第1讲次，总16讲课程名称：《水处理生物学》摘要授课题目（章、节）本讲目的要求及重点难点：【目的要求】·了解微生物学的发展及水处理微生物学的发展；·微生物的分类；水中常见的微生物；·区分原核生物与真核生物.微生物的特点。【重点】微生物分类的方法，以及水中常见的微生物，区分原核生物与真核生物。【难点】水中常见的微生物，区分原核生物与真核生物。内容【本讲课程的引入】我们在日常生活是不是与微生物有关系呢？想想我们的食品（酸奶、酱油、酸菜、泡菜等）、药品（青霉素、红霉素等）、体内（大肠杆菌），到污水处理厂，我们的生活都与微生物息息相关。【本讲课程的内容】0.1我们身边的微生物当你清晨起床后，深深吸一口清新的空气，喝一杯可口的酸奶，品尝着美味的面包或馒头的时候，你就已经开始享受到了微生物给你带来的恩惠；当你因患感冒或其他某些疾病而躺在医院的恶病床上，经受病痛的折磨时，那边是有害的微生物侵蚀了你的身体：但当白衣护士给你服用（或注射）抗生素类药物，使你很快恢复了健康时，你得感谢微生物给你带来的福音，因为抗生素是微生物的“奉献”。然而，如果高剂量的某种抗生素注入到你的体内后，效果甚微或者毫无效果，你可能想到这也是微生物的恶作剧一病原微生物对药物产生了抗性。这是医生只好尝试用其它药物，这些药物有有待于微生物学家和其他科学家去研究、开发...0.1.1微生物给我们带来的众多好处。微生物与人类关系重要性，怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，他们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍"的破坏。面包、奶酪、啤酒、抗生素、酶、疫苗、污水处理等0.1.2微生物的残忍。1347年的一场由鼠疫耶森氏菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人（约1
1 课程名称：《水处理生物学》 第 1 讲次，总 16 讲 摘 要 授课题目（章、节） 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】 了解微生物学的发展及水处理微生物学的发展； 微生物的分类； 水中常见的微生物； 区分原核生物与真核生物； 微生物的特点。 【重 点】微生物分类的方法，以及水中常见的微生物，区分原核生物与真核生物。 【难 点】水中常见的微生物，区分原核生物与真核生物。 内 容 【本讲课程的引入】 我们在日常生活是不是与微生物有关系呢？想想我们的食品（酸奶、酱油、酸菜、 泡菜等）、药品（青霉素、红霉素等）、体内（大肠杆菌），到污水处理厂，我们的生活都 与微生物息息相关。 【本讲课程的内容】 0.1 我们身边的微生物 当你清晨起床后，深深吸一口清新的空气，喝一杯可口的酸奶，品尝着美味的面包 或馒头的时候，你就已经开始享受到了微生物给你带来的恩惠；当你因患感冒或其他某 些疾病而躺在医院的恶病床上，经受病痛的折磨时，那边是有害的微生物侵蚀了你的身 体；但当白衣护士给你服用（或注射）抗生素类药物，使你很快恢复了健康时，你得感 谢微生物给你带来的福音，因为抗生素是微生物的“奉献”。然而，如果高剂量的某种抗生 素注入到你的体内后，效果甚微或者毫无效果，你可能想到这也是微生物的恶作剧—— 病原微生物对药物产生了抗性。这是医生只好尝试用其它药物，这些药物有有待于微生 物学家和其他科学家去研究、开发. 0.1.1 微生物给我们带来的众多好处 微生物与人类关系重要性，怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑， 他们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。 面包、奶酪、啤酒、抗生素、酶、疫苗、污水处理等 0.1.2 微生物的残忍 1347 年的一场由鼠疫耶森氏菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有 1/3 的人（约
2500万人）死于这场灾难，此后80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口。·解放前我国多次流行鼠疫，死亡率极高。。今天一种新的瘟疫一—艾滋病（AIDS）正在全球蔓延。·禽流感—越南·非典型性肺炎（SARS）0.2微生物学微生物是个体很小的生物，其大小用um来量测，用显微镜来观察。微生物学就是研究为生物的形态结构、生理特性、营养与代谢、生长与繁殖、遗传与变异等及其应用微生物于生产生活的学科。微生物学包括基础微生物学和应用微生物学，水处理微生物学一一应用微生物学（包括基础微生物学的内容）。0.2.1微生物的发现世界上，很早就有关于看不见的生物的描述。真正看到并描述微生物的第一人是荷兰商人安东·列文虎克（1632-1723），他利用自制的显微镜发现了微生物世界。0.2.2微生物学发展过程中的重大事件。巴斯德证明乳酸发酵是由微生物引起的·巴斯德建立巴氏消毒法·Fleming发现青霉素●Watson和Crick提出DNA双螺旋结构·Millus建立PCR技术·第一个自养生活的古生菌基因组测序完成。第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成0.2.3微生物学发展的奠基者一巴斯德（1822-1895）·彻底否定了“自生说”学说实验证明了空气中的微生物引起了有机质的腐败·免疫学—预防接种·证实发酵是由微生物引起的·其他贡献一巴氏消毒法2
2 2500 万人）死于这场灾难，此后 80 年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大 约 75%的欧洲人口。 解放前我国多次流行鼠疫，死亡率极高。 今天一种新的瘟疫——艾滋病（AIDS）正在全球蔓延。 禽流感——越南 非典型性肺炎（SARS） 0.2 微生物学 微生物是个体很小的生物，其大小用µm 来量测，用显微镜来观察。微生物学就是研 究为生物的形态结构、生理特性、营养与代谢、生长与繁殖、遗传与变异等及其应用微 生物于生产生活的学科。 微生物学包括基础微生物学和应用微生物学，水处理微生物学——应用微生物学（包 括基础微生物学的内容）。 0.2.1 微生物的发现 世界上，很早就有关于看不见的生物的描述。 真正看到并描述微生物的第一人是荷兰商人安东·列文虎克（1632-1723），他利用自 制的显微镜发现了微生物世界。 0.2.2 微生物学发展过程中的重大事件 巴斯德证明乳酸发酵是由微生物引起的 巴斯德建立巴氏消毒法 Fleming 发现青霉素 Watson 和 Crick 提出 DNA 双螺旋结构 Millus 建立 PCR 技术 第一个自养生活的古生菌基因组测序完成 第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成 0.2.3 微生物学发展的奠基者——巴斯德（1822-1895） 彻底否定了“自生说”学说 实验证明了空气中的微生物引起了有机质的腐败 免疫学——预防接种 证实发酵是由微生物引起的 其他贡献——巴氏消毒法
