《廢水生物處理》(第一章 微生物在環(huán)境凈化中的作用)_第1頁(yè)
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廢水生物處理東南大學(xué)研究生課程主講:李先寧10/7/20231參考教材:1、須藤隆一著,俞輝群等編譯.《水環(huán)境凈化及廢水處理微生物學(xué)》.北京:中國(guó)建筑出版社,1988.2、C.P.LeslieGrady.Jr.,GlenT.Daigger,HenryC.Lim著,張錫輝,劉勇弟譯.《廢水生物處理》(第二版,改編與擴(kuò)充).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.3、許保玖,龍騰銳.《當(dāng)代給水與廢水處理原理》(第二版).北京:高等教育出版社,2000.《廢水生物處理》東南大學(xué)研究生課程10/7/20232第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用§1.1微生物的特征1微生物種類(lèi)

狹義上:微生物包括細(xì)菌、真菌、病毒等;

廣義上:還包括原生動(dòng)物和藻類(lèi)等。環(huán)境微生物學(xué)必須把存在于環(huán)境中的所有微生物作為研究對(duì)象,包括細(xì)菌、真菌、病毒、微型藻類(lèi)和原生動(dòng)物,還有一部分小于1~2mm的微小后生動(dòng)物,即袋形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物也作為微生物加以探討。10/7/202332微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(1)細(xì)菌1)細(xì)菌在污水處理中的作用與所有生物一樣,細(xì)菌從氧化反應(yīng)中移出電子,獲得能量和還原勢(shì)。廢水中本來(lái)含有的或是在處理過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物是最重要的兩類(lèi)電子供體。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/20234以有機(jī)物作為電子供體和細(xì)胞合成碳源的細(xì)菌稱(chēng)為異養(yǎng)菌。有機(jī)物的去除和穩(wěn)定化是生物處理中最重要的途徑,因此,異養(yǎng)菌在生物處理系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。以無(wú)機(jī)化合物作為電子供體,以CO2作為碳源的細(xì)菌稱(chēng)為化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌,簡(jiǎn)稱(chēng)自養(yǎng)菌。生物處理中最重要的自養(yǎng)細(xì)菌利用氨氮和硝酸鹽氮的細(xì)菌,負(fù)責(zé)硝化作用,稱(chēng)為硝化細(xì)菌。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/20235生物處理中只利用氧作為電子受體的細(xì)菌稱(chēng)為專(zhuān)性好養(yǎng)菌,硝化細(xì)菌即為最重要的專(zhuān)性好養(yǎng)菌。另一類(lèi)是專(zhuān)性厭氧菌,只在沒(méi)有分子氧的情況下才發(fā)揮作用,在這兩種類(lèi)之間的細(xì)菌是兼性厭氧細(xì)菌,簡(jiǎn)稱(chēng)兼性菌。有氧時(shí),它們以氧為電子受體;沒(méi)有氧時(shí),它們以其它為電子受體。往往這類(lèi)細(xì)菌在生物處理中占主要。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/20236有些兼性菌具有發(fā)酵特性,即在無(wú)氧時(shí)利用有機(jī)化合物作為替代性最終電子受體,產(chǎn)生還原性的最終有機(jī)物。其它兼性菌能夠進(jìn)行無(wú)氧呼吸,以無(wú)機(jī)化合物作為電子受體。最重要的兼性菌是能夠完成反硝化的細(xì)菌,即將NO3

