水处置微生物学医学知识培训课件.ppt

1、水处置微生物学医学知识水处置微生物学医学知识2一、淡水中的微生物一、淡水中的微生物水处置微生物学医学知识3水处置微生物学医学知识4二、海水中的微生物二、海水中的微生物水处置微生物学医学知识5轮虫、浮游甲壳动物轮虫、浮游甲壳动物天然有机物天然有机物 无机物无机物细菌细菌 藻类藻类原生动物原生动物鱼类鱼类人人废物废物、排泄物排泄物水处置微生物学医学知识6水处置微生物学医学知识7污污水水水处置微生物学医学知识8污污水水水处置微生物学医学知识9水处置微生物学医学知识10水处置微生物学医学知识11水处置微生物学医学知识12水处置微生物学医学知识13水处置微生物学医学知识14类类型型外外观观BIP生生物物

2、特特征征多多污污带带1 暗暗灰灰色色，很很浑浑浊浊，含含大大量量有有机机物物，BOD高高，溶溶解解氧氧极极低低(或或无无)，为为厌厌氧氧状状态态。2 在在有有机机物物分分解解过过程程中中，产产生生 H2S、C02和和CH4等等气气体体。臭臭味味。3 水水底底沉沉积积许许多多由由有有机机和和无无机机物物形形成成的的淤淤泥泥。水水面面上上有有气气泡泡。601001 种种类类很很少少，厌厌氧氧菌菌和和兼兼性性厌厌氧氧菌菌种种类类多多，数数量量大大，每每毫毫升升水水含含有有几几亿亿个个细细菌菌。有有能能分分解解复复杂杂有有机机物物的的菌菌种种，硫硫酸酸还还原原菌菌、产产甲甲烷烷菌菌等等。2 无无显显花

3、花植植物物，鱼鱼类类绝绝迹迹。3 河河底底淤淤泥泥中中有有大大量量寡寡毛毛类类(颤颤蚯蚯蚓蚓)动动物物。*河河流流流流向向水处置微生物学医学知识15类类型型外外观观BIP生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污带带1 水水为为灰灰色色，溶溶解解氧氧少少，为为半半厌厌氧氧状状态态，有有机机物物量量减减少少，BOD 下下降降；2 水水面面上上有有泡泡沫沫和和浮浮泥泥，有有 NH3、氨氨基基酸酸及及H2S。臭臭味味。20601 生生物物种种类类比比多多污污带带稍稍多多。细细菌菌数数量量较较多多，每每毫毫升升水水约约有有几几千千万万个个。2 出出现现有有蓝蓝藻藻、裸裸藻藻、绿绿藻藻，原原生生动动物物

4、有有天天蓝蓝喇喇叭叭虫虫、美美观观独独缩缩虫虫、椎椎尾尾水水轮轮虫虫、臂臂尾尾水水轮轮虫虫及及栉栉虾虾等等。*3 底底泥泥已已部部分分无无机机化化，滋滋生生了了很很多多颤颤蚯蚯蚓蚓。水处置微生物学医学知识16类类型型外外观观BIP生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污带带1 有有机机物物较较少少，BOD 和和悬悬浮浮物物含含量量低低，溶溶解解氧氧浓浓度度升升高高；2 NH3和和H2S分分别别氧氧化化为为N03和和 S042-，两两者者含含量量均均减减少少。8201 细细菌菌数数量量减减少少，每每毫毫升升水水只只有有几几万万个个。2 藻藻类类大大量量繁繁殖殖，水水生生植植物物出出现现。*3

5、原原生生动动物物有有固固着着型型纤纤毛毛虫虫如如：独独缩缩虫虫、聚聚缩缩虫虫等等活活跃跃，轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物及及昆昆虫虫出出现现。水处置微生物学医学知识17类类型型外外观观BIP生生物物特特征征河河流流流流向向 寡寡污污带带1 有有机机物物全全部部无无机机化化，BOD 和和悬悬浮浮物物含含量量极极低低，水水的的浑浑浊浊度度低低，溶溶解解氧氧恢恢复复到到正正常常含含量量。2 H2S消消失失；3 河河流流自自净净过过程程已已完完成成的的标标志志 081 细细菌菌极极少少；2 出出现现鱼鱼腥腥藻藻、硅硅藻藻、黄黄藻藻、钟钟虫虫、变变形形虫虫、旋旋轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物、水

