采用微生物处理技术可以使其降解，减少对环境的污染。
三、实践效果微生物处理技术在环境工程中的实践效果非常显著，已经在许多实际应用中得到了证明。
例如，北京奥林匹克公园的污水处理设施采用微生物法，处理后的水质可以用于灌溉园林绿化。
上海的红枫湖生态修复工程中，采用微生物处理技术进行污染物的处理，最终实现了生态湖泊的恢复。
此外，微生物处理技术还在许多工业领域中取得了显著的效果，例如石油污水处理、染料废水处理等。
]微生物的分布与消毒灭菌
![]微生物的分布与消毒灭菌](https://img.taocdn.com/s3/m/69c07c9ba1116c175f0e7cd184254b35eefd1a60.png)
第五章微生物的分布与消毒灭菌第一节微生物的分布微生物在自然界里分布是非常广泛的一、土壤中的微生物：✧土壤环境适合微生物的生长：pH(5.5-8.5)，渗透压(3-6)，通气，动植物尸体（有机质），矿质元素，而且土壤具有保温性，与空气相比，昼夜温差和季节温差的变化要小得多，所以无论是盛夏，还是寒冬，土壤中都存在大量的微生物。
✧种类：细菌>放线菌>真菌>藻类>原生动物二、水中的微生物：水环境：地球的70%左右由水覆盖，其中溶解和悬浮有机、无机物，流动水有氧渗入可供微生物生长。
习惯上我们把水体中的微生物分为淡水微生物和海洋微生物两大类。
淡水微生物是指我们生活的河、湖里的微生物，这里面有许多致病性微生物，也就是存在病原菌，所以我们生活中的饮用水都是经过处理的，不然就会引起一些肠道性传染病。
一般来说，我们会以水体中大肠杆菌的数量来衡量水体污染情况，根据规定，每1000毫升自来水中，大肠杆菌群的指数不得超过3个。
为了消灭水体中的病原菌，我们常用的方法是采用次氯酸盐和液体氯来消毒处理，如果水体中的游离性氯保持在0.2-0.4PPM的话，就能杀死作伤寒杆菌、痢疾杆菌等肠道杆菌。
作用：在水生环境的食物链中起关键作用。
三、空气中的微生物：环境：空气中没有微生物生活所需要的基本条件，所以它不是微生物生长繁殖的主要场所，但是空气中飘浮着许多微生物种类分布：主要是真菌和细菌，在医院，公共场所致病菌的数量多。
科赫沉降法（沉降平板法）：打开皿盖5分钟进行培养，一般认为皿内100cm2上微生物的数量等于10m3空气中微生物的数量。
作用：可迅速全球传播，对地球上生物繁衍有一定意义。
四、生物体内外的微生物：1.人体内外的微生物1)正常菌丛：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物。
2)条件致病菌：凡属正常菌群的微生物，由于机体防御性降低、生存部位的改变或因数量剧增等情况而引起疾病者。
第五章 微生物生长的影响因素
第五章微生物的生长及影响因素先介绍如何在实验室或生产实践中使微生物生长，即如何培养微生物；然后介绍微生物生长的规律（包括个体和群体）；以及环境条件对微生物生长的影响；最后讨论控制微生物生长特别是有害微生物生长的方法。
生长：微生物个体重量的增加和体积增大的现象。
繁殖：微生物数量增多的现象。
第一节微生物生长一、微生物的培养方法（一）微生物的纯培养及获得方法1.纯培养：微生物学将从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代叫作纯培养。
2.获得方法（分离方法）：只有分离到微生物的纯菌种，才能研究和利用微生物，目前常用的分离方法有：①释倒平板法：按不同的稀释度将待分离的材料进行稀释（10倍稀释法），然后分别倒平板，培养得到单一菌落，挑取，分离，纯化即得。
②平皿划线法：在培养基表面用接种环平行或连续划线，培养可得单菌落，分离纯化得纯培养。
平行扇形连续③单细胞挑取法：用单细胞挑取仪（显微镜挑取器）在显微镜下直接挑取单个细胞（菌体）进行培养，而获得纯培养的方法。
④选择培养基分离法：用只适于一种微生物生长的培养基培养，结果只有一种微生物生长，挑取即得。
⑤涂抹培养皿分离法：平板上滴0.2ml菌悬液，用玻璃刮棒涂抹，培养后挑取菌落，纯化即得。
另外，有煮沸法分离芽孢杆菌；利用致死温度的不同分离噬菌体。
（二）微生物的培养方法1.好氧培养法：a.实验室：试管斜面，平板。
b.工业：半固体物料（浅盘法，转桶法，厚层培养法）c.食用菌：袋栽法，床栽法。
2.固体培养法：a.实验室：摇瓶培养法，试管液体培养法，三角瓶浅层培养法，小型台式发酵罐等。
b.工业：发酵罐（通用型搅拌发酵罐，气泡塔型发酵罐，其他形式的发酵罐）。
3.厌氧培养法：a.验室：厌氧培养皿，厌氧试管，厌氧罐。
b.工业：液体静置培养法。
二、微生物的同步生长及同步培养方法1.同步培养法：能使培养物中所有的微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法成为同步培养法。
2.同步生长：培养物中的所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
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1.2.2 好氧活性污泥法的几种处理工艺流程
常见的好氧活性污泥法的处理工艺有:
