水处理生物学课件

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1、水处理生物学内容回顾内容回顾1.1.什么是放线菌？什么是放线菌？ 丝状菌是工程上把菌体细胞能相连而形成丝状丝状菌是工程上把菌体细胞能相连而形成丝状的微生物的统称。的微生物的统称。 丝状菌包括：丝状细菌、放线菌、丝状藻类丝状菌包括：丝状细菌、放线菌、丝状藻类（蓝细菌）和丝状真菌。（蓝细菌）和丝状真菌。 丝状细菌是由单细胞连成的不分支或假分支的丝状细菌是由单细胞连成的不分支或假分支的丝状细菌，细菌组成的丝状体外包围一层由有机物丝状细菌，细菌组成的丝状体外包围一层由有机物或无机物组成的鞘套或无机物组成的鞘套2.2.什么是丝状菌和丝状细菌，有何异同？什么是丝状菌和丝状细菌，有何异同？放线菌的结构特征放

2、线菌的结构特征, ,生活特性。生活特性。水处理生物学4.理解硫细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水理解硫细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水处理工程的影响。处理工程的影响。5.5.真核生物真核生物(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（线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂的细胞。细胞。真菌（丝状真菌真菌（丝状真菌-霉菌；酵母菌）单细胞藻类、原生霉菌；酵母菌）单细胞

3、藻类、原生动物、后生动物等。（动物、后生动物等。（P3图图1-1）3.3.理解铁细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水理解铁细菌的特性、代谢方式及其过度繁殖对水 处理工程的影响。处理工程的影响。水处理生物学 真菌（真菌（Fungi）是最重要的真核微生物，他们大）是最重要的真核微生物，他们大多数有分支和不分支的菌丝、菌丝体构成。多数有分支和不分支的菌丝、菌丝体构成。 真菌的特点：不含叶绿素，不能利用真菌的特点：不含叶绿素，不能利用CO2，只能，只能利用腐殖质；能量以肝糖元贮存不是以淀粉；细胞壁利用腐殖质；能量以肝糖元贮存不是以淀粉；细胞壁为几丁质；无性孢子繁殖；陆生性强。为几丁质；无性孢子繁殖；陆

4、生性强。6、真、真 菌菌水处理生物学第二节第二节 酵母菌酵母菌酵母菌（酵母菌（yeast）：）： 一般泛指能发酵糖类一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。的各种单细胞真菌。一、酵母应用一、酵母应用 酿造，糕点等食品、酿造，糕点等食品、药品行业。药品行业。水处理生物学二、酵母形态与结构二、酵母形态与结构基本特征：基本特征： 单细胞单细胞, 椭圆形、圆形或柱形。出芽生殖，能椭圆形、圆形或柱形。出芽生殖，能发酵糖类产能发酵糖类产能 ，生活在含糖高的酸度水中。，生活在含糖高的酸度水中。 宽宽1-5um，长，长5-30um。水处理生物学 假菌丝是由酵母菌细胞与其子细胞连接而成的链假菌丝是由酵母菌细胞与其子

5、细胞连接而成的链状丝。状丝。假菌丝、芽生孢子、厚垣孢子. 水处理生物学三、三、酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式无性繁殖无性繁殖有性繁殖有性繁殖芽殖、裂殖芽殖、裂殖厚垣孢子、节孢子、掷孢厚垣孢子、节孢子、掷孢子子子囊、子囊孢子、担孢子子囊、子囊孢子、担孢子繁殖方式繁殖方式(一一)无性繁殖无性繁殖1、芽殖、芽殖a. 多边出芽多边出芽b. 两端出芽两端出芽c. 三边出芽三边出芽水处理生物学2、裂殖：分裂繁殖。、裂殖：分裂繁殖。3、厚垣孢子、厚垣孢子(二二)有性繁殖有性繁殖子囊、子囊孢子、担孢子子囊、子囊孢子、担孢子水处理生物学四、酵母菌的菌落特征四、酵母菌的菌落特征啤酒酵母的菌落啤酒酵母的菌落红酵母