6、水生生植植物物及及鱼鱼。*水处置微生物学医学知识18水处置微生物学医学知识19水处置微生物学医学知识20水处置微生物学医学知识21水处置微生物学医学知识22水处置微生物学医学知识23水处置微生物学医学知识24水处置微生物学医学知识25水样接种水样接种37 温度下培养温度下培养24h数出生长的菌落数数出生长的菌落数推算推算三、大肠菌群和生活饮用水的细菌标准三、大肠菌群和生活饮用水的细菌标准水处置微生物学医学知识26水处置微生物学医学知识27水处置微生物学医学知识28（2）大肠杆菌选做致病菌的间接指示菌的理由：）大肠杆菌选做致病菌的间接指示菌的理由：水处置微生物学医学知识29水处置微生物学医学知识

7、30水处置微生物学医学知识31水处置微生物学医学知识32（2 2）含氨的废水：）含氨的废水：水处置微生物学医学知识332 2、几个概念、几个概念水处置微生物学医学知识34漂白粉所含漂白粉所含有效氯有效氯为为30左右，最高左右，最高35左右？左右？水处置微生物学医学知识353 3、加氯量、加氯量水处置微生物学医学知识36水处置微生物学医学知识37水处置微生物学医学知识382 2、臭氧消毒特点：、臭氧消毒特点：水处置微生物学医学知识393 3、影响臭氧消毒的因素：、影响臭氧消毒的因素：因此，必须对污水做适当的前处理，否则，臭氧消毒是不经济的因此，必须对污水做适当的前处理，否则，臭氧消毒是不经济的水

8、处置微生物学医学知识401 1、消毒机理、消毒机理紫外辐射诱变机制紫外辐射诱变机制 DNA碱基吸收的光波波长（碱基吸收的光波波长（240280纳米纳米）与紫外辐射波长（）与紫外辐射波长（260米米）非常接近，因此碱基对于非常接近，因此碱基对于UV敏感，当有敏感，当有UV辐射时，就会进行吸收，吸收辐射时，就会进行吸收，吸收的光能会使的光能会使DNA结构变化。结构变化。如：胸腺嘧啶聚会形成如：胸腺嘧啶聚会形成胸腺胸腺嘧啶二聚体嘧啶二聚体。阻碍其复制。阻碍其复制、转录而封锁蛋白质的合成转录而封锁蛋白质的合成水处置微生物学医学知识412 2、影响紫外消毒的因素：、影响紫外消毒的因素：水处置微生物学医学

9、知识42水处置微生物学医学知识433 3、紫外消毒装置、紫外消毒装置水处置微生物学医学知识441 1、超声波：、超声波：频率在频率在20000Hz20000Hz以上的人耳听不到的声波以上的人耳听不到的声波2 2、特点、特点 对于微生物具有破坏能力，超声波频率越高，杀菌效果越好对于微生物具有破坏能力，超声波频率越高，杀菌效果越好 杆菌比球菌易被杀死，大的细菌比小的细菌易被杀死杆菌比球菌易被杀死，大的细菌比小的细菌易被杀死3 3、作用机理空化效应、作用机理空化效应 超声波在液体中传播时，形成许多微小气泡（或空穴）超声波在液体中传播时，形成许多微小气泡（或空穴）在声场的作用下空穴被激活，表现为这些气

10、泡的振荡、生长、收缩及崩溃等一在声场的作用下空穴被激活，表现为这些气泡的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。系列动力学过程。空穴收缩及崩溃瞬间，泡内可呈现空穴收缩及崩溃瞬间，泡内可呈现5000以上的高温以上的高温（热效应：超声振动能（热效应：超声振动能量被介质吸收，部分转化为热能；介质高频震荡摩擦生热量被介质吸收，部分转化为热能；介质高频震荡摩擦生热）和几百到上千个大和几百到上千个大气压的高压，温度变化率高到气压的高压，温度变化率高到109K/s，逐渐产生自由基、噪声等现象，会产生一，逐渐产生自由基、噪声等现象，会产生一系列物理、化学或生物效应。系列物理、化学或生物效应。水处置微生物学医

11、学知识46一、微生物固定化技术概述一、微生物固定化技术概述1 1、概念、概念固定化技术：固定化技术：采用化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的采用化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的 空间区域内，使其保持活性并可反复利用的一种技术空间区域内，使其保持活性并可反复利用的一种技术固定化微生物：固定化微生物：将微生物细胞用一定的方法进行固定，作为固体催将微生物细胞用一定的方法进行固定，作为固体催 化剂利用化剂利用第三节第三节 微生物固定化技术在饮用水深微生物固定化技术在饮用水深度处理中的应用度处理中的应用水处置微生物学医学知识47（1 1）大幅度提高微生物浓度）大幅度提高微生物浓度（2 2

