细菌腐蚀(1)PPT课件.ppt

1、1.2大多数腐生，少数寄生大多数腐生，少数寄生：A.土壤改良土壤改良 B.生物工程与环境工程生物工程与环境工程在有机固体废弃物的填埋和堆肥发酵及废水生物处理中起积极作用。其中的在有机固体废弃物的填埋和堆肥发酵及废水生物处理中起积极作用。其中的诺卡氏菌属除有产生抗生素的种外，还有产生蛋白酶的种，可用作酶制剂产诺卡氏菌属除有产生抗生素的种外，还有产生蛋白酶的种，可用作酶制剂产生菌。还有的菌种能使石油脱蜡、烃类发酵、脱硫、脱磷。有的对氰化物、生菌。还有的菌种能使石油脱蜡、烃类发酵、脱硫、脱磷。有的对氰化物、腈类化合物的分解能力强，用于丙烯腈废水生物处理。链霉菌属中很多种产腈类化合物的分解能力强，用于

2、丙烯腈废水生物处理。链霉菌属中很多种产生抗生素，用作医药、农药。生抗生素，用作医药、农药。少数寄生型放线菌引起人、动物和植物的疾病。少数寄生型放线菌引起人、动物和植物的疾病。3 特征特征：多核、分枝、丝状、单细胞多核、分枝、丝状、单细胞在菌丝生长过程中，核物质不断复制，然而细胞不形成横隔膜，也不分裂，在菌丝生长过程中，核物质不断复制，然而细胞不形成横隔膜，也不分裂，而是无数分支的菌丝组成很细密的菌丝体。而是无数分支的菌丝组成很细密的菌丝体。固体基质固体基质基内菌丝基内菌丝分生孢子分生孢子孢子丝孢子丝多细胞核多细胞核 气生菌丝气生菌丝4放放线线菌菌菌菌丝丝比比较较位位置置大大小小生生物物功功能能

3、其其他他营营养养菌菌丝丝培培养养基基内内宽宽度度：0.20.80um长长度度：50600um吸吸收收和和排排泄泄气气生生菌菌丝丝空空气气中中宽宽度度： 11.4um形形成成孢孢子子丝丝孢孢子子丝丝空空气气中中如如上上释释放放孢孢子子产产色色素素孢子是放线菌的种子孢子是放线菌的种子。孢子对于不良的外界环境有较强的抵抗力。孢子对于不良的外界环境有较强的抵抗力。散落的孢子遇到适宜条件就萌发长出菌丝。菌丝分枝再分枝，最后形成网散落的孢子遇到适宜条件就萌发长出菌丝。菌丝分枝再分枝，最后形成网状的菌丝体。状的菌丝体。5 直形直形 波浪形波浪形 螺旋形螺旋形 从生从生 单轮生单轮生 双轮生双轮生孢子丝的形状

4、孢子丝的形状6一段营养菌丝或一段营养菌丝或一个孢子萌芽一个孢子萌芽 孢子丝孢子丝 气生菌丝气生菌丝 基内菌丝基内菌丝 孢子丝分化为孢子孢子丝分化为孢子7 质地紧密，表面常呈粉末状或皱褶状，有的则呈紧密质地紧密，表面常呈粉末状或皱褶状，有的则呈紧密干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同，菌干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同，菌落不易用接种环挑起。落不易用接种环挑起。：培养基不混浊，但会在容器内壁液面处形：培养基不混浊，但会在容器内壁液面处形成斑状或膜状培养物，或沉降于底部。成斑状或膜状培养物，或沉降于底部。？ 短的菌丝体构成球状颗粒。短的菌丝体构成球状颗粒。8 当水中二价铁离子较高时

5、，水中将会有许多红色的絮当水中二价铁离子较高时，水中将会有许多红色的絮状物出现，这些絮状物的化学成分是状物出现，这些絮状物的化学成分是Fe(OH)3,在这些在这些红色的外衣下隐藏着一类独特的好氧细菌，铁细菌。红色的外衣下隐藏着一类独特的好氧细菌，铁细菌。铸铁的输水管线常由于铁细菌的生长而发生堵塞，同铸铁的输水管线常由于铁细菌的生长而发生堵塞，同时这种菌和硫酸盐还原菌以及我们随后将会介绍的硫时这种菌和硫酸盐还原菌以及我们随后将会介绍的硫细菌并称为引起钢铁腐蚀的三大细菌杀手。细菌并称为引起钢铁腐蚀的三大细菌杀手。大多数大多数好氧好氧，最适宜的，最适宜的pH值为值为78，也就是中性偏，也就是中性偏碱

