水處理微生物201603(3.4)

水處理微生物(3)宛立第四章真核微生物

第三節(jié)霉菌（Mold）

霉菌是絲狀真菌的一個(gè)俗稱，通常指菌絲體發(fā)達(dá)又不產(chǎn)生大型子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌。是多細(xì)胞的腐生或寄生的絲狀菌，具有一種由分枝的、絲狀的菌絲所組成的葉狀體。形態(tài)結(jié)構(gòu)

營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲，內(nèi)部有隔膜。霉菌菌絲直徑約為2-10μm，比一般細(xì)菌和放線菌菌絲大幾到幾十倍。青霉曲霉菌落特征在廢水處理中的應(yīng)用前景1、霉菌對(duì)復(fù)雜有機(jī)物（纖維素、木質(zhì)素等）具有很強(qiáng)的分解能力。2、霉菌既能產(chǎn)生有機(jī)酸，也能產(chǎn)生氨去調(diào)整酸堿度，某些種類可以生存于pH值1-10之間的環(huán)境，對(duì)工業(yè)廢水的生物處理有重要的意義。3、鐮刀霉等能有效地氧化分解無(wú)機(jī)氰化物（CN-）,去除率可達(dá)到90%以上。但對(duì)有機(jī)氰化物（腈）的處理效果則差些。4、在生物濾池的生物膜內(nèi)，真菌能形成廣大的網(wǎng)狀物，可能起著結(jié)合生物膜的作用。5、在活性污泥中大量繁殖，會(huì)引起污泥膨脹。

寫作格式一、具有處理廢水功能的霉菌的種類二、具體降解污染物的種類三、作用的機(jī)理：是代謝產(chǎn)物有降解功能？還是自身具有的功能？四、實(shí)際案例中的應(yīng)用：論文中別人所做的結(jié)果與結(jié)論或是目前污水處理廠應(yīng)用霉菌處理廢水的實(shí)際案例寫一篇小論文《霉菌在廢水處理中的應(yīng)用》第四節(jié)藻類具有光合作用的色素，并能獨(dú)立生活的自養(yǎng)低等植物。種類很多，有單細(xì)胞，也有多細(xì)胞，有單個(gè)球狀的，有球狀排列成鏈或成團(tuán)堆的，有絲狀體的及其他形態(tài)的。

裸甲藻屬團(tuán)藻屬夜光藻Noctilucascintillans(Macartney)Kofoid&Swezy1921藻體近圓球形，直徑150～2000μm。細(xì)胞壁透明，具一條長(zhǎng)觸手，細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)淡紅色。世界性的赤潮生物，我國(guó)沿海均有分布。2014.4.25，從國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心（國(guó)家海洋局海洋環(huán)境保護(hù)研究所）獲悉，經(jīng)海洋生態(tài)研究室對(duì)大黑石發(fā)光海水采樣調(diào)查，確認(rèn)發(fā)光生物體為夜光藻（俗稱“夜光蟲”）。夜光藻無(wú)毒，不會(huì)對(duì)市民下海游泳構(gòu)成健康威脅。不過(guò)，大黑石海域部分海域呈現(xiàn)褐紅色，說(shuō)明局部海域超過(guò)赤潮預(yù)警濃度，值得政府部門和海產(chǎn)品養(yǎng)殖企業(yè)重視。

放大到40倍顯示，發(fā)光生物體是夜光藻（夜光蟲）。夜光藻是單細(xì)胞生物，既有動(dòng)物的特征（能夠移動(dòng)），也有植物的特征（能夠進(jìn)行光合作用），屬于處在動(dòng)植物臨界點(diǎn)的一種生物。用顯微鏡觀察時(shí)，夜光藻還在涂片上游走。

夜光藻屬于鞭毛蟲（鞭毛藻）的分支，是形成赤潮災(zāi)害的重要原生物。當(dāng)夜光藻密度特別大的時(shí)候，海水會(huì)缺氧，導(dǎo)致魚蝦難以生存。

