水處理微生物學

MicrobiologyofWaterTreatment

【課程編號】BZ27415【課程類別】專業(yè)基礎課

【學分數(shù)】3.5【先修課程】環(huán)境保護概論，環(huán)境化學

【學時數(shù)】60

【適用專業(yè)】環(huán)境工程

一、教學目的、任務

環(huán)境工程微生物學是環(huán)境工程、環(huán)境科學和市政工程等專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課。目的是利用

微生物學的理論與技術，研究有關的環(huán)境現(xiàn)象、環(huán)境質量及環(huán)境問題。

通過本課程的學習，使學生系統(tǒng)地了解微生物學方面的基礎理論，掌握微生物在環(huán)境中所處的地

位以及在廢水、有機固廢生物處理和水體、土壤、大氣污染與自凈過程中所起的作用，從而進一步利

用微生物為環(huán)境污染治理服務。

二、課程教學的基本要求

1.正確理解水力學的基本概念，如粘滯性，層流和紊流，急流和緩流，雷諾數(shù)和佛汝德數(shù)等；

2.掌握總流運動分析方法和連續(xù)方程、能量方程、動量方程能應用三大方程解決實際工程中的水力

學問題。

3.熟練進行水流流態(tài)的判別，正確理解水頭產生的原因，掌握水力摩阻系數(shù)的變化規(guī)律，熟練掌握

沿程水頭損失和局部水頭損失的計算。

4.能進行水流運動分析，掌握常見工程水力計算的方法，包括靜水壓力的計算和水力載荷的確定，

水流銜接和消能設施的設計計算，滲流計算等。

5.初步了解液體流動的三維分析方法和基本方程。

6.對量綱分析方法和水力學模型試驗基本原理有一定的了解。

7.掌握常見水力要素（水位、壓強、流速和流量）的量測技能，培養(yǎng)動手能力和分析實驗數(shù)據(jù)、編

寫報告的能力。

三、教學內容和學時分配

緒論（1學時）

主要內容：

1＞環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問題，可持續(xù)發(fā)展與微生物（識記）

2、環(huán)境工程微生物學的研究對象與任務（熟悉）

3、微生物概述，包括微生物的分類和命名（熟悉）、特點（掌握）等內容

教學要求：

了解環(huán)境工程微生物學的研究對象和任務。掌握微生物的分類方法和命名原則，理解原核微生物

與真核微生物的含義，了解微生物的共同特點。

第一章非細胞結構的超微生物一病毒（2學時）

主要內容：

1、病毒的一般特征（掌握）及其分類（熟悉）

2、病毒的形態(tài)和結構（掌握）

3、病毒的繁殖（掌握）

4、病毒的培養(yǎng)（運用）

5、環(huán)境因子對病毒的影響（掌握）

教學要求：

了解病毒的一般特征及其形態(tài)、大小、化學組成、結構。理解病毒的繁殖過程、溶原性。了解病

毒對物理、化學因素的抵抗力。

第二章原核生物（3學時）

主要內容：

1、細菌的個體形態(tài)與大?。ㄕ莆眨⒓毎Y構（掌握）、培養(yǎng)特征、物理化學性質（熟悉）

2、古菌的特點及分類（熟悉）

3、放線菌的形態(tài)和大小、菌落形態(tài)、繁殖（掌握）

4、藍綠菌（掌握）

5、螺旋體（識記）

6、立克次氏體和支原體（識記）

教學要求：

了解細菌的個體形態(tài)、大小，掌握細胞一般結構，理解細菌的培養(yǎng)特征，掌握細菌的染色原理、

方法。了解古菌的特點及分類內容，了解放線菌的形態(tài)、大小、菌落特征及繁殖方式。理解藍細菌的

特點，了解其代表屬。了解螺旋體、立克次氏體和枝原體。

第三章真核微生物（3學時）

主要內容：

1、原生動物的一般特征（掌握）、分類及各綱簡介（運用）、胞囊（掌握）

2、微型后生動物（運用）

3、藻類的一般特征、分類及各門特征簡介（掌握）

4、真菌（掌握）

教學要求：

理解原生動物的一般特征、分類，了解各綱特點及在水體自凈、污水處理中的作用。了解微型后

生動物的典型代表（輪蟲，線蟲，寡毛類動物，浮游甲殼動物，苔葬蟲和羽苔蟲）。掌握藻類一般特

征，了解各門特征。掌握酵母菌、霉菌的形態(tài)、結構、繁殖、培養(yǎng)特征，了解主要代表屬。

第四章微生物的生理（6學時）

主要內容：

1、微生物的酶（掌握）

2、微生物的營養(yǎng)（掌握和運用）

3、微生物的產能代謝及一些概念（掌握）

4、微生物的合成代謝（掌握）

教學要求：

了解微生物的解組成、分類與命名，理解前的催化特性及影響的活力的因素。了解微生物的化學

組成、所需營養(yǎng)物質，掌握微生物的營養(yǎng)類型、培養(yǎng)基及其類別，了解營養(yǎng)物進入細胞的方式。理解

微生物的呼吸類型（發(fā)酵，好氧呼吸，無氧呼吸），了解產甲烷菌的合成代謝、化能自養(yǎng)型微生物的

合成代謝、光合作用的途徑C

第五章微生物生長繁殖與生存因子（6學時）

主要內容：

1、微生物的生長繁殖（運用）

2、微生物的生存因子（掌握）

3、其他不利環(huán)境因子對微生物的影響（掌握）

4、微生物與微生物之間的關系（熟悉）

5、菌種的退化、復壯與保藏

教學要求：

了解研究微生物生長的方法，掌握細菌生長曲線各階段的特點及影響因素，理解細菌生長曲線在

污（廢）水生物處理中的應用原理，掌握微生物生長量的測定方法。了解微生物的生存因子及其作用，

了解其它不利環(huán)境因子對微生物的影響，理解滅菌、消毒的含義，理解微生物與微生物之間的關系類

型。掌握菌種的退化原因、復壯與保藏方法。

第六章微生物的遺傳與變異（3學時）

主要內容：

1、微生物的遺傳（掌握）