6、的菌落红酵母的菌落各种酵母菌的菌落各种酵母菌的菌落水处理生物学处理高浓度的处理高浓度的有机废水有机废水五、酵母菌在环境保护中的应用五、酵母菌在环境保护中的应用工业（糖蜜、酒精、淀粉、制药）工业（糖蜜、酒精、淀粉、制药）农牧业（养殖、屠宰、水产品加工）农牧业（养殖、屠宰、水产品加工）生活（垃圾渗滤液、餐饮泔水）生活（垃圾渗滤液、餐饮泔水）酵母菌的特点酵母菌的特点: :(1)(1)耐高糖耐高糖(2)(2)耐高油脂耐高油脂有机废水的资源化利用有机废水的资源化利用高浓度的有机废水高浓度的有机废水酵母菌处理酵母菌处理活性污泥法活性污泥法(1)(1)高有机负荷高有机负荷(2)(2)含油脂含油脂色拉油加工废

7、水色拉油加工废水味精废水味精废水油田废水油田废水染料废水染料废水菌种选育菌种选育酵母菌细胞酵母菌细胞(SCP)(SCP)水处理生物学第三节第三节 霉霉 菌菌 在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的真菌。丝体的真菌。 分布广泛，自然界中扮演着分解有机物的重要分布广泛，自然界中扮演着分解有机物的重要据角色。可以分解复杂有机物，为绿色植物提供养据角色。可以分解复杂有机物，为绿色植物提供养料。料。霉菌（丝状真菌霉菌（丝状真菌filamentous fungi）：）：1）对污水中各种有机质的降解（活性污泥）对污水中各种有机质的降解（活性污泥）2）特殊有毒废

8、水的处理（无机氰化物）特殊有毒废水的处理（无机氰化物）3）高浓度重金属离子废水的处理）高浓度重金属离子废水的处理一、霉菌水处理中应用一、霉菌水处理中应用水处理生物学医学应用医学应用 青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。 青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明（青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明（1928年）。年）。 1935年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣。钱恩负责青霉菌家弗罗里对弗莱明的发

9、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。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、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、的伤病员。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。奖。 水处理生物学二、霉菌的形态、大小二

10、、霉菌的形态、大小菌丝：管状、伸长、菌丝：管状、伸长、分枝、直径分枝、直径3-10m 1.基本特征：基本特征：无隔膜菌丝无隔膜菌丝有隔膜菌丝有隔膜菌丝 2.根据隔膜情况分类：根据隔膜情况分类：水处理生物学 与放线菌与放线菌一样菌丝体分一样菌丝体分营养丝、气生营养丝、气生丝。丝。营养菌丝繁殖器官气生菌丝3.3.菌丝的分布和功能分布与功能菌丝的分布和功能分布与功能水处理生物学繁殖方式繁殖方式菌丝片段（液体）菌丝片段（液体） 无性孢子无性孢子有性孢子有性孢子厚垣孢子厚垣孢子节孢子节孢子孢囊孢子孢囊孢子 分生孢子分生孢子游动孢子游动孢子卵孢子卵孢子 接合孢子接合孢子 子囊孢子子囊孢子担孢子担孢子 孢子

11、孢子三、霉菌的繁殖方式三、霉菌的繁殖方式水处理生物学( (一一) )无性孢子繁殖（教材无性孢子繁殖（教材P55P55）1 1、厚垣孢子、厚垣孢子 菌丝部分细胞原菌丝部分细胞原生质浓缩变圆，壁加生质浓缩变圆，壁加厚，球形或纺缍形休厚，球形或纺缍形休眠体。眠体。2 2、节孢子、节孢子 菌丝断裂形成矩菌丝断裂形成矩形的孢子。形的孢子。水处理生物学3 3、分生孢子、分生孢子 菌丝顶端细胞或菌菌丝顶端细胞或菌丝分化成的分生孢子梗丝分化成的分生孢子梗的顶端细胞分割缢缩而的顶端细胞分割缢缩而成的单个或者成簇的孢成的单个或者成簇的孢子。子。青霉的分生孢子梗顶部青霉的分生孢子梗顶部 曲霉的分生孢子顶囊部曲霉的分

