1、2023-2-61第三章第三章 水环境中的污染水环境中的污染控制与治理的生态工程控制与治理的生态工程及微生物学原理及微生物学原理环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-62环境微生物基础教学课件 天津工业大学第一节第一节 好氧污（废）水的生态系统好氧污（废）水的生态系统及生物处理原理及生物处理原理一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法 第二节第二节 厌氧污（废）水的生态系统厌氧污（废）水的生态系统及生物处理原理及生物处理原理本章内容本章内容2023-2-63环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-64效率高效率高;普通活性污泥水处理厂，每天普通
2、活性污泥水处理厂，每天1m3曝气池能转换曝气池能转换12kg干有机干有机物，物，100倍于森林。倍于森林。效果好效果好;BOD去除率达去除率达90%95%，COD去除率为去除率为60%70%。生物处理的优点生物处理的优点适用范围广（与微生物特点相关）适用范围广（与微生物特点相关）成本低、运行费用少；成本低、运行费用少；可处理的水量大，方法成熟可处理的水量大，方法成熟;生物处理是废水二级处理的首选方法生物处理是废水二级处理的首选方法2023-2-65第一节第一节 好氧污（废）水的生态系统及好氧污（废）水的生态系统及生物处理原理生物处理原理环境微生物基础教学课件 天津工业大学城市生活污水和工业废水
3、城市生活污水和工业废水生物处理生物处理的方法的方法好氧法好氧法厌氧法厌氧法活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法生态系统生态系统2023-2-66一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法(activated sludge process)环境微生物基础教学课件 天津工业大学生物处理的主体生物处理的主体2023-2-672023-2-681.1.活性污泥的组成和性质活性污泥的组成和性质环境微生物基础教学课件 天津工业大学无机固体无机固体有机有机-各种生物各种生物细胞代谢物及残体细胞代谢物及残体水中有机质水中有机质2023-2-69环境微生物基础教学课件 天津工业大学 好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生
4、物和兼好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧的微生物，少量的厌氧微生物，其上吸附性厌氧的微生物，少量的厌氧微生物，其上吸附的污水中的有机和无机固体物混凝交织在一起的，的污水中的有机和无机固体物混凝交织在一起的，形成形成絮状体絮状体的或称绒粒。的或称绒粒。2023-2-610性质性质l含水率含水率99；l密度为密度为1.002-1.006，混合液中为，混合液中为1.002-1.003，回流污泥中为回流污泥中为1.004-1.006；l具有具有生物活性，有吸附，氧化有机物生物活性，有吸附，氧化有机物的能力的能力；l绒粒的大小为绒粒的大小为0.02-0.2mm；l比表面积比表面积20-100
5、cm2/mL；l呈弱酸性，呈弱酸性，pH为为6.7；环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-611环境微生物基础教学课件 天津工业大学2.2.活性污泥的形成及存在形式活性污泥的形成及存在形式 对含有机物和细菌的污水不断曝气，维持对含有机物和细菌的污水不断曝气，维持足够的溶解氧，经过一定时间后，就会产生絮足够的溶解氧，经过一定时间后，就会产生絮状的污泥。状的污泥。2023-2-612环境微生物基础教学课件 天津工业大学l在显微镜下观察，可看到各种微生物在显微镜下观察，可看到各种微生物细菌、霉菌、细菌、霉菌、原生动物、后生动物原生动物、后生动物。l从外观上看，活性污泥根据废水水质不同有不