--N還原為N2,此時(shí)反硝化菌以硝酸鹽作為電子受體。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202372)污水處理中的常見(jiàn)細(xì)菌組成活性污泥的細(xì)菌中,一般通過(guò)顯微鏡可以確認(rèn)的細(xì)菌有形成絮凝體的細(xì)菌——生枝動(dòng)膠菌和形成絲狀體的細(xì)菌——球衣菌屬。動(dòng)膠菌屬是活性污泥絮凝體的重要組成,菌體由明膠狀物質(zhì)加以包覆,經(jīng)常以指狀、樹(shù)枝狀和云狀方式增長(zhǎng)。動(dòng)膠菌所形成的絮凝體化不僅有利于細(xì)菌的淘汰,而且對(duì)污泥中的生物相起保護(hù)作用。球衣菌屬是會(huì)形成一種桿菌排列在透明鞘內(nèi)的絲狀體,而這種絲狀體往往呈假分枝狀。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/20238第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用表1-1氣桿菌屬具有固氮能力,棒桿菌屬?zèng)]有固氮能力,但卻可以在污水處理過(guò)程中作為貯存物質(zhì)而產(chǎn)生大量果聚糖。10/7/202393)細(xì)菌的形態(tài):體型?。?.2μm~80μm),缺乏一定的形態(tài)特征。分為球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌、鏈球菌、短桿菌、桿菌、梭狀桿菌、弧菌、螺旋菌、螺旋體。經(jīng)過(guò)革蘭氏染色法處理以后,呈紫色,則判斷為革蘭氏陽(yáng)性菌;被染成淡紅色則判斷為革蘭氏陰性菌。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202310第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-1:細(xì)菌的形狀10/7/202311細(xì)胞在核和細(xì)胞質(zhì)發(fā)生分化時(shí),其變化最為明顯。一般認(rèn)為,核具有與遺傳有關(guān)的功能,而細(xì)胞質(zhì)則與代謝活動(dòng)有關(guān)。在這一點(diǎn),細(xì)菌的細(xì)胞與高等植物的細(xì)胞沒(méi)有多大差別。不過(guò)在細(xì)菌的細(xì)胞中不存在被膜包圍著的核和線粒體等。細(xì)菌細(xì)胞是由含有細(xì)胞內(nèi)顆粒物和細(xì)胞內(nèi)含物的細(xì)胞質(zhì)以及核組成。有些種類(lèi)的細(xì)菌可產(chǎn)生孢子或具有鞭毛。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202312第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用(2)真菌1)真菌在污水處理的關(guān)系在正常的活性污泥中,真菌類(lèi)不占優(yōu)勢(shì)。但是在細(xì)菌繁殖受到抑制的環(huán)境,真菌代替細(xì)菌而繁殖。因而,工業(yè)廢水或者大量接受工業(yè)廢水的城市生活污水的活性污泥中產(chǎn)生真菌類(lèi)的情況還是比較多的。如果絲狀菌顯著增長(zhǎng),則活性污泥的沉降性能惡化,微生物不會(huì)凝聚成絮體,出水不能達(dá)到清澈排放的程度,出水水質(zhì)。10/7/202313第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-3:絲狀菌大量繁殖的形態(tài)10/7/2023142)真菌形態(tài)及分類(lèi)真菌是屬于低等植物的一個(gè)門(mén),即菌藻植物門(mén)。包括霉菌、蘑菇和所有的酵母菌,主要以伸長(zhǎng)菌絲的方式攝取營(yíng)養(yǎng)。通??煞譃樵寰V(phycomycetes)、子囊菌綱(ascomycetes)和半知菌綱(deuteromycetes)。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-2:真菌的形態(tài)左:毛霉屬(Mucor),右:白地霉屬(Geotricham)孢子囊孢子孢子囊中軸孢子囊柄分生孢子10/7/2023152微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(3)病毒:一般認(rèn)為是生物與非生物的中間體,普通光學(xué)顯微鏡下無(wú)法觀察到的最小微生物。只含有DNA和RNA兩者中的一種以及保護(hù)這種核酸的蛋白質(zhì)。因此,病毒幾乎不具有獨(dú)立代謝功能,只能寄生在一般動(dòng)植物或微生物的細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖。寄生在微生物體內(nèi)并能產(chǎn)生溶菌現(xiàn)象的病毒稱(chēng)為噬菌體(phage),而寄生在藍(lán)藻類(lèi)的病毒叫做藍(lán)藻噬菌體(cyanophage)。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202316第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用2微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(4)藻類(lèi):屬于一種水生生物,也可生長(zhǎng)在潮濕的土壤、石塊、木頭等表面上,有時(shí)也可以與菌類(lèi)或動(dòng)物共生。