【正文】 位或簡(jiǎn)單有機(jī)酸、醇等。根據(jù) DNA序列分析，將其列于古菌綱中。甲烷細(xì)菌都以 NH4+做氮源。2. 嚴(yán)格缺氧環(huán)境。二、光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水BOD5在 10000mg/L以上的高濃度有廢水（糞便廢水、豆制品廢水、食品加工廢水、屠宰廢水等）可利用有機(jī)光合細(xì)菌(Potosyntetic Bacteria PSB)處理。第四章 污、廢水深度處理和微污染源水預(yù)處理的微生物學(xué)原理第一節(jié) 污、廢水深度處理 —— 脫氮、除磷與微生物學(xué)原理第二節(jié) 微污染水源水預(yù)處理中的微生物學(xué)問(wèn)題第三節(jié) 飲用水的消毒及其微生物學(xué)效應(yīng)第一節(jié) 污、廢水深度處理 —— 脫氮、除磷與微生物學(xué)原理一、污、廢水深度處理 —— 脫氮、除磷的目的和意義二、天然水體中氮、磷的來(lái)源三、微生物脫氮工藝、原理及其微生物四、微生物除磷原理、工藝及其微生物一、污、廢水深度處理 —— 脫氮、除磷的目的和意義各種污、廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)處理可溶性含碳有機(jī)物已大部分被去除，對(duì)于城市生活污水和有些工業(yè)廢水還含有 NH3N、 NO3N和PO4 SO42。亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌是革蘭氏陰性菌。 發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化現(xiàn)象。盡管污染物濃度低，但經(jīng)自來(lái)水廠原有的混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒的傳統(tǒng)工藝處理后，未能有效去除污染物，只能去除 20~30%COD。污染物：有機(jī)物、氨氮、藻類(lèi)分泌物、揮發(fā)酚、氰化物、重金屬、農(nóng)藥等。2. 水源水預(yù)處理的運(yùn)行條件(1)微生物：適應(yīng)貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的微生物 。醫(yī)院污水特別是腸道傳染病醫(yī)院的生活污水則要求做到滅菌的程度。好氧堆肥的機(jī)理：好氧微生物分解大分子有機(jī)固體廢棄物為小分子有機(jī)物，并放出大量的熱。滲濾液的化學(xué)成分復(fù)雜，含有大量有機(jī)酸，氨氮含量高，還含有重金屬，用厭氧 缺氧 好氧生物處理方法綜合處理，最后用化學(xué)混凝劑混凝、沉淀后再排放到水體，凈化程度較高。二、含惡臭污染物及 NH CO2的微生物處理（ 一）含硫惡臭污染物的凈化含硫惡臭污染物有 H2S、 甲硫醇（ MM）、 二甲基硫醚（ DMS）、 二甲基二硫醚（ DMDS）、 二甲基亞礬（ DMSO， CH3OSCH3）。首先將 NH3溶于水成 NH+—N ， 再通入生物滴濾池。二、酶和微生物細(xì)胞的固定化方法固定化酶是二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。固定化微生物降解喹啉固定化微生物降解喹啉從活性污泥中篩選到的皮氏伯克霍爾德氏菌 (Burkholderia pickttii sp.) 固定化，用來(lái)降解喹啉，喹啉的去除率達(dá) 95%以上。而具有 S型解離層的微生物表現(xiàn)親水性，均勻分布于水中，不易絮凝，不易沉降。目前已篩選出的菌種有 (1)降解有毒、有害有機(jī)物的微生物：食酚菌、分解氰化物、苯系化合物、萘、菲、蒽、瀝青等的微生物； (2)適應(yīng)極端環(huán)境的微生物，如嗜熱菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜堿菌、嗜鹽菌、耐壓菌；(3)降解農(nóng)藥如 2,4D、 對(duì)硫磷、樂(lè)果等的微生物。有些活性污泥盡管去除有機(jī)物能力強(qiáng)，但它本身的絮凝性能差，需要投加絮凝劑，強(qiáng)化絮凝效果，改善出水本質(zhì)。分 類(lèi) 產(chǎn)物類(lèi)型 生 產(chǎn) 菌1. 糖脂 海藻糖脂 節(jié)桿菌屬 (Arthrobacter)、 分枝菌屬 (Mycobacteria)、 諾卡氏菌屬 ((Nocardia)、 棒桿菌屬 (Carynebacteria)、 紅球菌屬 (Rhodococcus)鼠李糖 假單胞菌屬 (Pseuonas)槐糖脂 Torulopsis2. 中性脂 /脂肪酸 甘油酸，脂肪酸，脂肪醇，臘不動(dòng)桿菌屬 (Acipbacter)、 梭菌屬 (Clostridium)3. 