12、生孢子顶囊部 水处理生物学4 4、孢囊孢子、孢囊孢子根霉根霉 的孢囊孢子的扫描电镜照片的孢囊孢子的扫描电镜照片 形成于孢子囊形成于孢子囊的孢子。的孢子。（二）、霉菌有性繁殖（二）、霉菌有性繁殖(1)(1)质配（形成双核细胞）质配（形成双核细胞）(2)(2)核配（产生二倍体接合子核核配（产生二倍体接合子核）(3)(3)减数分裂（单倍体核）减数分裂（单倍体核）水处理生物学四、真菌的孢子四、真菌的孢子 真菌的孢子有真菌的孢子有小、轻、干、多，小、轻、干、多，形态各异，休眠期形态各异，休眠期长，有较强的抗逆长，有较强的抗逆性。（表性。（表4-44-4）五、霉菌的菌落特征五、霉菌的菌落特征( (一一)

13、)菌落形态：绒毛状、絮状、蜘蛛网状菌落形态：绒毛状、絮状、蜘蛛网状( (二二) )菌落大小：较放线菌、细菌大得多菌落大小：较放线菌、细菌大得多( (三三) )菌落外形：圆形、无限发展菌落外形：圆形、无限发展( (四四) )颜色：孢子或孢子梗色素、胞外色素。颜色：孢子或孢子梗色素、胞外色素。水处理生物学水处理生物学小资料：黄曲霉素小资料：黄曲霉素 黄曲霉素是目前发现的化学致癌物中最强的物质黄曲霉素是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一。它主要引起肝癌，还可以诱发骨癌、肾癌等。之一。它主要引起肝癌，还可以诱发骨癌、肾癌等。有人曾做过实验，用含黄曲霉素的玉米饲养老鼠，一有人曾做过实验，用含黄曲霉素的

14、玉米饲养老鼠，一年以后可诱发肝癌。年以后可诱发肝癌。 黄曲霉素主要存在于被黄曲霉素污染过的粮食、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、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。以及在奶和奶制品中也曾发现过黄曲霉素。 水果、蔬菜放久了也会产生黄曲霉素，即使去掉水果、蔬菜放久了也会产生黄曲霉素，即使去掉了变质部分也不能完全消除

15、其危害。了变质部分也不能完全消除其危害。 西部非洲儿童接触黄曲霉素的程度很高，西部非洲儿童接触黄曲霉素的程度很高， 水处理生物学曲曲 霉霉水处理生物学第四节第四节 藻藻 类类藻类藻类(algae ): 具有光合作用色素，并能独立生活的自养低等植具有光合作用色素，并能独立生活的自养低等植物。物。 目前发现的藻类今目前发现的藻类今3万种，约万种，约90%生活在水中，生活在水中，陆生种类只占陆生种类只占10%。水处理生物学一、形态大小一、形态大小单细胞单细胞多细胞多细胞球形球形椭圆形椭圆形球状球状片状丝状片状丝状形形 态态大小大小若干微米若干微米特点：特点： 细胞具有真核，一般能运动；藻类细胞中大多

16、数细胞具有真核，一般能运动；藻类细胞中大多数含有叶绿体；含有叶绿体；白天能够进行光合作用吸收白天能够进行光合作用吸收CO2产生氧产生氧气，晚上能进行呼吸作用利用气，晚上能进行呼吸作用利用O2 释放能量供其生命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。活动。造成白天水体中溶解氧很高，晚生急剧下降。 藻类藻类一般生活在一般生活在pH值值4-10生长，最适生长，最适pH6-8。水处理生物学二、藻类分布二、藻类分布 根据藻类形态及生理特性，分为甲藻门、黄藻门、根据藻类形态及生理特性，分为甲藻门、黄藻门、硅藻门、绿藻门、红藻门、裸藻门等。硅藻门、绿藻门、红藻门、裸藻门等。 1. 绿绿

17、 藻藻 单细胞或多细胞植物，含叶绿素。适宜生长在微单细胞或多细胞植物，含叶绿素。适宜生长在微碱性环境中。繁殖方式有无性和有性繁殖；无性繁殖碱性环境中。繁殖方式有无性和有性繁殖；无性繁殖主要是裂殖和生成无性孢子。主要是裂殖和生成无性孢子。 绿藻主要产于淡水中，占绿藻主要产于淡水中，占90%，少数海产。淡水，少数海产。淡水种受水温影响不明显。种受水温影响不明显。 可寄生在原生动物、无脊椎动物的腔体中成为光可寄生在原生动物、无脊椎动物的腔体中成为光合共生体，为宿主提供食物。合共生体，为宿主提供食物。净化水质及水体富营化净化水质及水体富营化的指示性生物。的指示性生物。 常见绿藻有小球藻、栅藻、衣藻、团