藻類(lèi)具有葉綠素a,因而能夠利用光和作用產(chǎn)生氧氣,是所有水生動(dòng)物食物鏈的基礎(chǔ),也是最重要的生產(chǎn)者。水中有機(jī)物生產(chǎn)的絕大多數(shù)是依靠微小藻類(lèi),即浮游植物(phytoplankton)。藻類(lèi)細(xì)胞大小一般在5~50μm,根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和色素體不同而分為①藍(lán)藻門(mén)(cyanophyta)、②綠藻門(mén)(chlorophyta)、③硅藻門(mén)(bacillariophyta)、④金藻門(mén)(chrysophyta)和⑤甲藻門(mén)(dinophyta)等,有時(shí)也將后兩個(gè)門(mén)劃為原生動(dòng)物門(mén)鞭毛蟲(chóng)綱。10/7/202317第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用2微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(4)藻類(lèi)①藍(lán)藻類(lèi):往往形成由單細(xì)胞或很多細(xì)胞集合而成的絲狀體,或者在瓊脂膜內(nèi)形成群體。藍(lán)藻類(lèi)除了葉綠素a和b以及藻藍(lán)素外,有時(shí)還含有藻紅素。正是這些色素使藍(lán)藻呈藍(lán)綠色或藍(lán)紫色。實(shí)際上,湖泊中形成的水華的藻類(lèi)多屬于藍(lán)藻。②甲藻類(lèi):甲藻類(lèi)在膜一側(cè)具有長(zhǎng)短不一的兩根鞭毛,而且多數(shù)甲藻類(lèi)具有堅(jiān)硬的纖維素殼。在赤潮中經(jīng)常出現(xiàn)的藻類(lèi)中以這類(lèi)藻居多。10/7/202318第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-4:藻類(lèi)的形態(tài)1:銅銹微囊藻(Microcystisaeraginosa);2:美麗顫藻(Oscillatoriaformosa);3:螺旋魚(yú)腥藻(Anabaenaspiroides);4:梅尼小環(huán)藻(Cyclotellameneghiniana);5:被針曲殼藻(Achnatheslanceolata);6:小毛枝藻(Stigeocloniumlenue);7:項(xiàng)圈新月藻(Closteriummoniliforme);8:黃群藻(Synurauvella)1432875610/7/2023192微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(5)原生動(dòng)物1)原生動(dòng)物在污水處理中的作用原生動(dòng)物在提高水質(zhì)方面的作用a、促進(jìn)細(xì)菌的絮凝作用,提高細(xì)菌的沉淀效率;b、特別是固著性原生動(dòng)物迅速沉降,而且在沉降過(guò)程中會(huì)把細(xì)菌裹起來(lái)或黏附在其分泌物上,從而提高了細(xì)菌的去除效率;c、原生動(dòng)物捕食細(xì)菌,所以游離細(xì)菌幾乎被去除;第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202320d、由于原生動(dòng)物的捕食,細(xì)菌密度大為下降,因而不僅提高了細(xì)菌的活動(dòng)能力,而且還提高對(duì)可溶有機(jī)物的攝取能力;e、原生動(dòng)物的分泌物使細(xì)菌活化;f、原生動(dòng)物本身也攝取可溶性有機(jī)物;g、原生動(dòng)物和一般細(xì)菌一起,共同攝取病原微生物。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202321原生動(dòng)物在降低剩余污泥方面的作用從細(xì)菌到原生動(dòng)物的轉(zhuǎn)換率約為0.5,所以,只要原生動(dòng)物捕食細(xì)菌便會(huì)使生物量減少,減少的部分就等于被氧化。在活性污泥中看不到由于原生動(dòng)物捕食細(xì)菌而引起的有害影響。實(shí)際活性污泥處理設(shè)備中也不會(huì)發(fā)生因原生動(dòng)物過(guò)分增長(zhǎng)而使細(xì)菌滅絕的現(xiàn)象。換言之,一旦細(xì)菌變成絮凝狀態(tài)后,原生動(dòng)物就難以加以捕食。所以,一般認(rèn)為,原生動(dòng)物和細(xì)菌的各自濃度在某一范圍內(nèi)處于平衡狀態(tài)。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/2023222)污水處理中常見(jiàn)的原生動(dòng)物原生動(dòng)物不僅是和細(xì)菌一起在污水凈化中起主要作用的生物,而且是表示處理過(guò)程是否良好的一種重要的指示性生物?;钚晕勰嘀袝?huì)出現(xiàn)各種各樣的原生動(dòng)物,但無(wú)論在質(zhì)和量上經(jīng)常出現(xiàn)的是纖毛蟲(chóng)類(lèi)。1mL正?;钚晕勰嘀械幕旌弦褐?,一般存活著5000~20000個(gè)原生動(dòng)物,70%~90%為纖毛蟲(chóng)類(lèi)。表1-2列出了須藤所做實(shí)驗(yàn)中最常見(jiàn)的幾種原生動(dòng)物。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202323第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用表1-2活性污泥中常見(jiàn)原生動(dòng)物