大黑石局部海域的海水為何呈現(xiàn)褐紅色？

用顯微鏡看，夜光藻本身是透明的，有點(diǎn)類似于海蜇。但是，夜光藻本身含有褐紅色素。當(dāng)夜光藻在海水中的密度較大時(shí)，海水也就呈現(xiàn)出褐紅色。在大連海域，也有一些褐紅色的海水是由硅藻等生物體造成的。

海水中夜光藻的密度跟赤潮現(xiàn)象有哪些關(guān)聯(lián)？

當(dāng)每升海水中夜光藻含量超過(guò)3萬(wàn)個(gè)的時(shí)候，就已經(jīng)構(gòu)成了赤潮現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)。海水呈現(xiàn)褐紅色，說(shuō)明局部海域夜光藻含量已經(jīng)超過(guò)赤潮預(yù)警濃度，這種現(xiàn)象應(yīng)引起政府有關(guān)部門和養(yǎng)殖企業(yè)的重視。國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心提供的夜光藻顯微鏡圖片藻類的分類（見(jiàn)書上）1．綠藻：一種細(xì)胞或多細(xì)胞的綠色植物，色素以葉綠素為主，含有葉黃素和胡蘿卜素。

小球藻2．硅藻：?jiǎn)渭?xì)胞或多細(xì)胞的群體，含有黃色素，葉綠素和胡蘿卜素。細(xì)胞壁中含有大量的硅質(zhì)。3．金藻：?jiǎn)渭?xì)胞、群體、分枝絲狀體。鞭毛1～2條。污水

溶解氧

藻類群體藻類光合作用細(xì)菌氧化作用菌體

CO2+H2O+NH3

光

1、危害：影響水質(zhì)，產(chǎn)生顏色，影響水廠的過(guò)濾，可以產(chǎn)生臭味。2、藻類光合作用放出的氧氣則可被好氧微生物利用，去氧化分解水中的有機(jī)污染物，一方面可收獲大量有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的藻類，另一方面也凈化了污水。廢水處理的氧化塘主要是利用藻類來(lái)供應(yīng)氧氣的。藻類在給水排水工程中的作用(氧化塘等生物處理工藝)菌藻共生系統(tǒng)

第五節(jié)原生動(dòng)物原生動(dòng)物是有單個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的最原始、最低等的單細(xì)胞動(dòng)物。體型微小，長(zhǎng)約30－300μm。一、結(jié)構(gòu)特征原生動(dòng)物在形態(tài)上雖然只有一個(gè)細(xì)胞，但在生理上確是一個(gè)完善的有機(jī)體行動(dòng)胞器——通過(guò)鞭毛、纖毛、偽足等來(lái)完成運(yùn)動(dòng)消化、營(yíng)養(yǎng)胞器——營(yíng)養(yǎng)方式：動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)、植物性營(yíng)養(yǎng)、腐生性營(yíng)養(yǎng)排泄胞器——伸縮泡感覺(jué)胞器——行動(dòng)胞器，或是眼點(diǎn)二、原生動(dòng)物的分類1、肉足類：體表為一層極薄質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)可伸縮變動(dòng)而形成偽足，作為運(yùn)動(dòng)和攝食器官。

阿米巴變形蟲太陽(yáng)蟲2、鞭毛類以鞭毛為運(yùn)動(dòng)器，在自然界中，生活在腐化有機(jī)物較多的水體內(nèi)。在廢水處理廠曝氣池運(yùn)行的初期階段，也往往出現(xiàn)。梨波豆蟲跳側(cè)滴蟲活潑錐滴蟲3、纖毛類

