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俗稱，通常指菌絲體發(fā)達又不產(chǎn)生大型子實體結(jié)構(gòu)的真菌。是多細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)

營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。霉菌營養(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、霉菌對復雜有機物（纖維素、木質(zhì)素等）具有很強的分解能力。2、霉菌既能產(chǎn)生有機酸，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機氰化物（CN-）,去除率可達到90%以上。但對有機氰化物（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、作用的機理：是代謝產(chǎn)物有降解功能？還是自身具有的功能？四、實際案例中的應(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，并能獨立生活的自養(yǎng)低等植物。種類很多，有單細胞，也有多細胞，有單個球狀的，有球狀排列成鏈或成團堆的，有絲狀體的及其他形態(tài)的。

裸甲藻屬團藻屬夜光藻Noctilucascintillans(Macartney)Kofoid&Swezy1921藻體近圓球形，直徑150～2000μm。細胞壁透明，具一條長觸手，細胞內(nèi)原生質(zhì)淡紅色。世界性的赤潮生物，我國沿海均有分布。2014.4.25，從國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心（國家海洋局海洋環(huán)境保護研究所）獲悉，經(jīng)海洋生態(tài)研究室對大黑石發(fā)光海水采樣調(diào)查，確認發(fā)光生物體為夜光藻（俗稱“夜光蟲”）。夜光藻無毒，不會對市民下海游泳構(gòu)成健康威脅。不過，大黑石海域部分海域呈現(xiàn)褐紅色，說明局部海域超過赤潮預警濃度，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）。夜光藻是單細胞生物，既有動物的特征（能夠移動），也有植物的特征（能夠進行光合作用），屬于處在動植物臨界點的一種生物。用顯微鏡觀察時，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。當夜光藻密度特別大的時候，海水會缺氧，導致魚蝦難以生存。

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，有點類似于海蜇。但是，夜光藻本身含有褐紅色素。當夜光藻在海水中的密度較大時，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)？

當每升海水中夜光藻含量超過3萬個的時候，就已經(jīng)構(gòu)成了赤潮現(xiàn)象的標準。海水呈現(xiàn)褐紅色，說明局部海域夜光藻含量已經(jīng)超過赤潮預警濃度，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。國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心提供的夜光藻顯微鏡圖片藻類的分類（見書上）1．綠藻：一種細胞或多細胞的綠色植物，色素以葉綠素為主，含有葉黃素和胡蘿卜素。

小球藻2．硅藻：單細胞或多細胞的群體，含有黃色素，葉綠素和胡蘿卜素。細胞壁中含有大量的硅質(zhì)。3．金藻：單細胞、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污染物，一方面可收獲大量有營養(yǎng)價值的藻類，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)原生動物原生動物是有單個細胞構(gòu)成的最原始、最低等的單細胞動物。體型微小，長約30－300μm。一、結(jié)構(gòu)特征原生動物在形態(tài)上雖然只有一個細胞，但在生理上確是一個完善的有機體行動胞器——通過鞭毛、纖毛、偽足等來完成運動消化、營養(yǎng)胞器——營養(yǎng)方式：動物性營養(yǎng)、植物性營養(yǎng)、腐生性營養(yǎng)排泄胞器——伸縮泡感覺胞器——行動胞器，或是眼點二、原生動物的分類1、肉足類：體表為一層極薄質(zhì)膜，細胞質(zhì)可伸縮變動而形成偽足，作為運動和攝食器官。

阿米巴變形蟲太陽蟲2、鞭毛類以鞭毛為運動器，在自然界中，生活在腐化有機物較多的水體內(nèi)。在廢水處理廠曝氣池運行的初期階段，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)奏地擺動，作為行動或是攝食的工具。腎形蟲漫游蟲累枝蟲鐘蟲細菌數(shù)量多，分解有機物的能力強，并且繁殖迅速，是污水生物處理中污染物去除的主要承擔著。原生動物在污水中的數(shù)量也比較大，常占微型動物總數(shù)的95%，因而有一定的凈化污染物的能力。原生動物多以細菌與活性污泥為食。三、原生動物在廢水生物處理中的作用（一）對廢水凈化的影響1、對水中有機物（作為）的凈化起一定的積極作用，但是以細菌為食，可能影響去除率。2、纖毛蟲可促進生物絮凝作用。草履蟲、小口鐘蟲等能分泌一些促進凝聚的糖類和黏朊。3、纖毛蟲大量吞食細菌，特別是游離細菌，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物對環(huán)境條件的要求不同，對環(huán)境變化的敏感程度也不同，利用原生動物種群的生長情況，可以判斷生物處理構(gòu)筑物的運轉(zhuǎn)情況及廢水凈化的效果。1、原生動物種類的組成

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，污泥的性能良好；正常運行的曝氣池，固著纖毛蟲減少，游泳纖毛蟲突然增加，說明處理效果將變壞。2、種類的數(shù)量變化在活性污泥的培養(yǎng)和馴化階段中，原生動物的種類的出現(xiàn)和數(shù)量的變化往往按一定的順序進行。當活性污泥法曝氣池的有機負荷、曝氣時間、有機物去除率等大幅度變化時，種類組成差別相當小，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，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，纖毛蟲裂殖生殖；食物不足、有毒物質(zhì)超過忍受限度，接合生殖。四、活性污泥中的原生動物的作用1、促進細菌活力，提高出水水質(zhì)；2、分泌生長因子和降解胞外聚合物；3、優(yōu)化基質(zhì)的碳氮磷比率；4、改變細菌形態(tài)和生長方式；5、促進營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴散；6、促進絮凝。第六節(jié)微型后生動物（多細胞動物）