表1-2可以看出,活性污泥中最重要的原生動(dòng)物是小口鐘蟲(chóng)、溝鐘蟲(chóng)和有肋楯纖沖等三種。10/7/202324第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-6:鐘蟲(chóng)的形狀10/7/202325第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用細(xì)胞口食胞環(huán)皮細(xì)胞口的纖毛運(yùn)動(dòng)口緣大核及小核收縮胞10μ柄圖1-7:小口鐘蟲(chóng)(Vorticellamicrostoma)的形態(tài)10/7/202326圖1-8:溝鐘蟲(chóng)(Vorlicellaconvallarin)的形態(tài)食胞纖毛運(yùn)動(dòng)大核外皮10μ柄細(xì)胞口第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用返回10/7/202327圖1-9:有肋楯纖蟲(chóng)(Aspidiscacostata)的形態(tài)A:腹面,B:橫斷面a:正常個(gè)體,b:食物多時(shí)的個(gè)體,c、食物缺少時(shí)的個(gè)體A收縮胞棘毛大核細(xì)胞口10μabc(由纖毛變化而成)B第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202328第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用3)原生動(dòng)物的分類(lèi)及形態(tài)亦稱(chēng)原蟲(chóng),與多細(xì)胞的后生動(dòng)物不同,是一種單細(xì)胞動(dòng)物。最小5μm左右,最大甚至可達(dá)3mm,一般50μm~100μm者居多??煞譃椋篴、依靠一至幾根鞭毛運(yùn)動(dòng)的鞭毛蟲(chóng)綱;b、依靠偽足運(yùn)動(dòng)的肉足蟲(chóng)綱;c、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)能力但能形成孢子而寄生的孢子蟲(chóng)綱;d、借助于纖毛運(yùn)動(dòng)并具有大核和小核的纖毛蟲(chóng)綱。孢子蟲(chóng)綱因?yàn)槭羌纳缘模耘c環(huán)境沒(méi)有直接的關(guān)系。10/7/202329第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-5:原生動(dòng)物的構(gòu)造(左:尾草履蟲(chóng)(Parameciumcaudatum),右:溝鐘蟲(chóng)(Vorticellaconvallaria))1:纖毛;2:胞口;3:胞咽;4:食胞;5:收縮胞6:大核;7:小核;8:毛胞;9:柄;10:肌絲157236842491010/7/202330第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用2微生物形態(tài)及與污水處理的關(guān)系(6)微型后生動(dòng)物微型后生動(dòng)物中很多種類(lèi)是屬于袋形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物的。袋形動(dòng)物中有輪蟲(chóng)綱、腹毛蟲(chóng)綱、線形蟲(chóng)綱。其中輪蟲(chóng)綱廣泛分布在水和潮濕土壤中,咀嚼器的這種構(gòu)造是輪蟲(chóng)綱分類(lèi)的重要依據(jù)。環(huán)節(jié)動(dòng)物中屬于寡毛綱原始寡毛目者(如水蚯蚓等)多數(shù)屬于微型后生動(dòng)物。這種生物是雌雄同體,體長(zhǎng)為0.5~3mm左右。節(jié)肢動(dòng)物中體形較小的生物(如水溞等)多屬于甲殼類(lèi),其體長(zhǎng)為1~3mm。這些生物多在水中呈浮游方式,所以連同上述的輪蟲(chóng)類(lèi)一起統(tǒng)稱(chēng)為浮游生物。10/7/202331活性污泥中出現(xiàn)的后生動(dòng)物有輪蟲(chóng)類(lèi)和線蟲(chóng)類(lèi),但是個(gè)數(shù)不多。有時(shí)也偶爾出現(xiàn)腹蟲(chóng)類(lèi),寡毛類(lèi)和甲殼類(lèi)等。這些后生動(dòng)物占優(yōu)勢(shì)情況很少,但是在低負(fù)荷活性污泥,特別是延時(shí)曝氣法的活性污泥中有時(shí)輪蟲(chóng)類(lèi)和寡毛類(lèi)能夠成為優(yōu)勢(shì)種屬。普通活性污泥中輪蟲(chóng)類(lèi)的個(gè)體數(shù),在1mL混合液中約為100~200個(gè),只不過(guò)是生物總數(shù)的5%而已。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用圖1-10:輪蟲(chóng)(Rotifer)的形態(tài)10/7/202332第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用3微生物的生長(zhǎng)繁殖微生物除少數(shù)有性繁殖外,大多數(shù)都是無(wú)性繁殖的。細(xì)菌和鞭毛蟲(chóng)類(lèi)按垂直分裂方式進(jìn)行繁殖,而纖毛蟲(chóng)類(lèi)則以橫分裂方式進(jìn)行繁殖。通常微生物的增長(zhǎng)速度可用倍增時(shí)間(doublingtime)td或比增長(zhǎng)速度(單位增長(zhǎng)速度)μ表示。各種微生物的增長(zhǎng)速度因?yàn)榕囵B(yǎng)溫度和培養(yǎng)條件的不同而大不相同,一般來(lái)說(shuō),細(xì)胞越小的微生物,其比增長(zhǎng)速度越大。細(xì)菌和酵母的比增長(zhǎng)速度一般是藻類(lèi)和原生動(dòng)物的十倍以上,但輪蟲(chóng)類(lèi)和寡毛蟲(chóng)類(lèi)的比增長(zhǎng)卻小得多,約為原生動(dòng)物的十分之一左右。