6、同的颜从外观上看，活性污泥根据废水水质不同有不同的颜色，有色，有褐色、黄色、灰色和铁红色褐色、黄色、灰色和铁红色等。等。l轻轻搅动，易于呈轻轻搅动，易于呈悬浮物悬浮物状；静止片刻，也易状；静止片刻，也易沉下沉下。l活性污泥无臭味，具有活性污泥无臭味，具有微微的土腥味微微的土腥味。2023-2-6133.3.好氧活性污泥中的微生物好氧活性污泥中的微生物群落及各种群的作用群落及各种群的作用环境微生物基础教学课件 天津工业大学产生絮凝体的微生物产生絮凝体的微生物优势菌属优势菌属 真菌真菌 微型后生动物和原生动物微型后生动物和原生动物 丝状菌丝状菌 组组成成2023-2-614环境微生物基础教学课件
7、天津工业大学产生絮凝体的微生物产生絮凝体的微生物菌胶团菌胶团 污泥的絮体形成之前，污泥的絮体形成之前，细菌分泌的粘液体，细菌分泌的粘液体，荚膜或明胶质与细菌体组成了菌胶团，荚膜或明胶质与细菌体组成了菌胶团，这是活性这是活性污泥的污泥的结构和功能的中心结构和功能的中心。多糖，氨基酸多糖，氨基酸 2023-2-615l对有机物有吸附能力和分解的能力；对有机物有吸附能力和分解的能力；l为原生动物和微型后生动物提供了良好的为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境和附着场所；生存环境和附着场所；l具有指示作用，从菌胶团的透明度，颜色，具有指示作用，从菌胶团的透明度，颜色，数量和颗粒大小，结构的松散程
8、度判断活数量和颗粒大小，结构的松散程度判断活性污泥的性能。性污泥的性能。环境微生物基础教学课件 天津工业大学菌胶团菌胶团功能：功能：新生的菌胶团颜色浅，无色透明，结构紧新生的菌胶团颜色浅，无色透明，结构紧密，说明菌胶团生命力旺盛，吸附和分解有机密，说明菌胶团生命力旺盛，吸附和分解有机物的能力强。老化的菌胶团颜色深，结构松散，物的能力强。老化的菌胶团颜色深，结构松散，活性不强，吸附和分解能力差。活性不强，吸附和分解能力差。2023-2-616产生絮凝体的微生物有：产生絮凝体的微生物有：l动胶菌属动胶菌属.*l从毛单胞菌属从毛单胞菌属*l假单胞菌属假单胞菌属*l产碱杆菌属产碱杆菌属*l微球菌属微球
9、菌属l无色杆菌属无色杆菌属l黄杆菌属黄杆菌属l原生动物，如钟虫原生动物，如钟虫环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-617丝状菌：浮游球衣菌丝状菌：浮游球衣菌引起污泥丝状膨胀的主引起污泥丝状膨胀的主要菌属。要菌属。环境微生物基础教学课件 天津工业大学优势菌属优势菌属:与产絮凝体微生物不同，菌体数量占优势。芽与产絮凝体微生物不同，菌体数量占优势。芽孢杆菌属，棒状杆菌属，螺菌属，大肠菌属，短杆孢杆菌属，棒状杆菌属，螺菌属，大肠菌属，短杆菌属。菌属。真菌真菌:青霉属，芽枝霉属，头孢霉属。青霉属，芽枝霉属，头孢霉属。其存在与水质有很大关系，其存在与水质有很大关系，pH低的水质，含低的水质，
10、含C量多数量和种类不多。量多数量和种类不多。2023-2-618环境微生物基础教学课件 天津工业大学微型后生动物和原生动物微型后生动物和原生动物 保持活性污泥的物理特性，降解活性、絮凝保持活性污泥的物理特性，降解活性、絮凝和沉淀性能，并具有和沉淀性能，并具有指示作用指示作用。鞭毛类、肉足类和纤毛类鞭毛类、肉足类和纤毛类 2023-2-619a.a.根据原生动物种类的演替，来判断水质和污水处根据原生动物种类的演替，来判断水质和污水处理的程度。理的程度。环境微生物基础教学课件 天津工业大学微型后生动物和原生动物指示作用微型后生动物和原生动物指示作用细菌细菌植物性鞭毛虫植物性鞭毛虫肉足类肉足类动物性
11、鞭毛虫动物性鞭毛虫游泳型纤毛虫、吸管虫游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫固着型纤毛虫轮虫轮虫2023-2-620环境微生物基础教学课件 天津工业大学污泥培养初期污泥培养初期中期中期成熟期成熟期鞭毛虫鞭毛虫游泳型纤毛虫、游泳型纤毛虫、鞭毛虫鞭毛虫钟虫等固着性纤毛虫，钟虫等固着性纤毛虫，盾纤虫，轮虫盾纤虫，轮虫判断污泥的程度判断污泥的程度绿眼虫 2023-2-621l纤毛虫的豆形虫属，草履虫，四膜虫属，纤毛虫的豆形虫属，草履虫，四膜虫属，屋滴虫属，眼虫属等出现，说明活性污泥屋滴虫属，眼虫属等出现，说明活性污泥结构松散，出水水质变差。结构松散，出水水质变差。环境微生物基础教学课件 天津工业大学b.b.