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、甲殼類動物以細菌和藻類為食，利用甲殼類動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、其它小動物1、線蟲可同化其它微生物不易降解的固體有機物，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、在無毒廢水的生物處理過程中，無動物生長，說明溶解氧不足。四、在污泥減量化中的應(yīng)用主要是由于攝食導致污泥減量的程度。這類微型動物主要有：原生動物、輪蟲等體型較小的微型動物；環(huán)節(jié)動物與軟體動物等體型較大的微型動物。第五章病毒

一、病毒的特點1不具有細胞結(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、病毒的大小：10nm以上2、形狀：球形顆粒(或稱擬球形顆粒)、桿狀顆粒和復雜形狀顆粒（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胞表面的特異性受點接觸，附著在受體上，使刺突、尾板固著于細胞表面。2、侵入與脫殼吸附后，分泌一種能水解細胞壁的酶，使細菌細胞壁產(chǎn)生一個小孔，尾鞘收縮，將尾管推入細胞壁和細胞膜中，頭部核酸通過尾管注入，蛋白質(zhì)外殼留在外面。3、復制與合成核酸進入寄主細胞后，操縱寄主細胞代謝機能，大量復制噬菌體核酸與蛋白質(zhì)4、裝配與釋放在增殖過程中形成的各部件，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)微生物的營養(yǎng)營養(yǎng):是指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必需的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長和繁殖需要的一種基本生理功能。一、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)能源水無機鹽碳源氮源生長因子營養(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。運輸物質(zhì)的載體。營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物都必須溶于水中才能被運輸?？烧{(diào)節(jié)細胞的溫度，水比熱高、氣化熱高、沸點高，又是熱的良導體。2碳源

提供細胞組分或代謝產(chǎn)物中碳素來源的各種營養(yǎng)物。

有機碳源：蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、糖類、有機酸、醇、脂等。異養(yǎng)微生物無機碳源：CO2

、NaHCO3

、CaCO3

等。自養(yǎng)微生物A.構(gòu)成細胞骨架和代謝物質(zhì)中碳素的來源B.為微生物進行生命活動提供能量。3氮源凡能夠提供微生物生長繁殖所需要氮元素的營養(yǎng)源A.構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的主要元素B.為細胞提供生命活動所需的能源。磷源與硫源分別提供核酸和蛋白質(zhì)的合成原料有機氮源：蛋白質(zhì)、蛋白胨、尿素、氨基酸、牛肉膏等無機氮源：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2等4能源能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)和輻射能能源化學物質(zhì)輻射能有機物無機物5生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機物通常包括維生素、氨基酸、堿基等。6無機鹽（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)型細菌的能源。二、微生物的營養(yǎng)類型

指根據(jù)微生物生長所需要的主要營養(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。沒有有機物時，同化CO2異養(yǎng)型微生物。利用有機物進行生長光能營養(yǎng)型微生物。光照和厭氧條件下，利用光能生長?；軤I養(yǎng)型微生物。黑暗與好氧條件下，依靠有機物氧化產(chǎn)生的化學能生長

1.光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）

2.光能有機營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型

）3.化能無機營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）

4.化能有機營養(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，進行光合作用獲取生長所需要的能量CO2不為主要或唯一的碳源；碳源也可來自有機物，以有機物作為電子供體，利用光能將CO2還原為細胞物質(zhì)；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；這類微生物能利用有機物迅速繁殖，常用于污水處理。屬于這類營養(yǎng)類型的微生物很少。

生長所需要的能量來自無機物氧化過程中放出的化學能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長時，利用H2、H2S、Fe2+、NO2-等無機物作為電子供體使CO2還原成細胞物質(zhì)。

有機物通常既是碳源也是能源。生長所需要的能量均來自有機物氧化過程中放出的化學能；生長所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。大部分細菌都以這種營養(yǎng)類型生活和生長。

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、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營養(yǎng)物。1）選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)2）營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適(好氧生物BOD5:N:P=100:5:1)3）物理化學條件適宜4）經(jīng)濟節(jié)約2、培養(yǎng)基的類型按化學成分組分的不同來分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繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱為基本培養(yǎng)基。2216E，營養(yǎng)瓊脂②加富培養(yǎng)基或富集培養(yǎng)基

是根據(jù)微生物的營養(yǎng)要求人為地強化投加多種營養(yǎng)物質(zhì)，從而可大量促進微生物生長的培養(yǎng)基。用來培養(yǎng)營養(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養(yǎng)要求而專門設(shè)計的培養(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色至藍綠色，霍亂弧菌和其它弧菌顯無色。3、培養(yǎng)基的配制方法適量水分凝固劑營養(yǎng)鹽滅菌調(diào)節(jié)pH值冷卻四營養(yǎng)物質(zhì)的吸