含氨基酸類(lèi)脂 脂蛋白，脂肽、脂氨基酸芽孢桿菌屬 (Bacillus)、 諾卡氏菌屬 (Nocardia)、 棒桿菌屬(Corynebacterium)、 鏈霉菌屬 (Streptomyces)、 分枝桿菌屬 (Mycobacterium)、 假單胞菌屬 (Pseudomonas)、 葡糖桿菌屬 (Gluconobacter)4. 磷脂 磷脂酰乙醇胺 紅球菌屬 (Rodocodccus)、 硫桿菌屬 (Thiobacillus)5. 聚合物 脂雜多糖，脂多糖復(fù)合物，蛋白質(zhì) 多糖復(fù)合物不動(dòng)桿菌屬 (Aciobacter)、 地霉屬 (Candida)6. 細(xì)胞表面本身 生物破乳劑 諾卡氏菌屬 (Nocardia)、 紅球菌屬 (Rodococcus)肽脂 不動(dòng)桿菌屬 (Aciobacter)生物表面活性劑和生物乳化劑的分類(lèi)二、微生物自身絮凝和沉淀作用根據(jù)單一菌種生物（純種）細(xì)胞表面的解離層（胞外多聚物）性質(zhì)不同而劃分兩種類(lèi)型，即疏水型的 R型（菌落為粗糙型）和親水型的 S型（菌落為光滑型）。三、固定化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用固定化熱帶假絲酵母降解含糖廢水固定化熱帶假絲酵母降解含糖廢水將培養(yǎng)的熱帶假絲酵母增殖培養(yǎng)后，吸附在多孔的陶瓷載體中，并用來(lái)降解啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的洗糟廢水，該廢水含有大量的麥芽糖和淀粉等。處理苯系列有機(jī)污染物的細(xì)菌是黃桿菌屬、假單胞菌屬和芽孢桿菌屬。在硫桿菌屬作用下的代謝途徑。微生物凈化法可就地及時(shí)處理各種惡臭污染源的 廢氣，廢氣的組分比較單一，不能滿足微生物全部營(yíng)養(yǎng)要求，故需要添加營(yíng)養(yǎng)。填埋場(chǎng)處理量大，廢棄物的成分復(fù)雜，有機(jī)物及無(wú)機(jī)物均有。最早的堆肥法用的是厭氧發(fā)酵，發(fā)酵周期長(zhǎng)，約4~6個(gè)月，占地面積大。第三節(jié) 飲用水的消毒及其微生物學(xué)效應(yīng)一、水消毒的重要性二、水的消毒方法一、水消毒的重要性疾病可通過(guò)水作媒體得到傳播，為了防止病原微生物隨生活污水和醫(yī)院污水進(jìn)入環(huán)境，隨飲用水、游泳池水進(jìn)入人體，使人得腸道傳染病及其它疾病，故必須對(duì)飲用水進(jìn)行嚴(yán)格消毒。原生動(dòng)物有：鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)、喇叭蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、太陽(yáng)蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)、草履蟲(chóng)等。二、水源水污染源和污染物水源水污染源：是未經(jīng)處理的工業(yè)廢水，生活污水、農(nóng)業(yè)灌溉和養(yǎng)殖業(yè)排放水。聚磷菌在厭氧時(shí)又能釋放磷酸鹽于體外。它的最終電子受體是 NO3和 NO2。原理：在硝化菌的作用下，將 NH3轉(zhuǎn)化為 NO3N。 故在甲烷發(fā)酵前，要先降低 SO42到甲烷菌能忍受的濃度后，再進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理。 CO2以占沼氣的 25~35%為好。（四）厭氧處理法的基本要求1. 菌種：采用混合菌種。適宜于中性或微堿性。 甲烷發(fā)酵過(guò)程甲烷發(fā)酵過(guò)程簡(jiǎn)單有機(jī)物（簡(jiǎn)單糖類(lèi)、有機(jī)酸、醇等）復(fù)雜有機(jī)物乙酸、 H CO 甲酸CH CO H2發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)氫細(xì)菌產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷菌液化階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)甲烷階段甲烷發(fā)酵三階段示意圖（二）甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌是一群只有相同生理特征的細(xì)菌。主要控制：1. 控制溶解氧2. 控制有機(jī)物負(fù)荷3. 