0.2.4微生物学发展的奠基者一一柯赫（1843-1910）?具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。发现肺结核病的病原菌一诺贝尔奖提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本法则一一柯赫法则·用固体培养基分离纯化微生物的技术·配制培养基0.2.520世纪的微生物学1.多学科交叉促进微生物学的全面发展。微生物学走出了独自发展，以应用为主的狭窄研究范围，与生物学发展的主流汇合、交叉，获得全面、深入发展。2.微生物学推动生命科学的发展·促进许多重大理论问题的突破。对生命科学研究技术的贡献·微生物与“人类基因组计划”。我国微生物学的发展0.2.621世纪微生物学展望·微生物基因组学研究将全面展开·以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物、细胞微生物学等，将在基因信息的基础上获得长足发展，为人类的生存和健康发挥积极作用微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视?·与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展微生物产业将呈现全新的局面0.3水处理微生物学0.3.1给水处理中的微生物病原菌：痢疾、伤寒、霍乱等病原菌，都可以通过水传播，消毒可以解决这个问题。另外：隐孢子虫和贾滴虫给水生物处理：生物陶粒滤池、生物活性碳3
3 0.2.4 微生物学发展的奠基者——柯赫（1843-1910） 具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。 发现肺结核病的病原菌——诺贝尔奖 提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本法则——柯赫法则 用固体培养基分离纯化微生物的技术 配制培养基 0.2.5 20 世纪的微生物学 1.多学科交叉促进微生物学的全面发展 微生物学走出了独自发展，以应用为主的狭窄研究范围，与生物学发展的主流汇 合、交叉，获得全面、深入发展。 2.微生物学推动生命科学的发展 促进许多重大理论问题的突破 对生命科学研究技术的贡献 微生物与“人类基因组计划” 我国微生物学的发展 0.2.6 21 世纪微生物学展望 微生物基因组学研究将全面展开 以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的 微生物生态学、环境微生物、细胞微生物学等，将在基因信息的基础上获得长足 发展，为人类的生存和健康发挥积极作用 微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视 与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展 微生物产业将呈现全新的局面 0.3 水处理微生物学 0.3.1 给水处理中的微生物 病原菌：痢疾、伤寒、霍乱等病原菌，都可以通过水传播，消毒可以解决这个问题。 另外：隐孢子虫和贾滴虫 给水生物处理：生物陶粒滤池、生物活性碳
0.3.2废水生物处理中的微生物·物理处理：格栅、沉淀、过滤（颗粒状）化学处理：酸碱中和、氧化还原、电解、化学沉淀·物理化学处理：混凝、气浮、吸附、离子交换、膜法。以上方法都有各自适用的范围。对于城市污水、有机废水（导致环境污染的主要问题）如何来处理？生物处理废水中有机物被降解废水中的有微生物作为合成细胞机物质食料物质微生物大量繁殖微生物自身絮凝沉废水的到了净淀，排除化例如，废水生物处理最简单的流程-活性污泥法工艺北京高碑店污水处理厂就是采用的活性污泥法流程，该厂的工艺流程如下：二家就旋洲和鑫间重总家房晨蓝气汽莎鸡■动次远健油啤气池通惠河进移迎选酒河泥湾化道脱水机房工艺流程全图TREATMENTPROCESSDIAGRAM
4 0.3.2 废水生物处理中的微生物 物理处理：格栅、沉淀、过滤（颗粒状） 化学处理：酸碱中和、氧化还原、电解、化学沉淀 物理化学处理：混凝、气浮、吸附、离子交换、膜法 以上方法都有各自适用的范围。 对于城市污水、有机废水（导致环境污染的主要问题）如何来处理？——生物处理 废水中的有 机物质 微生物作为 食料 合成细胞 物质 微生物大量 繁殖 废水中有机 物被降解 微生物自身絮凝沉 淀，排除 废水的到了净 化 例如，废水生物处理最简单的流程——活性污泥法工艺 北京高碑店污水处理厂就是采用的活性污泥法流程，该厂的工艺流程如下：
该厂正在运行的曝气池取曝气池的混合液进行镜检，可以看到活性污泥的状态，还可以看到众多的微生物。活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。“菌胶团”-—“生物絮凝体”物理性质：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色（气味：泥土味（城市污水）比重：略大于1(1.002~1.006)粒径：0.02~0.2mm比表面积：20~100cm2/ml
5 取曝气池的混合液进行镜检，可以看到活性污泥的状态，还可以看到众多的微生物。 活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包 括细菌、原生动物和藻类等。 ——“菌胶团”——“生物絮凝体” 物理性质： 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色 气味：泥土味（城市污水） 比重：略大于 1 （1.0021.006） 粒径：0.020.2 mm 比表面积：20100cm2/ml 该 厂 正 在 运 行 的 曝 气 池