生物修复或称生物整治，译自英文Bioremediation， 它是一项利用微生物的生物降解作用减少污染现场 有害物质的浓度或使其无害化的环境生物技术，是 传统的生物处理技术 (Biotreatment) 的延伸，主要解 决土壤、地下水和表面水的污染问题。这项技术需 要把基础研究和工程研究有机地结合起来，它所涉 及的领域包括微生物学、生物化学、分子遗传学、 有机化学、土壤和水化学、地质学、水文学和工程 学等。生物修复污染环境的技术方法可分为原位 （in-situ）和非原位（ex-situ）两种。
解性细菌和产甲烷菌。 ②城市生活污水处理厂的浓缩污泥 ③同类水质处理厂的厌氧活性污泥
3.3.2 厌氧活性污泥的驯化与培养 来自不同水质的厌氧活性污泥要先经驯化后
培养，尤其是处理工业废水是如此。进水量由 小到大，每提高一个浓度梯度，要稳定一段时 间后才换下一个浓度。当处理效果接近期望效 果，并形成颗粒化的活性污泥时即为成熟厌氧 活性污泥。此时可按设计流量进水进入正式运 行阶段。
（2）驯化 （3）培养 (2)连续曝气培养 在处理生活污水和工业废水时，凡取现成的 与本厂相同水质处理厂的活性污泥作菌种时， 都可直接用连续曝气培养法培养活性污泥。 (接种量5-10%,闷曝-小流量-设计流量,溶氧)
1.2.9 活性污泥是否培养成熟的判断
（1）镜检判断 培养初期活性污泥的生长状况，在向成熟
环境污染的分子生物学检测
PCR技术：用PCR (聚合酶链式反应) 技术扩增特定 降解基因，检测是否存在降解菌，从而间接证明是 否存在污染物。
免疫学技术：用菌株特异性单克隆抗体与环境样品 进行抗酶联免疫反应（ELISA），用于追踪遗传工 程菌的去向。
DNA杂交：以降解基因为探针与环境样品的DNA提 取物进行DNA杂交，证明降解菌的存在。
1. 污、废水的深度处理 2. 微生物脱氮工艺、原理及其微生物 3. 微生物除磷原理、工艺及其微生物
1. 污、废水的深度处理
污废水经过一、二级处理以后，在一般情 况下还会含有一定量的污染物如BOD5 20 -30 mg/L,COD 60 -100 mg/L ,SS 20 -30 mg/L ,NH3-N 15 -25 mg/L, P 6 -10 mg/L等， 如果直接排放到自然水体中，可能造成水体 的富营养化，如果排放养殖水体，还可能使 其遭到破坏。
阶段过渡的进程中，菌胶团的结构是否由松 散向紧密演变，原生动物是否由低级向高级 演替。
当进水流量达到设计值时，菌胶团结构是 否紧密，形成大的絮状颗粒。当原生动物以 钟虫等固着型纤毛虫大量出现，相继出现楯 纤虫、漫游虫、轮虫等时即进入成熟期。 （2）化学测定分析指标
SV，SVI
1.3 好氧生物膜法
生物填料表面附着的生物 薄膜进行污染物降解的生 物处理法。
好氧生物膜法构筑物有普 通滤池、高负荷生物滤池、 塔式生物滤池，还有生物 转盘、接触氧化法（即浸 没滤池法）等。见图2.36。
1.3.1 好氧生物膜 好氧生物膜是由多种 多样的好氧微生物和 兼性厌氧微生物粘附 在生物滤池滤料上或 粘附在生物转盘盘片 上的一层带粘性、薄 膜状的微生物混合群 体。
根据位置与功能不 同——生物膜生物、 生物膜面生物及滤池 扫除生物。
第五讲 环境工程中的微生物应用及原理
教学内容： 第一节 水污染控制与治理生态工程与微生物原理 第二节 污、废水深度处理的微生物学原理 第三节 微污染水源水预处理中的微生物学原理 第四节 有机固体废物的微生物处理 第五节 废气的生物处理
环境生物技术主要包括环境污染的分子生物学检测， 降解性微生物的遗传改造，废物、废水和废气的生物 处理，以及污染环境的生物修复。
2)对营养物的需求量少 好 氧 方 法 BOD：N：P=100：5：1， 而 厌 氧 方 法 为
（350~500）：5：1，相比而言对N、P的需求要小的 多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。 4)产生的污泥量少，运行费用低
? 繁殖慢；不需要曝气 基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工
❖在菌胶团生长着其他微生物，如酵母菌、霉 菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后 生动物（轮虫及线虫等）。处理生活污水和 医院污水的活性污泥中还会有致病细菌、病 毒、立克次氏体、螺旋体等病原微生物。
❖营养条件（废水种类、化学组成、浓度）、 温度、供氧、pH等环境条件改变，会导致主 要细菌种群（优势菌）改变。
③ 还可根据原生动物遇恶劣环境改变个 体形态及其变化过程判断进水水质变化和 运行中出现的问题。 净化作用 促进絮凝和沉淀作用
1.2.8 好氧活性污泥的培养
(1)间歇式曝气培养 （1）菌种来源：取自污水处理厂的活性污泥
；取自不同水质废水处理厂的活性污泥；取自 相同水质废水处理厂的活性污泥；取本厂集水 池或沉淀池的下脚污泥或本厂污水长期流经的 河流淤泥经扩大培养后备用。
复习思考题:
1.什么叫活性污泥？它的组成和性质是什么？ 2.好氧活性污泥中有哪些微生物？ 3.叙述好氧活性污泥净化废水的机理。 4.菌胶团、原生动物和微型后生动物在污水净
化中的作用？ 5.叙述生物膜法净化废水的作用机理。 6. 叙述高浓度有机废水厌氧处理原理。
第二节 污、废水深度处理的微生物学原理
深度处理的对象包括：去除处理水中残存 的悬浮物，脱色、除臭，进一步降低BOD、 COD 等指标，脱氮除磷，消毒杀菌，去除 有毒有害物质。
前者根据微生物在构筑物中处于悬浮状态 或固着状态，分为活性污泥法和生物膜法。 后者又称厌氧消化法,利用厌氧菌将有机物 分解成甲烷.