周身表面或是部分表面布滿纖毛，纖毛有節(jié)奏地?cái)[動(dòng)，作為行動(dòng)或是攝食的工具。腎形蟲漫游蟲累枝蟲鐘蟲細(xì)菌數(shù)量多，分解有機(jī)物的能力強(qiáng)，并且繁殖迅速，是污水生物處理中污染物去除的主要承擔(dān)著。原生動(dòng)物在污水中的數(shù)量也比較大，常占微型動(dòng)物總數(shù)的95%，因而有一定的凈化污染物的能力。原生動(dòng)物多以細(xì)菌與活性污泥為食。三、原生動(dòng)物在廢水生物處理中的作用（一）對(duì)廢水凈化的影響1、對(duì)水中有機(jī)物（作為）的凈化起一定的積極作用，但是以細(xì)菌為食，可能影響去除率。2、纖毛蟲可促進(jìn)生物絮凝作用。草履蟲、小口鐘蟲等能分泌一些促進(jìn)凝聚的糖類和黏朊。3、纖毛蟲大量吞食細(xì)菌，特別是游離細(xì)菌，可改善生物處理法出水的水質(zhì)。（二）作為指示生物不同種類的原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的要求不同，對(duì)環(huán)境變化的敏感程度也不同，利用原生動(dòng)物種群的生長(zhǎng)情況，可以判斷生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及廢水凈化的效果。1、原生動(dòng)物種類的組成

初期：鞭毛蟲和肉足蟲；若鐘蟲出現(xiàn)，活性污泥已成熟，充氧正常；有柄纖毛蟲數(shù)量最多時(shí)，污泥的性能良好；正常運(yùn)行的曝氣池，固著纖毛蟲減少，游泳纖毛蟲突然增加，說(shuō)明處理效果將變壞。2、種類的數(shù)量變化在活性污泥的培養(yǎng)和馴化階段中，原生動(dòng)物的種類的出現(xiàn)和數(shù)量的變化往往按一定的順序進(jìn)行。當(dāng)活性污泥法曝氣池的有機(jī)負(fù)荷、曝氣時(shí)間、有機(jī)物去除率等大幅度變化時(shí)，種類組成差別相當(dāng)小，而各主要種類的數(shù)量變化很大。充氧不正常，鐘蟲前段出現(xiàn)氣泡：環(huán)境條件惡化時(shí)，鐘蟲尾柄脫落；含硫廢水硫含量提高至100mg/L：普通鐘蟲大大減少，等枝蟲正常生活。3、各種群的代謝活力的變化環(huán)境適宜時(shí)，纖毛蟲裂殖生殖；食物不足、有毒物質(zhì)超過(guò)忍受限度，接合生殖。四、活性污泥中的原生動(dòng)物的作用1、促進(jìn)細(xì)菌活力，提高出水水質(zhì)；2、分泌生長(zhǎng)因子和降解胞外聚合物；3、優(yōu)化基質(zhì)的碳氮磷比率；4、改變細(xì)菌形態(tài)和生長(zhǎng)方式；5、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴(kuò)散；6、促進(jìn)絮凝。第六節(jié)微型后生動(dòng)物（多細(xì)胞動(dòng)物）

一、輪蟲

一定的凈化作用，可作為指示生物。輪蟲：活性污泥處理效果好；太多：破壞污泥結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。大量繁殖，阻塞水廠的砂濾池。二、甲殼類動(dòng)物以細(xì)菌和藻類為食，利用甲殼類動(dòng)物去除多余的藻類與凈化水質(zhì)。大量繁殖，阻塞水廠的砂濾池。三、其它小動(dòng)物1、線蟲可同化其它微生物不易降解的固體有機(jī)物，在活性污泥與生物膜中都可以發(fā)現(xiàn)。2、搖蚊幼蟲、蜂蠅幼蟲和顫蚯蚓作為研究河川污染的指示生物。3、在無(wú)毒廢水的生物處理過(guò)程中，無(wú)動(dòng)物生長(zhǎng)，說(shuō)明溶解氧不足。四、在污泥減量化中的應(yīng)用主要是由于攝食導(dǎo)致污泥減量的程度。這類微型動(dòng)物主要有：原生動(dòng)物、輪蟲等體型較小的微型動(dòng)物；環(huán)節(jié)動(dòng)物與軟體動(dòng)物等體型較大的微型動(dòng)物。第五章病毒

