水處理微生物學(xué) 第一章 緒論課件

1、 水 處 理 微 生 物 學(xué) （Water disposition microbiology) 給水與排水專業(yè)課程學(xué)時(shí)分配（總學(xué)時(shí)40）理論學(xué)時(shí)：30學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)課程簡介水處理微生物學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，它屬于應(yīng)用微生物學(xué)范疇。隨著現(xiàn)代生物科學(xué)的迅速發(fā)展，微生物學(xué)已滲入到各有關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域。水處理微生物學(xué)就是應(yīng)用現(xiàn)代微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、水生生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等有關(guān)的知識(shí)來研究水的衛(wèi)生、廢水處理等與環(huán)境保護(hù)和人民生活有關(guān)的問題。 本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握微生物生命活動(dòng)基本規(guī)律及相關(guān)研究方法。初步學(xué)會(huì)應(yīng)用微生物學(xué)基本理論和基本技能，分析解決水的衛(wèi)生、廢水生物處理方面的

2、生產(chǎn)實(shí)際問題，同時(shí)結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和動(dòng)手操能力。主要目的 1 掌握微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理特性及生長、遺傳的規(guī)律等。 2 了解水中的細(xì)菌分布，掌握水中的常見病原細(xì)菌的形態(tài)特征3 學(xué)習(xí)水中微生物的基本檢測和控制方法。 4 學(xué)習(xí)并掌握微生物對無機(jī)物、有機(jī)物的轉(zhuǎn)化途徑、方法。 5 掌握廢水生物處理的幾種方法：生物塘法、活性污泥法、 濾 池法、污泥消化、好 氧、厭氧生物處理廢水的基本程序機(jī)理. 6 掌握微生物的基本研究方法和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，能夠基本獨(dú) 立成綜合性的實(shí)驗(yàn)。 7 能夠辨認(rèn)水中常見的微生物類群，辨認(rèn)各類微生物菌落。 理

3、論課內(nèi)容： 緒論 第一章 細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 第二章 其它微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 第三章 細(xì)菌的生理特性 第四章 細(xì)菌的生長和遺傳變異 第五章 水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué) 第六章 廢水生物處理中的微生物及水體污染的指示生物實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)一、油鏡的使用和細(xì)菌形態(tài)觀察 實(shí)驗(yàn)二、細(xì)菌的簡單染色和革蘭氏染色 實(shí)驗(yàn)三、細(xì)菌特殊形態(tài)及放線菌形態(tài)觀察 實(shí)驗(yàn)四、真菌形態(tài)及四類微生物菌落特征觀察 實(shí)驗(yàn)五、微生物大小測定及顯微鏡下直接計(jì)數(shù) 實(shí)驗(yàn)六、培養(yǎng)基制備與滅菌 實(shí)驗(yàn)七、水中微生物的分離計(jì)數(shù)與接種練習(xí) 實(shí)驗(yàn)八、水中大腸菌群的檢測主要參考資料： 1水處理微生物學(xué)（第三版）顧夏聲 李獻(xiàn)文等 國家級“九五”重點(diǎn)教材 2當(dāng)代給水與廢

4、水處理原理許保玖 龍騰銳（研究生用書） 3水污染治理工程黃銘榮 胡紀(jì)萃 4環(huán)境生物技術(shù)陳堅(jiān)主編 中國輕工業(yè)出版社 2000 5環(huán)境微生物學(xué) 周群英編 中國輕工業(yè)出版社2000 6淡水生物學(xué)第一節(jié) 水處理簡介一 天然水資源 海水：97 淡水：2.7%（河、湖、地下水）地球水的總量 14億立方公里少部分生活、生產(chǎn)2 中國總的水資源現(xiàn)狀 2.7萬億立方米。 居世界第六位。世界人均占有量的四分之一。 嚴(yán)重缺水全國有40個(gè)城市嚴(yán)重缺水。 約有4000萬人、300多萬頭牲畜吃水困難。淡水危機(jī)2 我國廢水利用狀況 廢水300多億立方米 / 年80工業(yè)廢水 85廢水未處理就排放污染嚴(yán)重，可利用率減少。 水污染

5、造成經(jīng)濟(jì)損失 300億元 / 年二 水污染的來源、途徑及危害1 工業(yè)污染源 主要污染地下水和地面水新鮮水工廠廢水（中間原料）冶金電鍍業(yè)重金屬 化工業(yè)有毒品、酸堿 食品業(yè)有機(jī)物 煉油業(yè)油類 核工業(yè)放射性物質(zhì) 汞污染形成“水俁病” 鎘污染形成“骨痛病” 水俁病 短期排放，急性中毒2 生活污染源 污染地面水、地下水。 1848年，倫敦，糞便污染水體，霍亂流行，數(shù)萬人死亡。 1988年，上海，居民吃污染的毛蚶，甲肝流行，患病人達(dá)29萬/ 兩個(gè)月。 （1） 流行病爆發(fā)世界衛(wèi)生組織報(bào)告： 全世界80的疾病與水有關(guān)。 傷寒、霍亂、胃炎、痢疾、肝炎、沙眼（2）水體的富營養(yǎng)化含氮、磷的水排入水體。海洋赤潮池塘水

