微生物生態(tài)和廢水生物處理

第七章微生物生態(tài)江南大學(xué)生微生物生態(tài)學(xué)Microbial研究微生物生態(tài)的意義------生物修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)ecosystem在一定的時間和空間內(nèi)生物群落與它們的依存而構(gòu)成的一個生態(tài)學(xué)功能單位。+生物群落community：指 種群population：指 生物圈biosphere：地球上所有生物群落以微生物只是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的一部生物圈biosphere 生態(tài)系統(tǒng)ecosystem 組 細 次 細胞器次分 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作有機物的主要分解者物質(zhì)循環(huán)中的重要成員生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)物質(zhì)和能量 者地球生物演化中的先鋒第一節(jié)自然界中的微生一、土壤中的微生（一）土壤的生態(tài)條件土壤具備微生物生存必需的基本條（二）土壤中微生物的種類、數(shù)量和分數(shù)量：108~109/克肥沃土,106~107個/個 kg/畝 濕度、pH、土壤類型、深度、植被、耕作狀Viablebutnonculturable（三）主要類群細菌主要為異養(yǎng)菌，適宜在潮濕、pH近中性土放線菌異養(yǎng)型，pH6.5-8.0時種類數(shù)量豐富，真菌：異養(yǎng)藻類：光能自養(yǎng)型，較少，一般103~104/克，主 原生動物10~105/克不等，富含有我國主要土類中的微生物數(shù)(萬/g二.水中的微生（一）體的生態(tài)條件營養(yǎng)狀況 溫度：各種水體也有較大差異，并隨著季節(jié)等有較大變化。一般淡水在0~36℃之間，海洋水溫在氧分壓：水體中空氣供應(yīng)較差。因此，氧氣是水生環(huán)境里最重要的限制因子。靜水湖泊更為明顯， （二）中微生物的來水中“土著”微生來自土壤的微 來自空氣中的微生（三）水中微生物的種類、數(shù)量和分大氣水——來自于空氣中的微生地面聚積水——江河湖泊 、水庫水（四）水體微生物群海洋微生物群落：G水平分布： 影響因素：水體類型、受污染程度、機物含量、溶解氧量、水溫、pH及水深（五）飲用水衛(wèi)生細菌由水 的最重要的傳染病是痢疾、霍亂和傷寒，它們都是腸道傳染病。腸道病原菌都是通過糞便污染水源而 的因此防治飲用水傳染病的關(guān)鍵是要嚴防水源被糞便污染。水中存在病原菌可能性很小，直接檢；選擇一種指示菌作為衛(wèi)生指標作為衛(wèi)生指標的指示細菌必須符合生理習(xí)性與腸道病原菌類似，即在外界在糞便中的數(shù)量比病原菌多，不會漏檢；（靈敏性檢驗技術(shù)較簡單;（操作方便比較理想的指示菌是大腸桿菌選擇大腸菌群（coliform)作為指示菌大腸菌群是一群好氧和兼性厭氧的，能在37℃24h內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏無芽胞桿菌的總稱。一般包括大腸埃希氏桿菌、產(chǎn)氣水中大腸菌群數(shù)量超過一定的數(shù)量，則說明水源大腸菌群的測定方法通常采用MPN法我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-85關(guān)于飲用水的衛(wèi)生標準為大腸菌群≤3個/L三.空氣中的微生空氣的生態(tài)條件：空氣中的微生物的來空氣中微生物的種類、數(shù)量和分空氣中無固定的微生物種類和數(shù)量輻射的強弱、密度和活動情況、空分布不同場所空氣中的細菌場空氣中的細菌數(shù)/(個蓄宿城市街公海北第二生物之間的相互關(guān)生物間的相互關(guān)