6、。最适宜的温度为碱。最适宜的温度为2530。9 铁细菌也是丝状的原核生物，但不分枝。水中常见的铁铁细菌也是丝状的原核生物，但不分枝。水中常见的铁细菌有多孢泉发菌、赭色纤发菌和含铁嘉利翁氏菌等。细菌有多孢泉发菌、赭色纤发菌和含铁嘉利翁氏菌等。10 特征特征：多细胞共生、有鞘，不分枝，附着在坚固的基质多细胞共生、有鞘，不分枝，附着在坚固的基质上，顶端薄而无色，基部厚并被铁所包围。细胞有圆筒上，顶端薄而无色，基部厚并被铁所包围。细胞有圆筒形的和球形的。可产生球形的分生孢子。形的和球形的。可产生球形的分生孢子。 特征特征：有鞘，呈黄色或褐有鞘，呈黄色或褐色，被氢氧化铁所包围。色，被氢氧化铁所包围。特征

7、特征：绞绳状，无鞘。当绞绳状，无鞘。当卷曲的环被附着的铁所包卷曲的环被附着的铁所包围时，其丝状体就好象一围时，其丝状体就好象一串念珠。串念珠。11 营养营养：无机营养无机营养碳酸盐为碳源，碳酸盐为碳源， Fe2+为能源。为能源。 呼吸呼吸：好氧无机盐呼吸好氧无机盐呼吸 4FeCO3十十O2十十6H2O 4Fe(OH)3十十4CO2十十1675J 反应产生的能量很小。它们为乃满足对能量的需要，必须要有大量反应产生的能量很小。它们为乃满足对能量的需要，必须要有大量Fe2+被被O2氧化高铁，如氧化高铁，如Fe(OH)3的形成。这种不溶性的铁化合物排出菌体后的形成。这种不溶性的铁化合物排出菌体后就沉淀

8、下来。（发生在细胞内）就沉淀下来。（发生在细胞内） 影响因子影响因子：最适生长温度为最适生长温度为2122 铁含量至少应达到铁含量至少应达到0.43mg/L pH6.166.87 最佳环境：最佳环境：含氧少但溶有较多铁质和二氧化碳的水含氧少但溶有较多铁质和二氧化碳的水12：腐蚀管线、水质带色、堵塞管线腐蚀管线、水质带色、堵塞管线 、污泥膨胀、污泥膨胀 提问：产生腐蚀的机理是什么？提问：产生腐蚀的机理是什么？铁细菌吸收水中的亚铁盐后，促使组成水管的铁质更多地溶入水铁细菌吸收水中的亚铁盐后，促使组成水管的铁质更多地溶入水中，因而加速了钢管和铸铁管的腐蚀。中，因而加速了钢管和铸铁管的腐蚀。：在铁腐蚀

9、部位通常有一个个很小的半球形在铁腐蚀部位通常有一个个很小的半球形鼓包，成分为包裹着铁细菌的鼓包，成分为包裹着铁细菌的Fe(OH)3。铁细菌由于分离纯化困难，形态、生理等方面的研究进展缓慢，铁细菌由于分离纯化困难，形态、生理等方面的研究进展缓慢，有待进一步的研究。有待进一步的研究。13 硫磺细菌是能氧化硫化氢、硫磺和其它硫比物为硫酸，硫磺细菌是能氧化硫化氢、硫磺和其它硫比物为硫酸，从中得到能量的细菌。在给水排水工作中比较常见的硫从中得到能量的细菌。在给水排水工作中比较常见的硫磺细菌有磺细菌有贝日阿托氏菌贝日阿托氏菌(又称白硫磺菌又称白硫磺菌)和和发硫细菌发硫细菌等。等。 漂浮在池沼上，丝状体中的

10、一串细胞相互联接并拥有共漂浮在池沼上，丝状体中的一串细胞相互联接并拥有共同的衣鞘。同的衣鞘。14 外在特征外在特征：丝状体不分枝、不固着、能进行甸甸运动：丝状体不分枝、不固着、能进行甸甸运动 内部特征内部特征：含有大量硫磺颗粒：含有大量硫磺颗粒15 特征特征：不分枝、：不分枝、固着、固着、含有硫磺颗粒含有硫磺颗粒 菌丝一段固着在植物残片或纤维上菌丝一段固着在植物残片或纤维上 菌丝伸出活性污泥菌丝伸出活性污泥发硫细菌发硫细菌活性污泥活性污泥 发硫细菌发硫细菌 纤维体纤维体16 营养、呼吸：营养、呼吸：无机自养、好氧无机盐呼吸无机自养、好氧无机盐呼吸 2H2S + O2 2H2O + 2S + 3

11、43kJ 2S + 3 O2 + 2H2O 2H2SO4 + 494kJ CO2 + H 2O CH2O + O2 112 kJ 当环境中硫化氢充足当环境中硫化氢充足 硫磺的生成速度消耗速度硫磺的生成速度消耗速度 菌体内累积硫粒菌体内累积硫粒 当环境中硫化氢缺少时当环境中硫化氢缺少时 硫磺硫磺的生成速度的生成速度消耗消耗速度速度 硫粒消失硫粒消失 完全消失后，硫磺细菌死亡或进入休眠状态，停止生长。完全消失后，硫磺细菌死亡或进入休眠状态，停止生长。17 危害：危害：腐蚀管线腐蚀管线 应用：应用：生物采矿、生物脱硫生物采矿、生物脱硫硫细菌最早被开发用于细菌开矿，利用硫细菌产生的强酸溶解矿石中的硫细