12、）酶的数量和活性损失较小（省掉提取工艺）酶的数量和活性损失较小（省掉提取工艺）（3 3）固液分离迅速（固定化颗粒比重大）固液分离迅速（固定化颗粒比重大）（4 4）耐环境冲击（被高分子材料包埋）耐环境冲击（被高分子材料包埋）（5 5）对有毒物质的承受能力和降解能力增强）对有毒物质的承受能力和降解能力增强（6 6）可根据需要选择有效微生物）可根据需要选择有效微生物（7 7）降低二次污染）降低二次污染（8 8）有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种）有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种2 2、微生物固定化技术优点、微生物固定化技术优点水处置微生物学医学知识48n 任何一种限

13、制细胞自由流动的技术都可用于制备固定任何一种限制细胞自由流动的技术都可用于制备固定 化细胞化细胞 （1）吸附法）吸附法 （2）共价结合法）共价结合法 （3）交联法）交联法 （4）包埋法）包埋法3 3、固定化细胞的制备方式、固定化细胞的制备方式水处置微生物学医学知识49（1 1）吸附法）吸附法 物理吸附：物理吸附：使用具有高度吸附能力的硅胶，活性炭，多孔玻璃，石英砂等吸附使用具有高度吸附能力的硅胶，活性炭，多孔玻璃，石英砂等吸附剂吸附细胞到表面使之固定化剂吸附细胞到表面使之固定化 离子吸附法：离子吸附法：细胞在解离状态下可因静电引力（离子键结合）而固着于带有相异细胞在解离状态下可因静电引力（离子

14、键结合）而固着于带有相异电荷的离子交换剂上，如电荷的离子交换剂上，如DEAEDEAE纤维素，纤维素，CMCM纤维素等纤维素等n 特点：特点：操作简单，反应条件温和，可以反复利用，但结合不牢固，细胞易操作简单，反应条件温和，可以反复利用，但结合不牢固，细胞易脱落脱落水处置微生物学医学知识50（2 2）共价结合法）共价结合法 细胞表面上功能基团（如细胞表面上功能基团（如氨基，氨基，羧基，羟基等）和固相支持羧基，羟基等）和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而成为固定化细胞。物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而成为固定化细胞。n 特点：特点：结合牢固，使用过程中不会发生脱落，稳

15、定性好，但反应条件激烈，结合牢固，使用过程中不会发生脱落，稳定性好，但反应条件激烈，操作复杂，控制条件苛刻操作复杂，控制条件苛刻（3 3）交联法）交联法 与共价结合法一样，靠化学结合的方法式细胞固定，载体是非溶性的，与共价结合法一样，靠化学结合的方法式细胞固定，载体是非溶性的，如采用戊二醛或双偶联苯胺等带有两个以上的多官能团交联剂与细胞进行如采用戊二醛或双偶联苯胺等带有两个以上的多官能团交联剂与细胞进行交联，可形成固定化细胞交联，可形成固定化细胞n 特点：特点：反应条件激烈，对细胞活性影响较大反应条件激烈，对细胞活性影响较大水处置微生物学医学知识51（4 4）包埋法）包埋法固定化技术最常用的方

16、法固定化技术最常用的方法 按照包埋剂的结构：按照包埋剂的结构：凝胶包埋法凝胶包埋法和和微胶囊法微胶囊法将细胞包埋于凝胶的微小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内。将细胞包埋于凝胶的微小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内。n 特点：特点：操作简单，对细胞活性影响较小，固定化细胞球强度较高操作简单，对细胞活性影响较小，固定化细胞球强度较高水处置微生物学医学知识524 4、固定化的载体、固定化的载体（1）选择原则：）选择原则：对细胞无毒性对细胞无毒性 性质稳定性质稳定 不易被微生物分解不易被微生物分解 强度高强度高 寿命长寿命长 价格低廉价格低廉水处置微生物学医学知识53（2）常用的载体）常用的载体按所用物质

17、分：按所用物质分：无机载体无机载体:多孔玻璃，多孔陶瓷等多孔玻璃，多孔陶瓷等多糖类载体：多糖类载体：纤维素，交联葡萄糖，琼脂等纤维素，交联葡萄糖，琼脂等蛋白质类载体：蛋白质类载体：胶原纤维蛋白，角蛋白，明胶等胶原纤维蛋白，角蛋白，明胶等水凝胶载体：水凝胶载体：聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺空心纤维载体：空心纤维载体：聚氯乙烯等聚氯乙烯等包埋法常用的载体：包埋法常用的载体：凝胶包埋法凝胶包埋法选用聚丙烯酰胺凝胶，琼脂糖凝胶，聚乙烯醇等选用聚丙烯酰胺凝胶，琼脂糖凝胶，聚乙烯醇等 微胶囊包埋法微胶囊包埋法选用乙基纤维素和硝酸纤维素等选用乙基纤维素和硝酸纤维素等水处置微生物学医学知识541、在有机污染物治理中的