6、華3 面源污染農(nóng)田施化肥、農(nóng)藥流失。氮流失 污染飲用亞硝酸鹽 仲胺亞硝酸胺（致癌）農(nóng)藥：在人體內(nèi)累積。三 給水與廢水處理1 水處理的概念的變更（1）20世紀(jì)50年代以前從天然水源取水，供生活和工業(yè)的使用給水處理 對使用過的水進(jìn)行的處理（排放目的）廢水處理給水與廢水處理簡稱為水處理。（2）目前的認(rèn)識(shí)水污染嚴(yán)重 水源漸緊張廢水可以作為水源，水的再生（reuse)或再用（renovation）注：水源、水處理與用水三者之間應(yīng)作為一個(gè)整體看待。這種對于水的全面觀點(diǎn)尤其重要。3 水處理的方法（1）物理化學(xué)法 漩流分離 離心沉淀 磁化處理 反滲透 超濾 化學(xué)氧化 活性炭吸附3 水處理的方法（2）生物法（又

7、稱生物化學(xué)法）本課程的最主要內(nèi)容通過微生物的生命活動(dòng)過程，把廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的微生物細(xì)胞以及簡單形式的無機(jī)物。廢水中的有機(jī)物微生物 生命活動(dòng)新的微生物細(xì)胞 簡單形式的無機(jī)物第二節(jié) 微生物與水處理微生物學(xué)本節(jié)主要內(nèi)容： 一 微生物學(xué)發(fā)展簡史 二 微生物及其特性 三 水處理微生物學(xué)的概念 四 微生物在給水排水工程中的作用一 微生物學(xué)發(fā)展簡史微生物的世界：感性認(rèn)識(shí)階段（史前期） 細(xì)菌冶金漚糞肥田提倡輪作麥曲治瀉防重于治刮骨療毒種痘防花制曲釀酒Cncnc-micro 微生物學(xué)的發(fā)展包括三個(gè)階段： 1 形態(tài)學(xué)發(fā)展階段 2 生理學(xué)發(fā)展階段 3 分子遺傳學(xué)發(fā)展階段。1 形態(tài)學(xué)發(fā)展階段 微生物學(xué)的開山鼻

8、祖 列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek，荷蘭） 1673年用自己制造的顯微鏡觀察到了被他稱為“小動(dòng)物”的微生物世界。 徹底否定了自然發(fā)生說證實(shí)發(fā)酵由微生物引起 巴斯德的功績免疫學(xué)預(yù)防接種發(fā)明巴氏消毒法2 生理學(xué)發(fā)展階段無菌營養(yǎng)液出現(xiàn)微生物無菌營養(yǎng)液無生命出現(xiàn)加熱無菌營養(yǎng)液無生命出現(xiàn)巴 斯 德 的 曲頸瓶實(shí)驗(yàn)J.D.Waston, H.F.C.Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋模型3 分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）分子技術(shù)在微生物研究中的應(yīng)用抗生素科學(xué)的出現(xiàn) 青霉素（antibiotic)的發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋，DNA重組技術(shù)細(xì)菌染色體結(jié)構(gòu)和全基因組測序二 微生物（Microbe Micr

9、oorganism)微生物的概念：一群形態(tài)、結(jié)構(gòu) 簡單的微小生物。 在顯微鏡下才能 看到。大多為單 細(xì)胞。微生物的共性 1 個(gè)體小，形態(tài)簡 細(xì)菌（um)。光學(xué)顯微鏡 病毒（nm)。電子顯微鏡SARS微生物的共性 2 分布廣，種類多； 溫泉、雪山、 深海、鹽堿地、 土壤、空氣、水微生物的共性3 繁殖快，數(shù)量大； 大腸桿菌每1720分鐘繁殖一代。裂殖（一分為二） 4 比值大，代謝強(qiáng)； 表面積與體積比值大 乳酸菌發(fā)酵比自身重 1000倍的糖/小時(shí)。 原因：呼吸速率快。 微生物的共性5 適應(yīng)強(qiáng)，易變異。 青霉素生產(chǎn)菌的發(fā) 酵水平由每毫升20 單位上升到近10萬 單位微生物的共性微生物學(xué)（Microbiology): 研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。水處理微生物學(xué)（Water disposition microbiology): 研究與水處理有關(guān)的微生物及其微生物在水處理中生命活動(dòng)規(guī)律和作用的科學(xué)。三 水處理中的微生物水中的微生物非細(xì)胞形態(tài)的微生物病毒細(xì)胞形態(tài)的微生物原核生物真核生物細(xì)菌 放線菌 藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）藻類（除藍(lán)藻外） 真菌 原生動(dòng)物 后生動(dòng)物2 原核生物和真核生物的區(qū)別區(qū)別的項(xiàng)類原核生物 Procaryote真核生物 Eucaryote細(xì)胞核只有核區(qū)，無核膜、核仁。 原核有核膜、核仁、核質(zhì)。真核核糖體 沉降系數(shù)70S 小80S 大細(xì)胞器無有（線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)