12、通过原生动物的种类判断活性污泥的处通过原生动物的种类判断活性污泥的处理水质的好坏。理水质的好坏。2023-2-622l纤毛虫的钟虫属，累纤毛虫的钟虫属，累枝虫属，盖纤虫属，枝虫属，盖纤虫属，聚缩虫属，独缩虫属，聚缩虫属，独缩虫属，独缩虫属，盾纤虫属，独缩虫属，盾纤虫属，吸管虫属，漫游虫属，吸管虫属，漫游虫属，内管虫属。轮虫属等内管虫属。轮虫属等出现，说明出现，说明活性污泥活性污泥正常，出水水质好。正常，出水水质好。环境微生物基础教学课件 天津工业大学b.b.通过原生动物的种类判断活性污泥的处通过原生动物的种类判断活性污泥的处理水质的好坏。理水质的好坏。在0.05l混合液中有50150只钟虫时，
13、出水良好，COD50g/2023-2-623l线虫说明缺氧。线虫说明缺氧。环境微生物基础教学课件 天津工业大学b.b.通过原生动物的种类判断活性污泥的处通过原生动物的种类判断活性污泥的处理水质的好坏。理水质的好坏。2023-2-624环境微生物基础教学课件 天津工业大学c.c.通过原生动物在恶劣环境中个体形态的改变，通过原生动物在恶劣环境中个体形态的改变，来判断进水水质的变化和运行中出现的问题。来判断进水水质的变化和运行中出现的问题。在溶解氧不足和其它环境条件恶劣时，钟虫由正常在溶解氧不足和其它环境条件恶劣时，钟虫由正常虫体向虫体向胞囊胞囊演变的一系列变态变化。演变的一系列变态变化。钟虫的变态
14、钟虫的变态 形成过程：鞭毛、纤毛等细胞器缩入体内，形成过程：鞭毛、纤毛等细胞器缩入体内，缩水，并分泌一种胶状物质于体表，凝固成缩水，并分泌一种胶状物质于体表，凝固成孢孢壳壳，均为球状。，均为球状。胞囊胞囊2023-2-625环境微生物基础教学课件 天津工业大学原生动物能够原生动物能够吞食有机颗粒吞食有机颗粒，游离的细菌和其它，游离的细菌和其它小的生物，起到净化的作用。小的生物，起到净化的作用。净化作用净化作用原生动物分泌的粘液物协同和促进细菌发生絮凝作用。原生动物分泌的粘液物协同和促进细菌发生絮凝作用。弯豆形虫的浓度低时，细菌不起絮凝作用，在弯豆形虫的浓度低时，细菌不起絮凝作用，在浓度增加到浓
15、度增加到2.5103个时，细菌产生很大的絮个时，细菌产生很大的絮凝作用。弯豆形虫浓度增大到很大时，产生很凝作用。弯豆形虫浓度增大到很大时，产生很大的细菌絮体。大的细菌絮体。钟虫的尾柄也分泌一些粘性物质，使许多尾柄钟虫的尾柄也分泌一些粘性物质，使许多尾柄交织在一起，和细菌形成了很大的絮体。交织在一起，和细菌形成了很大的絮体。促进絮凝和沉淀的作用促进絮凝和沉淀的作用2023-2-626环境微生物基础教学课件 天津工业大学4.4.好氧活性污泥的净化作用机理好氧活性污泥的净化作用机理污染物质SS吸附DS吸收活性污泥绒粒氧化合成CO2,H2O NH3SO42-,PO43-新活性污泥绒粒活性污泥生物氧化合
16、成CO2,H2O NH3SO42-,PO43-新生物体处理水水解吸收摄 食吸附吸附吸收吸收混凝混凝2023-2-6272023-2-6282023-2-629纪庄子污水处理厂氧化沟（中试）2023-2-630环境微生物基础教学课件 天津工业大学5.5.好氧活性污泥的驯化好氧活性污泥的驯化1）菌种来源）菌种来源污水处理厂的曝气池的活性污泥；污水处理厂的曝气池的活性污泥；污水厂集水池污泥；污水厂集水池污泥；污水厂沉淀池污泥；污水厂沉淀池污泥；污水厂废水流经的河流淤泥。污水厂废水流经的河流淤泥。2023-2-6312）菌种驯化）菌种驯化 驯化的方法是逐渐增加废水的浓度或流量，驯化的方法是逐渐增加废水
17、的浓度或流量，可以采用可以采用间歇方法间歇方法或或连续方法连续方法。环境微生物基础教学课件 天津工业大学根据处理水质状况，投加必需的根据处理水质状况，投加必需的营养物营养物(碳源、氮源、磷源碳源、氮源、磷源)。2023-2-6323）培养）培养l间歇培养：间歇培养：闷曝闷曝，将曝气池注满废水，只曝气而，将曝气池注满废水，只曝气而不进废水。不进废水。混合液曝气到开始出现活性污泥絮状体后，混合液曝气到开始出现活性污泥絮状体后，即停止曝气，静止沉淀即停止曝气，静止沉淀1h1h1.5h1.5h，排放上清液，排放上清液，再补充废水，继续曝气。不断观察生物相中微生再补充废水，继续曝气。不断观察生物相中微生