10/7/202333微生物名稱(chēng)增長(zhǎng)速度培養(yǎng)條件(℃)1個(gè)細(xì)胞干重(mg)μ(d-1)td(h)細(xì)菌類(lèi)巨大芽孢桿菌(Bacillusmegatherium)31.30.52303.8×10-9大腸埃希氏菌(Escherichiacoli)59.10.28374.0×10-10球形紅假單胞菌(Rhodopseudomonasspheroides)6.92.434—藻類(lèi)銅銹微囊藻(Microcystisaeraginosa)0.6425.025—羊角月芽藻(Selenastrumcapricornutum)1.98.7251.9×10-9真菌低發(fā)酵度釀酒酵母(Sacaharomycescerevistae)8.32.0307.1×10-8原生動(dòng)物小口鐘蟲(chóng)(Vorticellomicrostoma)3.35.0203.9×10-6彎豆形蟲(chóng)(Colpidiumcampylun)3.64.7201.6×10-6后生動(dòng)物輪蟲(chóng)屬(Rotariosp.)0.2859.120—仙女蟲(chóng)屬0.1213820—第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用

3微生物的生長(zhǎng)繁殖表1-3微生物的增長(zhǎng)速度10/7/2023344微生物的相互作用通常,微生物即使是在沒(méi)有其他種類(lèi)的微生物存在的情況下,也不是長(zhǎng)期處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期,而是以S形達(dá)到某一極值后,種群的增長(zhǎng)便停止下來(lái)。這個(gè)曲線稱(chēng)為對(duì)數(shù)增長(zhǎng)曲線??捎檬剑?)表示。式(1)式中N——個(gè)體數(shù);

K——飽和密度;

a——常數(shù);