一、病毒的特點(diǎn)1不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可把它們視為核蛋白分子。2一種病毒的毒粒內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者RNA；和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。二、病毒的分類

1、原核微生物的病毒――噬菌體

2、植物病毒（煙草花葉病毒）

3、人類和脊椎動(dòng)物病毒（脊髓灰質(zhì)炎病毒、傳染性肝炎病毒、天花病毒、牛痘）

4、昆蟲病毒三、病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)

1、病毒的大?。?0nm以上2、形狀：球形顆粒(或稱擬球形顆粒)、桿狀顆粒和復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）等幾類。痘苗病毒

埃博拉病毒

口瘡病毒

3、基本結(jié)構(gòu)病毒核酸+蛋白質(zhì)衣殼

內(nèi)部蛋白質(zhì)+DNA領(lǐng)尾鞘基片尾絲刺突四、病毒的繁殖（了解）1、吸附

噬菌體尾絲尖端與寄主細(xì)胞表面的特異性受點(diǎn)接觸，附著在受體上，使刺突、尾板固著于細(xì)胞表面。2、侵入與脫殼吸附后，分泌一種能水解細(xì)胞壁的酶，使細(xì)菌細(xì)胞壁產(chǎn)生一個(gè)小孔，尾鞘收縮，將尾管推入細(xì)胞壁和細(xì)胞膜中，頭部核酸通過(guò)尾管注入，蛋白質(zhì)外殼留在外面。3、復(fù)制與合成核酸進(jìn)入寄主細(xì)胞后，操縱寄主細(xì)胞代謝機(jī)能，大量復(fù)制噬菌體核酸與蛋白質(zhì)4、裝配與釋放在增殖過(guò)程中形成的各部件，組裝成完整的病毒粒子。病毒粒子成熟以后，引起寄主細(xì)胞裂解，釋放出病毒粒子。第六章微生物的生理特性

第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng):是指生物體從外部環(huán)境中攝取對(duì)其生命活動(dòng)必需的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長(zhǎng)和繁殖需要的一種基本生理功能。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能源水無(wú)機(jī)鹽碳源氮源生長(zhǎng)因子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)1水溶劑作用。所有物質(zhì)都必須先溶解于水，然后才能參與各種生化反應(yīng)，水是活細(xì)胞中各種生化反應(yīng)的介質(zhì)。水直接參與代謝反應(yīng)，許多反應(yīng)都涉及脫水和加水。運(yùn)輸物質(zhì)的載體。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物都必須溶于水中才能被運(yùn)輸?？烧{(diào)節(jié)細(xì)胞的溫度，水比熱高、氣化熱高、沸點(diǎn)高，又是熱的良導(dǎo)體。2碳源

提供細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的各種營(yíng)養(yǎng)物。

有機(jī)碳源：蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、糖類、有機(jī)酸、醇、脂等。異養(yǎng)微生物無(wú)機(jī)碳源：CO2

、NaHCO3

、CaCO3

等。自養(yǎng)微生物A.構(gòu)成細(xì)胞骨架和代謝物質(zhì)中碳素的來(lái)源B.為微生物進(jìn)行生命活動(dòng)提供能量。3氮源凡能夠提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需要氮元素的營(yíng)養(yǎng)源A.構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的主要元素B.為細(xì)胞提供生命活動(dòng)所需的能源。磷源與硫源分別提供核酸和蛋白質(zhì)的合成原料有機(jī)氮源：蛋白質(zhì)、蛋白胨、尿素、氨基酸、牛肉膏等無(wú)機(jī)氮源：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2等4能源能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和輻射能能源化學(xué)物質(zhì)輻射能有機(jī)物無(wú)機(jī)物5生長(zhǎng)因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物通常包括維生素、氨基酸、堿基等。6無(wú)機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）主要可為微生物提供除碳、氮源以外的各種重要元素。