18、物组成。物组成。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-633l连续培养：连续曝气，进水量从小到大逐渐增加，连续培养：连续曝气，进水量从小到大逐渐增加，同时增加溶解氧供应量，连续运行一段时间，活同时增加溶解氧供应量，连续运行一段时间，活性污泥出现并逐渐增多。性污泥出现并逐渐增多。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-634环境微生物基础教学课件 天津工业大学6.6.好氧活性污泥的膨胀好氧活性污泥的膨胀 正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急
19、剧变差的现象。飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。本质本质污泥密度变小或黏附能力下降。污泥密度变小或黏附能力下降。分分非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀与与丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀两类。两类。2023-2-635l活性污泥丝状膨胀：活性污泥丝状膨胀：由于丝状细菌的极由于丝状细菌的极度生长导致的活性污泥膨胀。度生长导致的活性污泥膨胀。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-636l致因微生物：致因微生物：丝状细菌丝状细菌（浮游球衣菌、发（浮游球衣菌、发硫菌属、贝日阿托氏菌属、亮发菌属、纤硫菌属、贝日阿托氏菌属、亮发菌属、纤发菌属、微丝菌属）或发菌属、微丝菌属）或真菌真菌优势过度生长。优
20、势过度生长。2023-2-637l原因：原因：a.a.水温过高水温过高（25）、）、pHpH过低过低（6.5）；）；b.b.曝气池曝气池DO长期维持在较低长期维持在较低（0.10.2mg/L）；）；c.c.硫化物硫化物过高，硫细菌生长过度；过高，硫细菌生长过度；d.d.营养失衡。营养失衡。废水废水C/N低低；无机金属离子较少。；无机金属离子较少。原因原因菌丝体储备营养物少、表面积大，在稀菌丝体储备营养物少、表面积大，在稀溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长。境（包括溶解氧、各种营养物）的生长。e.e.毒物毒物冲击
21、。原因冲击。原因菌丝体耐受能力强。菌丝体耐受能力强。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-638l生物膜法的处理工艺有：生物膜法的处理工艺有：生物滤池（普通，高生物滤池（普通，高负荷，塔式），生物转盘，生物接触氧化法负荷，塔式），生物转盘，生物接触氧化法。环境微生物基础教学课件 天津工业大学二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法 好氧生物膜法即好氧附着生物处理系统好氧生物膜法即好氧附着生物处理系统物料载体物料载体好氧微生物和兼性厌氧微生物好氧微生物和兼性厌氧微生物2023-2-639生物滤池生物滤池环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-640生物滤池生物滤池环境微生物基础教学
