废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础
本章重点
微生物的分类培养及生长规律
废水的好氧和厌氧生物处理
生化反应速度反应级数
米歇罗斯-门坦方程及米氏常数的意义和测定
莫诺特方程
废水生物处理工程的基本数学模型
本章难点
(1)微生物的生长规律理解
(2)米氏方程的推导及米氏常数的意义
本章作业
米氏方程的推导过程
本章内容
3.1概述
我们的世界到处都被各种很小以至于肉眼看不见的生物所包围。我们只有通过显微镜才能看到他们的样子。
3.2微生物学发展历史Thehistoryofmicrobiology
Thediscoveryofmicroorganisms
Thespontaneousgenerationconflict
Therecognitionofmicrobialroleindisease
Thediscoveryofmicrobialeffectsonorganicandinorganicmatter
Thedevelopmentofmicrobiologyinthiscentury
早期发展:利用微生物进行酿酒
17世纪,荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜(可放大160~260倍)观察牙垢、雨水、井水和植物浸液后,发现其中有许多运动着的“微小动物”,并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”——细菌的不同形态(球状、杆状和螺旋状等)。
1838年,德国动物学家埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中,把纤毛虫纲分为22科,其中包括3个细菌的科(他将细菌看作动物),并且创用细菌一词。1854年,德国植物学家科恩发现杆状细菌的芽孢,他将细菌归属于植物界,确定了此后百年间细菌的分类地位。
法国微生物学家维诺格拉茨基于1887年发现硫磺细菌,1890年发现硝化细菌,他论证了土壤中硫化作用和硝化作用的微生物学过程以及这些细菌的化能营养特性。他最先发现嫌气性的自生固氮细菌,并运用无机培养基、选择性培养基以及富集培养等原理和方法,研究土壤细菌各个生理类群的生命活动,揭示土壤微生物参与土壤物质转化的各种作用,为土壤微生物学的发展奠定了基础。
1929年,弗莱明发现青霉菌能抑制葡萄球菌的生长,揭示了微生物间的拮抗关系,并发现了青霉素。1949年,瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所积累资料的基础上,发现了链霉素。此后陆续发现的新抗生素越来越多。这些抗生素除医用外,也应用于防治动植物的病害和食品保藏。
A.T.kluyver,C.D.vanNiel,RogerStanier和Gause
Kluyver对微生物生态学的最大贡献就是通过研究发现自然界种类繁多的微生物世界中,各种代谢过程都有相互关系。
VanNile是Kluyver的一位学生,他发现光合细菌和绿色植物的光合过程中有许多相似之处。
RogerStanier是vanNile的一位学生,他利用假单包菌研究好氧微生物的代谢,结果发现这些微生物能降解各种结构复杂的有机化合物。
Gause于1934年设计了一个生态学方面的经典试验,就是纤毛虫原生动物中存在有捕食关系,其中节毛虫(Didiniumnasatum)能利用草履虫(parameciumcaudutum)作为食物。
50和60年代:人口膨胀,工业发展,环境污染严重,人们开始研究海洋石油污染物的生物降解。
70年代:1972年,在瑞典Uppsala举行的微生物生态学现代方法的国际会议,是微生物生态学发展的一个里程碑。
80年代:MartinAlexander发现许多人工合成化合物完全不能被微生物降解,引起研究者对污染物的生物降解性的浓厚兴趣。
90年代至今:人们开始利用微生物去除环境污染物
应用举例:锦州垃圾填埋场
3.3研究微生物的目的
在与开发和利用自然界中的微生物资源并保护好微生物基因资源。
了解环境条件的变化对自然界微生物群体生长和代谢的影响。
了解微生物在自然界中的所起的作用,并利用有关的微生物为人类服务,为提高生产效率、保护人类健康和保护生态平衡发挥微生物的最佳作用。
3.4生物的分界和分界中的意义
生物界的发展已有30亿年的历史,生物形形色色、多种多样。据生物学家估计,地球上的生物有500—5000万种之多,已被人类描述的生物不下170万种。
中世纪将生物分为植物和动物两大类,19世纪的德国的海克耳从进化的观点将动物分为原生动物和后生动物两类。这样,在很长的时间里,生物是分为三界的,而且,相应的研究也遵循这个分类。
20世纪以来,随着电镜技术的发展,细胞学的研究的深入,根据更本质的遗传学,产生了很多分类,其中,广泛承认的分类是五界:原核生物界(prokaryote)、原生生物界(protista