大量元素：10-3~10-4mol/ml：P、K、Mg、Ca、S、Na；微量元素：10-6~10-8mol/ml：Fe、B、Cu、Zn、Mo、Co構(gòu)成細(xì)胞的組成成分；酶的組成成分；酶的激活劑；維持適宜的滲透壓；自養(yǎng)型細(xì)菌的能源。二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型

指根據(jù)微生物生長(zhǎng)所需要的主要營(yíng)養(yǎng)要素即能源和碳源的不同，而劃分的微生物類型。自養(yǎng)型微生物。沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，同化CO2異養(yǎng)型微生物。利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)光能營(yíng)養(yǎng)型微生物。光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)?；軤I(yíng)養(yǎng)型微生物。黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)

1.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）

2.光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型

）3.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）

4.化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）

能以CO2為主要唯一或主要碳源，以光作為能源，進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量CO2不為主要或唯一的碳源；碳源也可來(lái)自有機(jī)物，以有機(jī)物作為電子供體，利用光能將CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；在生長(zhǎng)時(shí)大多數(shù)需要外源的生長(zhǎng)因子；這類微生物能利用有機(jī)物迅速繁殖，常用于污水處理。屬于這類營(yíng)養(yǎng)類型的微生物很少。

生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中放出的化學(xué)能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長(zhǎng)時(shí)，利用H2、H2S、Fe2+、NO2-等無(wú)機(jī)物作為電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。

有機(jī)物通常既是碳源也是能源。生長(zhǎng)所需要的能量均來(lái)自有機(jī)物氧化過(guò)程中放出的化學(xué)能；生長(zhǎng)所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。大部分細(xì)菌都以這種營(yíng)養(yǎng)類型生活和生長(zhǎng)。

三、培養(yǎng)基

1、培養(yǎng)基的概念和配制原則培養(yǎng)基是指由人工配制的、適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)物。1）選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適(好氧生物BOD5:N:P=100:5:1)3）物理化學(xué)條件適宜4）經(jīng)濟(jì)節(jié)約2、培養(yǎng)基的類型按化學(xué)成分組分的不同來(lái)分①天然培養(yǎng)基②合成培養(yǎng)基③半合成培養(yǎng)基。按外觀物理狀態(tài)來(lái)分液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基(2%)、半固體培養(yǎng)基按用途分：①基礎(chǔ)培養(yǎng)基：在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱為基本培養(yǎng)基。2216E，營(yíng)養(yǎng)瓊脂②加富培養(yǎng)基或富集培養(yǎng)基

是根據(jù)微生物的營(yíng)養(yǎng)要求人為地強(qiáng)化投加多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而可大量促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，或用于從環(huán)境中富集和分離某種微生物。如從黑魚的腸道富集海洋酵母

③鑒別培養(yǎng)基

是一類根據(jù)微生物的代謝反應(yīng)或其產(chǎn)物的反應(yīng)特性而設(shè)計(jì)的，可借助肉眼直接判斷微生物種類的培養(yǎng)基。

④選擇培養(yǎng)基

按照某種或某些微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求而專門設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來(lái)的培養(yǎng)基，TCBS沙門氏菌在膽硫乳瓊脂(DHL瓊脂)上典型特征：沙門氏菌為無(wú)色半透明有黑色中心或幾乎全為黑色。海博弧菌顯色培養(yǎng)基：典型副溶血性弧菌顯藍(lán)色至藍(lán)綠色，霍亂弧菌和其它弧菌顯無(wú)色。3、培養(yǎng)基的配制方法適量水分凝固劑營(yíng)養(yǎng)鹽滅菌調(diào)節(jié)pH值冷卻四營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