22、课件 天津工业大学2023-2-641塔式生物滤池塔式生物滤池环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-642生物膜生物生物膜生物 生物膜面生物生物膜面生物 滤池扫除生物滤池扫除生物 环境微生物基础教学课件 天津工业大学1.1.好氧生物膜的微生物群落好氧生物膜的微生物群落在膜内部在膜内部;以 菌 胶 团 为以 菌 胶 团 为主浮游球衣菌主浮游球衣菌藻类藻类,净化稳净化稳定污水。定污水。在膜的表面；在膜的表面；固着性纤毛虫（钟虫，累枝虫，独缩虫）游泳性纤固着性纤毛虫（钟虫，累枝虫，独缩虫）游泳性纤毛虫（盾纤虫，斜管虫，尖毛虫，豆形虫）；毛虫（盾纤虫，斜管虫，尖毛虫，豆形虫）；促进滤池净化
23、速度，提高滤池整体的处理效率。促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率。在膜外部在膜外部轮虫，线虫，寡毛类轮虫，线虫，寡毛类沙蚕，顠体虫；沙蚕，顠体虫；去除滤池里污泥，防去除滤池里污泥，防止污泥堵塞的功能。止污泥堵塞的功能。2023-2-643环境微生物基础教学课件 天津工业大学2.2.生物膜的结构和各部分的微生物生物膜的结构和各部分的微生物上层，营养物浓度高上层，营养物浓度高细菌，少数鞭毛细菌，少数鞭毛虫。虫。中层，营养物，上层的代谢产物中层，营养物，上层的代谢产物微生微生物种类多，菌胶团，浮游球衣菌，鞭毛虫，物种类多，菌胶团，浮游球衣菌，鞭毛虫，变形虫，豆性虫，肾形虫。变形虫，豆性虫，肾形
24、虫。下层，有机物浓度低，低分子有机酸多下层，有机物浓度低，低分子有机酸多菌胶团，浮游球衣菌，固着纤毛虫钟虫菌胶团，浮游球衣菌，固着纤毛虫钟虫和游泳纤毛虫盾纤虫，漫游虫。轮虫。和游泳纤毛虫盾纤虫，漫游虫。轮虫。废废水水填填料料层层2023-2-644环境微生物基础教学课件 天津工业大学有机污染物吸附吸收生物膜生物大分子水解为小分子生物膜面生物吸收营养再生老化脱落剩余污泥脱落物滤池扫除生物吞食3.净化机理净化机理2023-2-645环境微生物基础教学课件 天津工业大学第二节第二节 厌氧环境中的活性污泥和微生厌氧环境中的活性污泥和微生物群落物群落沼气中的主要成沼气中的主要成分是甲烷，含量分是甲烷，含
25、量5075%之间。之间。厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性和厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性和厌氧微生物分解有机物的一种生物处理法。厌氧微生物分解有机物的一种生物处理法。2023-2-646环境微生物基础教学课件 天津工业大学厌氧法处理废水的特点：厌氧法处理废水的特点：处理中处理中能量要求低能量要求低，能够产出能源物质，能够产出能源物质沼气沼气，其中含有其中含有50-7050-70的甲烷。的甲烷。污泥的产量低污泥的产量低，厌氧微生物增殖速率比好氧微生，厌氧微生物增殖速率比好氧微生物慢。物慢。对对温度，温度，pHpH值，环境因素更敏感值，环境因素更敏感，有中温菌，低，有中温菌，低温菌和
26、高温菌。要求一定的碳氮比，对毒性物质温菌和高温菌。要求一定的碳氮比，对毒性物质敏感。敏感。处理后，厌氧废水中有机物浓度处理后，厌氧废水中有机物浓度高于高于好氧处理。好氧处理。厌氧微生物能够降解好氧处理不能降解的厌氧微生物能够降解好氧处理不能降解的有机物有机物。厌氧处理过程较厌氧处理过程较复杂复杂。一、厌氧生物法一、厌氧生物法 2023-2-647环境微生物基础教学课件 天津工业大学废废水水调节池调节池热热交交换换器器37厌氧活性厌氧活性污泥反应器污泥反应器气柜气柜沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法2023-2-648环境微生物基础教学课件 天津工业
27、大学厌氧生物膜法厌氧生物膜法沼气出水 进水厌氧滤池厌氧滤池2023-2-649环境微生物基础教学课件 天津工业大学厌氧反应器厌氧反应器化粪池化粪池UASB反应器反应器厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应器（AFB)厌氧膨胀颗粒污泥床厌氧膨胀颗粒污泥床EGSB升流式污泥床过滤器升流式污泥床过滤器UBF2023-2-650二、厌氧处理中的甲烷发酵理论及各二、厌氧处理中的甲烷发酵理论及各阶段微生物阶段微生物 厌氧处理中，甲烷发酵的理论先后提出了厌氧处理中，甲烷发酵的理论先后提出了二阶段，三阶段，四阶段理论。三阶段理论比二阶段，三阶段，四阶段理论。三阶段理论比较完善，目前应用较多的是较完善，目