18、应用、在有机污染物治理中的应用（1）农药杀虫剂废水）农药杀虫剂废水以以甲胺磷甲胺磷为例为例 菌种：菌种：假单胞菌假单胞菌B82，高效降解甲胺磷为对人和动物无毒的无机磷，高效降解甲胺磷为对人和动物无毒的无机磷 固定化：固定化：用聚乙烯醇对菌株进行包埋，同时添加少量海藻酸钠和活性炭，用聚乙烯醇对菌株进行包埋，同时添加少量海藻酸钠和活性炭，达到吸附和包埋的双重效果达到吸附和包埋的双重效果 效率：效率：固定化的固定化的B82凝胶小球在凝胶小球在pH6-11范围内快速降解甲胺磷，去除率范围内快速降解甲胺磷，去除率可达到可达到95以上以上二、微生物固定化技术在饮用水深度处理中的应用二、微生物固定化技术在饮

19、用水深度处理中的应用水处置微生物学医学知识55（2）含酚废水）含酚废水 菌种：菌种：从活性污泥中分离得到降解酚的热带假丝酵母从活性污泥中分离得到降解酚的热带假丝酵母 固定化：固定化：用海藻酸钙凝胶包埋固定后处理含酚废水用海藻酸钙凝胶包埋固定后处理含酚废水 效率：效率：进水酚浓度为进水酚浓度为300 mg/L时，出水酚浓度小于时，出水酚浓度小于0.5 mg/L，去除率，去除率99.8以上以上（3）印染废水脱色）印染废水脱色 菌种：菌种：蜡状芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌 固定化：固定化：用多孔硅酸盐材料吸附固定或聚乙烯醇包埋，形成固定化细胞用多孔硅酸盐材料吸附固定或聚乙烯醇包埋，形成固定化细胞 效率：效率

20、：对混合染料浓度为对混合染料浓度为60 mg/L的印染废水，处理的印染废水，处理6h脱色脱色91对染槽废水和食堂废水配制的实际废水，对染槽废水和食堂废水配制的实际废水，72h连续处理，保持连续处理，保持80以上的以上的脱色率脱色率水处置微生物学医学知识56（1）有机废水处理中固定化微生物的优势）有机废水处理中固定化微生物的优势 对有毒物质的承受能力增强对有毒物质的承受能力增强 降解能力都有明显提高降解能力都有明显提高 固定化载体的保护，阻碍有机物的扩散，保持细胞表面降低浓度的有机固定化载体的保护，阻碍有机物的扩散，保持细胞表面降低浓度的有机 物，毒性减小物，毒性减小 载体与细胞之间形成联系，增

21、加细胞膜的稳定性载体与细胞之间形成联系，增加细胞膜的稳定性 有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种2、固定化细胞技术在有机废水处理中的前景、固定化细胞技术在有机废水处理中的前景水处置微生物学医学知识57 可高效去除可溶性有机物：可高效去除可溶性有机物：例如：合成洗涤剂工业废水中的直链烷基磺酸钠例如：合成洗涤剂工业废水中的直链烷基磺酸钠固定化：固定化：用聚乙烯醇凝胶固定化细胞处理用聚乙烯醇凝胶固定化细胞处理效率：效率：进水浓度在进水浓度在4070 mg/L时，时，3h内去除率内去除率90以上以上 可有效降解难降解有机物可有效降解难降解

22、有机物，生物处理比较困难，生物处理比较困难，方法：方法：通过定向培育和驯化筛选高效菌种，然后通过固定化技术处理，可有通过定向培育和驯化筛选高效菌种，然后通过固定化技术处理，可有效去除难降解有机污染物效去除难降解有机污染物 另外，实际废水都是复杂的混合体系，单一菌种很难有显著成效，可另外，实际废水都是复杂的混合体系，单一菌种很难有显著成效，可用混合菌种进行固定处理用混合菌种进行固定处理 所以固定化细胞技术在有机废水处理中有广泛的应用前景，但是要根所以固定化细胞技术在有机废水处理中有广泛的应用前景，但是要根据废水的实际情况选用不同的菌种或混合菌种，以及固定载体等。据废水的实际情况选用不同的菌种或混合菌种，以及固定载体等。（2）固定化细胞技术在有机废水处理中的前景）固定化细胞技术在有机废水处理中的前景水处置微生物学医学知识58水处置微生物学医学知识59