第九章+微生物的生态2011-5-15课件.ppt

沼气发酵实例 农村沼气池产生的沼气成为农村重要的能源物质； 大型养殖场的畜禽废水处理采用沼气发酵消除污染； 高浓度的生活污水亦可采用沼气发酵技术去除有机污染物； 四、用微生物监测环境污染 1、肠道菌群 2、艾姆氏试验 3、生物发光 发光细菌luminescent bacteris. luminousbacteria 是一类G-,长有极性鞭毛的杆菌或弧菌，兼性厌氧，在有氧条件下能发出波长为475-505nm的荧光。多数为海生。 细菌发光的强度受环境中氧浓度、毒物种类及其含量等的影响，只要用灵敏的光电测定仪器就可方便地检测试样中的污染程度或毒物的毒性强弱。 发光菌验毒 好氧生物膜法 利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水的方法称为生物膜法(biofilm process)，是一种重要的生物处理方法。 亦称固着膜法(fixed-film process)，主要结构是生物滤池 (biological filter) 英国称为溶滤池(percolating filter)，美国称为滴滤池(trickling filter)。 生物膜的净化原理 污水从上部均匀喷洒到生物滤池表面， 薄膜状吸附于滤料周围形成附着水(adhesive water)，沿薄膜流过滤料即流动水(flowing water)。 滤料表面微生物迅速繁殖，形成一层充满微生物的生物膜。 革兰氏阴性菌 丝状细菌，并有糖萼的形成，有助于生物膜微生物黏结在滤料表面。 具体来说，生物膜由细菌、真菌、藻类、原生动物和其它动物构成的食物链，对有效地去除水中有机物起着十分重要的作用。 同活性污泥相比，生物膜的食物链长而复杂，还有环节动物、昆虫幼虫等 塔式生物滤池 塔式生物滤池 生物滤池 生物滤池 特殊的活性污泥法。 氧化塘是人工的、接近自然水生生态系统，在氧化塘(或氧化沟)内，各种生物共存于同一环境中，保持互生关系。其食物链与自然水体基本相同。 氧化塘(或氧化沟) 1、氧化塘和活性污泥法的不同点 ①停留时间很长， ②负荷较低， ③微生物量较低， ④不需要曝气， ⑤下层有厌氧分解， ⑥生物以藻菌共生为主，并起主要的净化作用。 氧化塘净化污水的原理 1、表层好氧菌或兼性厌氧菌氧化分解有机物，释放出氮、磷和CO2。 表层的藻类利用氮、磷和CO2，光合作用，释放出氧气。 溶解氧又为好氧菌所利用，这样构成藻菌“共生”体系。 2、塘下层和污泥层进行厌氧过程，形成CH4、CO2、NH3，和H2S，还有多种可溶性降解产物。 厌氧处理法是在缺氧条件下利用厌氧微生物(包括兼性厌氧微生物)分解污水中有机物的方法，也称厌氧消化法。其代谢产物沼气主要成分是甲烷，故又称作沼气发酵法或甲烷发酵法。 厌氧处理法 三、沼气发酵与环境保护 （一）沼气发酵的意义 沼气（marsh gas, swamp gas ），又称生物气（biogas），是一种混合可燃气体，主要成分为甲烷，另有少量的H2、N2和CO2。 （二） . 沼气发酵的三个阶段 第一阶段(水解阶段) ：厌氧、兼厌氧细菌或发酵性细菌 将碳水化合物、含氮化合物降解为 丙酮酸、乙酸丁酸氢气、二氧化碳。 第二阶段（产酸阶段）：产氢和产乙酸细菌将各种有机酸 分解成乙酸、氢气、二氧化碳。 第三阶段（产气阶段）：由严格厌氧的产甲烷菌群利用氧化碳、 甲醇甲酸乙酸、氢气等 合成甲烷。 产甲烷细菌是一类既不含过氧化氢酶也不含超氧化物歧化酶SOD的严格的厌养菌。 沼气发酵过程 目前公认的沼气发酵过程 复杂有机物（多糖、脂类、蛋白质等） 可溶性物质（糖类、脂酸、氨基酸等） H2+CO2 CH3COOH ③ ⑤ ④ ① ① ① ② ② CH4H2O 丙酸、丁酸等 长链脂肪酸 CH4CO2 人工沼气发酵研究已有100多年的历史，从19世纪末到20世纪初，许多国家的微生物学者对纤维素的发酵进行研究。 前苏联微生物学者奥梅梁斯基发现奥氏甲烷杆菌，提出沼气发酵理论，并为开辟沼气应用的途径奠定了基础。 产甲烷菌有很强的抗菌作用，能使痢疾杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等致病菌无法生存。 、沼气发酵微生物（细菌） （一）沼气微生物的种类 在沼气发酵过程中，主要有：“发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌”等五大菌群参与活动。 五大菌群： ①.发酵性细菌：一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌的胞外酶水解为可 溶性的糖、肽、氨基酸和脂酸，再将吸入细胞，发酵为 乙酸、丙酸、丁 酸等和醇类及一定量的H