改革工藝第三節(jié) 厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落一、厭氧消化 —— 甲烷發(fā)酵二、光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水三、含硫酸鹽廢水的厭氧微生物處理一、厭氧消化 —— 甲烷發(fā)酵沼氣發(fā)酵是微生物在厭氧條件下分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生沼氣的過(guò)程。好氧活性污泥的凈化機(jī)理好氧活性污泥的凈化機(jī)理 和 過(guò)程過(guò)程 （三 ） 好氧活性污泥法的 幾種處理工藝流程幾種處理工藝流程（四）氧化塘（或氧化溝）中的微生物群落及其 處理廢水機(jī)理處理廢水機(jī)理（五）菌膠團(tuán)的作用1. 指示作用指示作用 ； 2. 凈化作用； 3. 促進(jìn)絮凝和沉淀作用（七）好氧活性污泥的培養(yǎng)（六）原生動(dòng)物及后生動(dòng)物的作用好氧活性污泥的凈化機(jī)理水體自?xún)艉陀袡C(jī)廢水凈化過(guò)程中微生物演變的過(guò)程二、好氧生物膜法好氧生物膜法構(gòu)筑物有普通濾池、高負(fù)荷生物濾池、 塔式生塔式生物濾池物濾池 ，還有 生物轉(zhuǎn)盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán) 、接觸氧化法等。三、磷酸鹽的還原在有機(jī)養(yǎng)料很多但缺乏氧氣的條件下，環(huán)境中的磷酸鹽可以因微生物作用而被還原。三、磷酸鹽的還原一、含磷有機(jī)物的分解來(lái)自生物體的有機(jī)磷化物，主要有核酸、植酸、卵磷脂以及各種磷脂酸。二、無(wú)機(jī)硫的轉(zhuǎn)化1. 硫化作用：硫化氫、元素硫或硫化亞鐵等在硫細(xì)菌的作用下進(jìn)行氧化，最后生成硫酸的過(guò)程，稱(chēng)為硫化作用 (Sulphurication) 。六、其它含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化其它含氮物質(zhì)主要指氫氰酸、乙腈、丙腈、正丁腈及硝基化合物。在反硝化作用中微生物是將 NO3中的氧作為呼吸作用的受氫體，因而使 NO3還原。C6H11O5NH2 + H2O C6H12O6 + NH3脫氨基酶幾丁質(zhì)酶C15H26N2O10 + 4H2O 2C6H11O5NH2 +3CH3COOH幾丁質(zhì) 氨基葡萄糖 乙酸三、硝化作用氨經(jīng)過(guò)微生物作用氧化成亞硝酸，再進(jìn)一步氧化成硝酸的過(guò)程，稱(chēng)為硝化作用（ Nitrification）。作用強(qiáng)的有：熒光假單胞菌、靈桿菌和變形桿菌等兼性細(xì)菌，巨大芽孢桿菌、覃狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、腸膜芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌等需氧性細(xì)菌，腐敗芽孢桿菌等厭氧菌。前兩種形態(tài)的氮雖然數(shù)量很大，但不能被植物直接吸收利用。所以造紙和人造纖維廢水均含有大量木質(zhì)素。果膠質(zhì)水解生成的果膠酸、聚戊糖、半乳糖醛酸、甲醇等在好氧條件下分別為二氧化碳和水，在厭氧條件下進(jìn)行丁酸發(fā)酵，產(chǎn)物有丁酸、乙酸、醇類(lèi)、二氧化碳和氫氣。第二章 微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用第一節(jié) 氧循環(huán)第二節(jié) 碳循環(huán)第三節(jié) 氮循環(huán)第四節(jié) 硫循環(huán)第五節(jié) 磷循環(huán)第六節(jié) 鐵循環(huán)第一節(jié) 氧循環(huán)人和動(dòng)物呼吸微生物有機(jī)物分解O2植物藻類(lèi)O2光第二節(jié) 碳循環(huán)一、纖維素的轉(zhuǎn)化二、半纖維素的轉(zhuǎn)化三、果膠質(zhì)的轉(zhuǎn)化四、淀粉的轉(zhuǎn)化五、脂肪的轉(zhuǎn)化六、木質(zhì)素的轉(zhuǎn)化七、烴類(lèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化一、纖維素的轉(zhuǎn)化纖維素是葡萄糖的高分子聚合物，分子式： (C6H10O5)1400~10000纖維素在微生物酶的作用下，分解為葡萄糖。（二）評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化的方法與 AGP評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化的方法： 1. 觀察藍(lán)藻等指示生物； 定生物的現(xiàn)存量； ； ；