1.2 好氧活性污泥法
1.2.1 好氧活性污泥 是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物
（兼有少量的厌氧微生物）与污（废）水中有机 的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体 或称绒粒。(主体是菌胶团形成菌和丝状菌) ❖ 组成： 由多种多样的好氧和兼性厌氧微生物（兼有少量 的厌氧微生物）与其上吸附的有机的和无机的固 体杂质组成。 ❖ 性质：
烷菌 、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌
是厌氧活性污泥的中心骨架
复杂有机物
1水解 2发酵
脂肪酸
3产乙酸
硫酸盐还原
H2 + CO2
乙酸
硫酸盐还原
4产甲烷
4产甲烷
CH4 + CO2
硫酸盐还原
H2S+ CO2
3.3 厌氧活性污泥的培养
3.3.l 厌氧活性污泥的菌种来源 ①牛、羊、猪、鸡等禽畜粪便含有丰富的水
推流式活性污泥法、 完全混合式活性污泥法、 接触氧化稳定法、 分段布水推流式活性污泥法 氧化沟式活性污泥法
1.2.3 好氧活性污泥的存在状态
❖在完全混合式的曝气池内，因曝气搅动始 终与污（废）水完全混合， 好氧活性污泥 总以悬浮状态存在，均匀分布在曝气池内 并处于激烈运动之中。(曝气池的任何一点 取出的活性污泥的微生物群落基本成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才 可以培育成功
5．处理过程中产生臭气和有色物质
提问：是什么？
臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、 有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子 反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要 添加后处理设施，进一步脱色脱臭。
2 厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法
废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理;
一、厌氧法的优点
提问：优点有哪些？ 1）产生的沼气可用于发电或作为能源
沼气中的主要成分是甲烷，含量50~75%之间， 是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为 例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的 80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于 3.85t原煤，可发电5400度电。
后生动物提供了良好的生存环境，例如去除毒物、提供 食料、溶解氧升高。 ③ 为原生动物、微型后生动物提供附着场所。 ④ 具有指示作用。
1.2.7 原生动物及微型后生动物的作用
指示作用 三方面： ① 可根据上述原生动物和微型后生动物
的演替，根据它们的活动规律判断水质和 污（废）水处理程度。
② 根据原生动物种类判断活性污泥和处 理水质的好与坏。
生物传感器：使降解基因的启动子与发光操纵子形 成融合发光操纵子，在污染物的诱导下，使发光操 纵子表达，通过生物传感器检测污染物的存在。
第一节 水污染控制与治理生态工程与微生物原理
1.污、废水的生物处理
1.1概念 城市污水和工业废水生物处理的方法很
多，根据微生物与氧的关系分为好氧生物处 理和厌氧生物处理两大类。
生物膜在滤池中是分层的，生物膜上层的生物膜和 生物膜面生物吸附废水中的大分子有机物，将其水解为 小分子有机物.同时吸收溶解性和经水解的小分子有机 物进入体内氧化分解，并构建自身细胞。
上一层生物膜的代谢产物流向下层，被下一层生物 膜生物吸收，进一步被氧化分解为CO2和H2O。老化的生 物膜和游离细菌被滤池扫除生物（轮虫、线虫、领体虫 等）吞食，通过以上微生物化学和吞食作用，废水得到 净化.
2.1 厌氧活性污泥
（一）．厌氧活性污泥的性质和组成
由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。 呈灰色至黑色， 有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能； 颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。
微生物的组成主要有六种： 由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲
1.2.6 菌胶团的作用
在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形成的细菌团块称为 菌胶团(好氧活性污泥（绒粒）的结构和功能的中心)。