28、前应用较多的是四阶段四阶段理论。理论。环境微生物基础教学课件 天津工业大学产酸产酸产气产气两大阶段两大阶段2023-2-6511.1.第一阶段第一阶段-水解和发酵水解和发酵l纤维素纤维素，淀粉水解为单糖，再酵解为，淀粉水解为单糖，再酵解为丙酮酸丙酮酸；l蛋白质蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨有机酸和氨；l脂类脂类水解为各种水解为各种低级脂肪酸和醇低级脂肪酸和醇。环境微生物基础教学课件 天津工业大学 厌氧发酵性细菌厌氧发酵性细菌利用胞外水解酶的作用利用胞外水解酶的作用水解水解进而再发酵进而再发酵的过程。的过程。2023-2-652第一阶段的微生物第一阶段的微生物 l有
29、纤维素分解菌，蛋白质分解菌，淀粉分解菌和有纤维素分解菌，蛋白质分解菌，淀粉分解菌和脂类分解菌。脂类分解菌。l专性厌氧菌有梭菌属，拟杆菌属，丁酸弧菌属，专性厌氧菌有梭菌属，拟杆菌属，丁酸弧菌属，真细菌，双歧杆菌属；真细菌，双歧杆菌属；l兼性厌氧的有链球菌和肠道菌，假单胞菌属，芽兼性厌氧的有链球菌和肠道菌，假单胞菌属，芽孢杆菌属，变形菌属，产碱杆菌属，产气杆菌属，孢杆菌属，变形菌属，产碱杆菌属，产气杆菌属，大肠杆菌属等。大肠杆菌属等。l发酵性细菌数量发酵性细菌数量108109/mL混合液，混合液，10101011/g挥挥发性固体。发性固体。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-653环
30、境微生物基础教学课件 天津工业大学分解纤维素半纤维素的微生物分解纤维素半纤维素的微生物：兼性厌氧的蜡状芽：兼性厌氧的蜡状芽孢杆菌，铜绿色假单胞杆菌，类产碱杆菌，假单胞孢杆菌，铜绿色假单胞杆菌，类产碱杆菌，假单胞菌属的一类菌。菌属的一类菌。分解淀粉的微生物：分解淀粉的微生物：变形微球菌，尿素微球菌，亮变形微球菌，尿素微球菌，亮白微球菌、芽孢杆菌属的某些菌、假单胞菌属。白微球菌、芽孢杆菌属的某些菌、假单胞菌属。分解类脂微生物：分解类脂微生物：产色荚膜梭菌。产色荚膜梭菌。分解蛋白质的微生物：分解蛋白质的微生物：蜡状芽孢杆菌，环状芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌，环状芽孢杆菌，球形芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，脱氮假
31、单胞菌属。球形芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，脱氮假单胞菌属。2023-2-6542.2.第二阶段第二阶段-产氢，产乙酸阶段产氢，产乙酸阶段 分解为分解为CH3COOH和和H2。环境微生物基础教学课件 天津工业大学丙酸丙酸琥珀酸琥珀酸丁酸丁酸乙醇乙醇长链脂肪酸长链脂肪酸芳香酸及醇芳香酸及醇产氢、产乙产氢、产乙酸微生物酸微生物pH的变化的变化pHpH下降下降 pHpH上升上升6.6-6.8 大量有机酸类产生大量有机酸类产生蛋白质，含氮有机物的分解，蛋白质，含氮有机物的分解，生成氨，碳酸盐，胺类物质等生成氨，碳酸盐，胺类物质等碱性物质碱性物质 2023-2-655产氢产乙酸微生物包括：产氢产乙酸微生物包括
32、：l互营单胞菌属，互营杆菌属，梭菌属，暗杆菌属。互营单胞菌属，互营杆菌属，梭菌属，暗杆菌属。将挥发性的脂肪酸降解为乙酸和氢气。将挥发性的脂肪酸降解为乙酸和氢气。l硫酸还原菌如脱硫弧菌硫酸还原菌如脱硫弧菌 环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-6563.3.第三阶段第三阶段产甲烷阶段产甲烷阶段 环境微生物基础教学课件 天津工业大学CH3COOHH2CO2COH2OCH3CH2OHCH3OHHCOOH两组生理性质不同的两组生理性质不同的专性厌氧菌群专性厌氧菌群 CH4简单的含碳有机物简单的含碳有机物2023-2-657产甲烷机制：产甲烷机制：l氢气和二氧化碳或一氧化碳的氢气和二氧化碳或