12、菌最早被开发用于细菌开矿，利用硫细菌产生的强酸溶解矿石中的贵重金属，由于效率太慢，现在已经少有报道。贵重金属，由于效率太慢，现在已经少有报道。目前硫细菌被用于含硫煤、石油、石化废水、含目前硫细菌被用于含硫煤、石油、石化废水、含H2S废气的脱硫研究，废气的脱硫研究，这类研究已经进入中试水平。这类研究已经进入中试水平。 提问：为什么含铁硫细菌对硫化氢的去除率很大？提问：为什么含铁硫细菌对硫化氢的去除率很大？据报道，美国科学家在实验室已经成果实现用硫细菌吃掉废橡胶中硫，据报道，美国科学家在实验室已经成果实现用硫细菌吃掉废橡胶中硫，从而可以使废橡胶重新回炉再生，使再生率由从而可以使废橡胶重新回炉再生，

13、使再生率由5%提高到了提高到了20%。 硫化细菌与硫磺细菌的区别只在于前者在体内不储存硫化细菌与硫磺细菌的区别只在于前者在体内不储存硫磺颗粒。硫磺颗粒。18 球衣细菌是一种由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧球衣细菌是一种由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧靠的丝状细菌，大多具有假分枝。靠的丝状细菌，大多具有假分枝。球衣菌细胞球衣菌细胞19 假分枝看来好象是分枝，实际上与旁边的菌丝体并无关假分枝看来好象是分枝，实际上与旁边的菌丝体并无关系。系。当皮鞘内的一个细菌细胞从皮鞘的一端游出，吸附在另一个球衣细菌当皮鞘内的一个细菌细胞从皮鞘的一端游出，吸附在另一个球衣细菌的菌丝体上，并发育成菌丝体，即形成假分枝

14、。的菌丝体上，并发育成菌丝体，即形成假分枝。高倍镜放大高倍镜放大 低倍镜放大低倍镜放大20： 最适溶解氧最适溶解氧01mg/L 适宜的适宜的pH范围范围68 适宜的温度在适宜的温度在30左右左右 污废水中有机物的降解污废水中有机物的降解 但数量不宜过大。但数量不宜过大。21各种丝状细菌，特别是球衣细菌，在废水处理的活性污泥中大量繁各种丝状细菌，特别是球衣细菌，在废水处理的活性污泥中大量繁殖后，引起所谓污泥膨胀。殖后，引起所谓污泥膨胀。 污泥膨胀：污泥膨胀：指污泥结构极度松散，体积增大、密度指污泥结构极度松散，体积增大、密度减小的现象。膨胀的污泥颗粒细小，上浮，难于沉减小的现象。膨胀的污泥颗粒细

15、小，上浮，难于沉降分离影响出水水质。降分离影响出水水质。正常时的活性污泥正常时的活性污泥 膨胀时的活性污泥膨胀时的活性污泥球衣菌球衣菌22 原因原因：球衣细菌对碳源的量要求较高，对氮源要求低。：球衣细菌对碳源的量要求较高，对氮源要求低。大量的碳水化合物能加速球衣细菌的繁殖，引起膨胀。大量的碳水化合物能加速球衣细菌的繁殖，引起膨胀。 提问：对于发生球衣菌污泥膨胀后应如何解决？提问：对于发生球衣菌污泥膨胀后应如何解决？ 控制控制：投加大量无机氮和无机磷尿素和磷酸氢二钠：投加大量无机氮和无机磷尿素和磷酸氢二钠 投加液氯、漂白粉使菌丝体折断，投加液氯、漂白粉使菌丝体折断， 衣鞘中的细衣鞘中的细 菌脱落

16、、死亡。菌脱落、死亡。23 近年来还发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起污泥膨胀。近年来还发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起污泥膨胀。 提问：提问：为什么杆菌也能引起污泥膨胀为什么杆菌也能引起污泥膨胀? 答案：答案： 形态会发生变化，当他们呈链条状形态大量存形态会发生变化，当他们呈链条状形态大量存在时，就能引起污泥膨胀，不利于污泥的沉淀。在时，就能引起污泥膨胀，不利于污泥的沉淀。放线菌放线菌铁细菌铁细菌硫磺细菌硫磺细菌球衣细菌球衣细菌形态特征形态特征产生孢子产生孢子层层分枝层层分枝不分枝不分枝衣鞘周围有氧化衣鞘周围有氧化铁沉淀物铁沉淀物不分枝不分枝细胞内有硫细胞内有硫磺颗粒磺颗粒假分枝假分枝环境特征环境特征有机碳源有机碳源二价铁来源丰富二价铁来源丰富环境中有较环境中有较丰富的低价丰富的低价态硫化合物态硫化合物碳氮比很高碳氮比很高