18、藻、丝藻。常见绿藻有小球藻、栅藻、衣藻、团藻、丝藻。 水处理生物学绿藻：绿藻：A微星鼓藻（单细胞）微星鼓藻（单细胞）B团藻（多个细胞集合）团藻（多个细胞集合）C栅藻（个细胞排列）栅藻（个细胞排列）D水绵（丝状）水绵（丝状）2. 硅藻硅藻 单细胞或多细胞群体植物，含叶绿素。它的细胞单细胞或多细胞群体植物，含叶绿素。它的细胞壁中含有大量的硅质，形成两片合成的硅藻壳，因此壁中含有大量的硅质，形成两片合成的硅藻壳，因此称为硅藻。适宜低温环境中。无性裂殖，可产气。称为硅藻。适宜低温环境中。无性裂殖，可产气。 水处理生物学纺锤形硅藻纺锤形硅藻3 .裸藻门裸藻门 裸藻门的藻类称为裸藻。因其不具有细胞壁而得裸

19、藻门的藻类称为裸藻。因其不具有细胞壁而得名。具有鞭毛能运动，动物学将裸藻归入鞭毛纲。名。具有鞭毛能运动，动物学将裸藻归入鞭毛纲。裸藻主要生长在有机物丰富的静止或流速缓慢的水体裸藻主要生长在有机物丰富的静止或流速缓慢的水体中，对温度适应能力高，在中，对温度适应能力高，在25时繁殖最快。时繁殖最快。能形成能形成绿色、红色或褐色的水华。绿色、红色或褐色的水华。 裸藻是水体富营化的指示性生物。裸藻是水体富营化的指示性生物。水处理生物学4. 甲藻门甲藻门 甲藻门的藻类称为甲藻。甲藻门的藻类称为甲藻。 甲藻在淡水、海水中都能生存。对温度和日照甲藻在淡水、海水中都能生存。对温度和日照要求较高。当在适宜的光照

20、及水温条件下，要求较高。当在适宜的光照及水温条件下，甲藻在甲藻在短期内就会大量爆发，造成海洋的赤潮。是水体富短期内就会大量爆发，造成海洋的赤潮。是水体富营化的指示性生物。营化的指示性生物。 甲藻是重要的浮游生物。甲藻是重要的浮游生物。5. 金藻金藻 单细胞或多细胞群体植物，含叶绿素。淡水生活，单细胞或多细胞群体植物，含叶绿素。淡水生活，适宜透明度大、低温、有机质少、酸性环境中。无性适宜透明度大、低温、有机质少、酸性环境中。无性裂殖，能产生臭气。裂殖，能产生臭气。 水处理生物学三三. 藻类对环境工程的影响藻类对环境工程的影响 藻类能产生气体，在水源地水体中过量繁殖就会藻类能产生气体，在水源地水体

21、中过量繁殖就会影响，城市取水头部工作，并且使取水带有味道，影影响，城市取水头部工作，并且使取水带有味道，影响水处理构筑物的正常工作。响水处理构筑物的正常工作。 有的藻类还能产生毒有的藻类还能产生毒素污染后的水不适宜饮用。素污染后的水不适宜饮用。 水体水体富营养化富营养化(水体水体N、P过量过量) 藻类在水体中大藻类在水体中大量繁殖会造成量繁殖会造成pH改变，水体带有臭味，是水体含有改变，水体带有臭味，是水体含有剧毒，严重影响水环境质量。剧毒，严重影响水环境质量。 藻类能利用利用水中的无机物和藻类能利用利用水中的无机物和CO2，并产生氧，并产生氧气，在氧化塘等生物处理工艺中可利用藻类共生系统，气，在氧化塘等生物处理工艺中可利用藻类共生系统，为活性污泥提供氧源。（图为活性污泥提供氧源。（图4-13） 水处理生物学内容重点内容重点1.1.理解酵母菌特点及其在水处理中的应用和原理。理解酵母菌特点及其在水处理中的应用和原理。2.2.了解霉菌特点及其应用。了解霉菌特点及其应用。3.3.理解藻类的分类及其特点。理解藻类的分类及其特点。4.4.理解藻类对环境工程的影响。理解藻类对环境工程的影响。