33、一氧化碳的合成甲烷合成甲烷28的甲烷来自合成。的甲烷来自合成。环境微生物基础教学课件 天津工业大学CO2+4H2CH4+2H2OCO+3H2CH4+H2O4CO+2H2OCH4+3CO22023-2-658l乙酸乙酸分解分解为甲烷和二氧化碳。或利用甲酸，为甲烷和二氧化碳。或利用甲酸，甲醇，甲基胺甲醇，甲基胺裂解裂解为甲烷为甲烷72的甲烷来的甲烷来自酸的裂解。自酸的裂解。环境微生物基础教学课件 天津工业大学由醇和酸的甲基形成甲烷CH3COOHCH4+CO24CH3OHCH4+CO2+2H2O2023-2-659环境微生物基础教学课件 天津工业大学其它产生甲烷机制：其它产生甲烷机制：由醇的氧化使二
34、氧化碳还原为甲烷2CH3CH2OH+CO2CH4+2CH3COOH2C3H7CH2OH+CO2CH4+2C3H7COOH由水做供氢体使脂肪酸氧化，还原得到甲烷2C3H7COOH+CO2+2H2OCH4+4CH3COOH*2023-2-660产甲烷菌：产甲烷菌：l对温度要求严格，有对温度要求严格，有中温菌中温菌30-3530-35，低温菌低温菌10-1510-15，高温菌高温菌50-5550-55 ；lpHpH值要求严格，适应的范围值要求严格，适应的范围pHpH是是6.8-7.86.8-7.8；l严格严格厌氧厌氧、繁殖速率慢，、繁殖速率慢，世代时间长世代时间长；l氧和任何形式的氧化剂对产甲烷菌都
35、有很强的氧和任何形式的氧化剂对产甲烷菌都有很强的毒性；毒性；l产甲烷菌的种类很多，常见的有产甲烷菌的种类很多，常见的有3 3目，目，4 4科，科，7 7属，属，1313种，都属于古细菌种，都属于古细菌 。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2023-2-661环境微生物基础教学课件 天津工业大学产甲烷菌产甲烷杆菌目产甲烷球菌目产甲烷微菌目产 甲 烷 杆菌科产 甲 烷 球菌科产 甲 烷 微菌科产 甲 烷 八叠球菌科产甲烷杆菌属布氏产甲烷杆菌，索氏甲烷杆菌，嗜热自养甲烷杆菌产甲烷短杆菌属嗜树木甲烷短杆菌产甲烷球菌属沃氏甲烷球菌产甲烷微菌属运动甲烷微菌产甲烷菌属黑海产甲烷菌产甲烷螺菌属亨氏甲烷螺菌产
36、甲烷八叠球菌属巴氏产甲烷八叠球菌产甲烷丝菌属索氏产甲烷丝菌2023-2-6624.第四阶段第四阶段同型产乙酸阶段同型产乙酸阶段 同型产乙酸细菌将转化为乙酸。同型产乙酸细菌将转化为乙酸。2023-2-663l微生物组成微生物组成水解细菌、发酵细菌、营氢营水解细菌、发酵细菌、营氢营养性和乙酸营养型古菌、利用养性和乙酸营养型古菌、利用H H2 2、COCO2 2合成合成CHCH4 4的古菌、厌氧原生动物。的古菌、厌氧原生动物。l颜色呈颜色呈灰色及黑色灰色及黑色，有生物吸附、降解及絮凝，有生物吸附、降解及絮凝作用。作用。l颗粒厌氧污泥颗粒厌氧污泥直径直径0.5mm以上以上，以丝状菌为骨，以丝状菌为骨架
37、的具有絮凝能力的团粒化污泥架的具有絮凝能力的团粒化污泥24mm，表，表面灰黑色，内部黑色。面灰黑色，内部黑色。三、厌氧活性污泥的组成及性质三、厌氧活性污泥的组成及性质2023-2-664环境微生物基础教学课件 天津工业大学第一节第一节 好氧污（废）水的生态系统及生好氧污（废）水的生态系统及生物处理原理物处理原理一、好氧活性污泥法。一、好氧活性污泥法。*活性污泥微生物组成活性污泥微生物组成及功能、菌胶团的功能、净化原理。及功能、菌胶团的功能、净化原理。二、好氧生物膜法。二、好氧生物膜法。生物膜微生物组成及功生物膜微生物组成及功能、净化原理。能、净化原理。第二节第二节 厌氧污（废）水的生态系统及生厌氧污（废）水的生态系统及生物处理原理物处理原理*产甲烷的过程，及甲烷产生机制（两大类）产甲烷的过程，及甲烷产生机制（两大类）本章总结本章总结