2、微生物的變異（掌握）

3、基因重組（熟悉）

4、遺傳工程技術在環(huán)境保護中的應用（熟悉）

教學要求：

了解微生物的遺傳性與變異的含義，理解遺傳變異的物質基礎一DNA、變異的實質——基因突變、

突變類型，了解遺傳工程技術在環(huán)境保護中的應用。

第七章微生物的生態(tài)（3學時）

主要內容：

1、生態(tài)系統(tǒng)

2、土壤微生物生態(tài)

3、空氣微生物生態(tài)

4、水體微生物生態(tài)（掌握）

教學要求：

了解土壤的生態(tài)條件及微生物在土壤中的分布及數(shù)量，掌握土壤自凈原理和污染土壤微生物生

態(tài)，了解土壤污染原因和土壤生物修復方法。了解空氣微生物的分布、種類和數(shù)量、空氣微生物的衛(wèi)

生標準及生物潔凈技術、空氣微生物檢測。掌握水體微生物的來源，了解海洋及淡水中微生物群落分

布及生態(tài)特征，掌握水體自凈過程及變化規(guī)律，了解衡量水體自凈的指標及污化系統(tǒng)特征，掌握水體

有機污染指標及內容，理解水體富營養(yǎng)化的成因。

第八章微生物在環(huán)境物質循環(huán)中的作用（3學時）

1、氧循環(huán)

2、碳循環(huán)

3、氮循環(huán)

4、硫循環(huán)

5、磷循環(huán)

6、鐵、缽循環(huán)

教學要求：

理解碳循環(huán)的過程及微生物在其中的作用，主要包括纖維素、半纖維素、淀粉、脂肪、木質素、

燃類的轉化。理解氮循環(huán)的過程及微生物在其中的作用，包括蛋白質水解與氨基酸轉化、尿素的氨化、

硝化作用、反硝化作用、固氮作用等內容。了解硫循環(huán)、磷循環(huán)、鐵和缽的循環(huán)。

第九章水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理（3學時）

1、污、廢水處理中的生態(tài)系統(tǒng)

2、活性污泥絲狀膨脹及其控制對策

3、厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落

教學要求：

了解好氧活性污泥的組成、性質，掌握其凈化廢水的作用機理。理解原生和微型后生動物在污水

處理過程中的作用，掌握好氧活性污泥的培養(yǎng)方法。了解活性污泥絲狀膨脹的成因及控制對策。掌握

厭氧消化一一甲烷發(fā)酵的理論，了解光合細菌處理高濃度有機廢水、含硫酸鹽廢水的厭氧微生物處理

方法及原理。

第十章污、廢水深度處理和微污染水源水預處理中的微生物學原理（4學時）

主要內容：

1、污、廢水深度處理一一脫氮除磷與微生物學原理

2、微污染水源預處理中的微生物問題

3、飲用水的消毒及其微生物學效應

教學要求：

了解脫氮、除磷的目的和意義及天然水體中氮、磷的來源，理解微生物脫氮、除磷原理及相關微

生物，了解微污染水源水預處理的目的和意義、水源水污染源和污染物、微污染水源水微生物預處理

過程及微生物群落，了解飲用水的消毒及其微生物學效應。

第十一章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落（1學時）

主要內容：

1、有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落

2、廢氣的生物處理

教學要求：

了解有機固體廢棄物II勺微生物處理方法及其微生物群落（主要是堆肥法）,了解廢氣的生物處

理方法及含硫惡臭污染物及\H、CO?的微生物處理。

第十二章微生物學新技術在環(huán)境工程中的應用（2學時）

主要內容：

1、固定化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應用

2、微生物細胞外多聚物的開發(fā)與應用

3、優(yōu)勢菌種與生物制劑的開發(fā)與應用

教學要求：

了解酶制劑應用的劑型，了解酶的提取、純化方法及固定化酶和固定化微生物的固定方法、固定

化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應用。了解生物表面活性劑和生物乳化劑的開發(fā)與應用、微生物

絮凝劑和沉淀劑的開發(fā)與應用、優(yōu)勢菌種與生物制劑的開發(fā)與應用。

四、教學重點、難點及教學方法

微生物的形態(tài)、生理、遺傳、生態(tài)和分類的基本知識和理論；掌握微生物生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程中

的微生物作用；掌握利用微生物控制環(huán)境污染的原理與方法;了解微生物新技術在環(huán)境工程中的應用。

充分利用有益微生物資源為人類造福。防止、控制、消除微生物的有害活動，化利為害。

采用豐富的授課方式，通過自始至終采用多媒體電子教材（PowerPoint）作輔助手段進行講授、

案例講授、專題討論、網(wǎng)絡資料查找、課后輔導（尤其是本科生導師制的實施）、實踐調查、小論文

寫作、參與教師學術課題等方式增強學生對本課程內容學習的參與性，引發(fā)學生對環(huán)境科學學術探討

的興趣，提高學生獨遷思考和團結合作的能力?！董h(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展》受到學院學生們的廣泛歡

迎，取得非常好的教學效果c網(wǎng)絡課程課件為豐富教學方式、增強師生間的聯(lián)系創(chuàng)造了良好的條件。

五、考核方式及成績評定方式

考核方式采用教考分離C

考試試題由試題庫抽取題。

課程總評成績=期末考試成績