中性關(guān)一、互生（syntrophism）：又稱代謝共棲定義：兩種可單獨生活的微生物共（coensalism）（utualism）特點：可分可合，合比分好。“和睦相處例1：產(chǎn)甲烷細菌和甲烷氧化二、共：兩種微生物共同一起時，相體，它們在生理上表現(xiàn)出一定的分工，在特點：難分難解，合二為一?！跋嘁罏槊旱匾翷ichen為絲狀真菌和藻類的共生三、競定義：同一環(huán)境中的兩種微生物，對四、拮抗/抗生定義：兩種微生物一起，其中一種能產(chǎn)特點：“排除 五、寄另一種微生物的體長繁殖，并使之損害甚至被殺死的一種為宿主host特點：“損人利例Bdellvibrio宿主：大腸桿菌E.第三生物與環(huán)境保污染物：對環(huán)境 害作用的各種有機無毒有機物：較易分解的有機化合物：多糖類、脂有機物：苯酚、多環(huán)芳烴和各種人工合成的具有積累性的穩(wěn)定的有機物。如多氯聯(lián)苯和有機 等；無毒無機物：酸、堿、一般無機鹽、N、P無機物：重金屬 化物、氟化環(huán)境自凈：環(huán)境接受了一定量的外來污染物后，通過物理、化學(xué)和生物等因素綜合作用將污染物去除，環(huán)境指標恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，這一過程稱為自凈容量：正常情況下，環(huán)境在一定時環(huán)境污染environment水體污染物的特水體污染物濃度TOD、COD和BOD:水中有機物含量的TOD（totaloxygendemand，總需氧量）：COD（chemicaloxygendemand，化學(xué)需氧量BOD（biochemicaloxygendemand，生化需一般TOD≥COD≥BODTOC（totalorganiccarbon，總有機碳有碳元素，因此C能完全反映污水中有機物的總量。DO（dissolvedoxygen，溶解氧g/L。般天然水體為510g/L。P/指數(shù)和BI指數(shù)：評價水體污染程度和自凈程度的指標二、污水的微生物處污水生物處理的方法及種好氧處理和厭氧通常低濃度（COD＜1500mg/L）的有機污染物廢水適合用好氧處理；高濃度有機污廢水為什么過高COD的廢水不氧難以即時供應(yīng)，好氧生物生長受限，很難保證生物膜厭氧處活性污泥法生物膜厭氧處活性污泥法：微生物在設(shè)備中呈懸浮絮凝狀態(tài)，與污廢水接觸使之凈化的方法，該方法模擬天然生物膜法：微生物附著于其他物體表面上成薄膜狀，與污廢水接觸使之凈化的方法。該方法模擬好氧處好氧處活性污泥（一）氧活性污泥活性污泥activated好氧活性污泥及其特好氧活性污泥的特性好氧活性污泥的組成和性組成：好氧微生物和兼性厭氧微生物(兼有少量的厭氧微生物)與其上吸附的有機的和無機的固構(gòu)成活性污泥的微生物種群相對穩(wěn)定，但當營養(yǎng)條件（廢水種類、化學(xué)組成、有機物含量等）、蘭 生活污水好氧處理時菌膠團中的主要 叢毛單胞(優(yōu)勢菌 好氧活性污泥法的工藝流好氧活性污泥凈化廢水的作用機（二）好氧生物膜生物膜好氧生物膜法是模擬土壤廢水凈化時依靠顆生物濾池目前常用塑料作為填料，并做成多級的塔式生物生物轉(zhuǎn)盤法中的生物膜，厚度：約生物濾池（塔）上中下營養(yǎng)濃度上層微生物的代謝產(chǎn)物及較低的低分子上層微生物的代謝產(chǎn)物多微生物種細菌及少數(shù)鞭毛蟲著型纖毛蟲和數(shù)游泳型纖毛好氧生物膜的培生物轉(zhuǎn)盤（三）厭氧生物處理厭氧活性污泥性厭氧活性污泥是由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)交織在一起形成的顆粒污泥。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。顆粒厭氧活性污泥的直徑在微生物的組成：主要為細菌，真菌數(shù)量較少，藻類和原生動物偶有發(fā)現(xiàn)。細菌以兼性和專性厭氧菌為主，主要包括以下五類：水解和發(fā)酵細菌、