h——Verhulst–Pearl系數(shù)。第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用10/7/202335第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用4微生物的相互作用通常,微生物異種之間的相互作用有如下幾種關(guān)系:a、共處關(guān)系(neutralism):即使有兩種個(gè)體群存在,兩種種群的生長(zhǎng)繁殖都不受任何影響。b、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系(competition):不同的微生物種群對(duì)食物、營(yíng)養(yǎng)、空間和其他共同要求的物質(zhì)存在著競(jìng)爭(zhēng),因而相互受到不利影響。c、共生關(guān)系(mutualism):兩種微生物的共存對(duì)雙方的生長(zhǎng)繁殖都有好處,而且在自然條件下如果失去一方,則另一方就不能生存。10/7/202336第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用4微生物的相互作用d、原始共生關(guān)系(protocooperation):兩種微生物的共存雖然對(duì)雙方都有利,但共存并非絕不可少的因素。e、偏利共生關(guān)系(commnsalism):共生對(duì)一方微生物有利,但對(duì)另一方則沒(méi)有任何影響。f、偏害共生關(guān)系(amensalism):共生對(duì)一方微生物有不利影響,但對(duì)另一方則沒(méi)有任何影響。g、寄生(parasitism)或捕食(predation)關(guān)系:一種微生物直接向另一種微生物發(fā)動(dòng)進(jìn)攻,所以對(duì)另一方產(chǎn)生不利影響。10/7/202337第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用4微生物的相互作用自然界中,包括微生物在內(nèi)的一切生物,根本不存在一種生物單獨(dú)生存的現(xiàn)象,而總是在某些方面同其他生物保持著某種關(guān)系。異養(yǎng)生物依靠自養(yǎng)生物合成的有機(jī)物而生存,同樣,捕食者依靠被捕食者而生存。以活性污泥為例,腐生性細(xì)菌處于最低營(yíng)養(yǎng)水平,在細(xì)菌上面是以細(xì)菌為食物的原生動(dòng)物,而輪蟲(chóng)類(lèi)和線蟲(chóng)類(lèi)則處于最高的營(yíng)養(yǎng)水平,同一營(yíng)養(yǎng)水平上也存在著多種微生物,而且在它們之間同樣存在著營(yíng)養(yǎng)需求上的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。當(dāng)然,還可能存在共生、偏利共生、偏害共生、寄生等相互作用。污水凈化就是在這些相互作用下完成的。10/7/202338第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用§1.2微生物的代謝1微生物的化學(xué)作用(1)自然環(huán)境中的微生物我們幾乎在自然界的任何地方都可以找到微生物。有生存在-20℃以下的低溫菌(Psychrophiles),有生存在100℃溫泉中的高溫菌(Thermophiles),有在pH為1條件下生張繁殖的硫細(xì)菌和在食鹽濃度高達(dá)25%以上條件下生長(zhǎng)繁殖的耐鹽菌(halophiles)。氧分壓方面,不僅有生長(zhǎng)繁殖時(shí)需氧的好氧細(xì)菌(aerobes),而且也存在著只要有一點(diǎn)氧就不能生長(zhǎng)繁殖的絕對(duì)厭氧細(xì)菌(absoluteanaerobes)。10/7/202339第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用1微生物的化學(xué)作用(1)微生物的作用1)氧化作用a、醇類(lèi)的氧化:—CH2OH→—COOHb、醛類(lèi)的氧化:—CHO→—COOHc、甲基的氧化:甲苯→苯甲酸d、氨的氧化:NH3→NO2(硝化桿菌屬,Nitrobacter)e、亞硝酸的氧化:NO2→

NO3(亞硝化單胞菌屬,Nitrosomonas)f、硫的氧化:S→SO2(氧化硫硫桿菌,Thiobacillus

thiooxidans)g、鐵的氧化:

Fe2+→

Fe3+(氧化亞鐵硫桿菌,Thiobacillus

ferrooxidans

)10/7/202340第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用1微生物的化學(xué)作用(1)微生物的作用2)還原作用a、乙烯基的還原:—CH=CH—→—CH2—CH2—b、醇類(lèi)的還原:>CH—OH→>CH2c、硝酸的還原:NO3→NH3

(多種土壤微生物)d、硫酸鹽的還原:H2SO4→H2S(脫硫弧菌,Desulfovibrio

desulfuricans)10/7/202341第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用1微生物的化學(xué)作用(1)微生物的作用3)脫羧作用羧酸的脫羧作用:—CH2—COOH→—CH34)脫氨作用脫氨作用:>CH—NH2→>CH25)水解作用酯鍵水解:R—COOR’→R’—OH+R—OH6)酯化作用:

羧酸與醇類(lèi):—COOH+R—OH→—COOR10/7/202342第一章微生物在環(huán)境凈化中的作用1微生物的化學(xué)作用(1)微生物的作用7)脫水作用脫水作用:—CH2—COOH→—CH=CH—8)縮合作用縮合作用:乙醛→乙酰甲基甲醚(酵母)9)氨基化反應(yīng)氨基化反應(yīng):>C=O→>CH

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