微生物工程综合实训报告格式
辽东学院
《微生物工程》实训报告
专业：班级：姓名：
学号：实训地点：农学院指导教师：实训时间：生物技术实验室
201*年7月5日~7月12日
一、实训目的和要求
1.熟悉红曲霉菌种的分离纯化方法。
2.掌握观察霉菌形态的基本方法，观察红曲霉的形态特征，判断所分离的红曲霉是否纯种。
3.了解红曲霉菌扩大培养的方法，为较大规模固体发酵准备菌种。4.了解浅盘固体发酵的大致过程，在实验室中小规模制备红曲。二、实训准备1.（1）样品：红方。
（2）培养基：固体PDA培养基：土豆２００g、蒸馏水１０００ml、葡萄糖
20g、琼脂粉15～20g、PH5.0～6.0。
（3）器材：水浴锅、培养箱、灭菌锅、培养皿、移液管、试管等。2.（1）器材：培养箱、灭菌锅、显微镜、载玻片、盖玻片等。
（2）乳酸石碳酸棉兰染色液：石碳酸10g，溶于蒸馏水中（可适当加热），加
入乳酸10ml，甘油20ml,再加入棉兰0.02g,溶解即成。
3.（1）样品材料：米、醋酸。
（2）器材：.电饭锅、高压蒸汽灭菌锅、培养箱等。4.（1）样品材料：优质籼米、醋酸。（2）电饭锅、纱布、浅盘等。三、实训内容(步骤及程序)实训一：红曲霉发酵
1.原理：红曲霉广泛分布与自然界，因此可以从自然界中分离纯化得到。鉴于我国劳动人民很早就开始利用红曲，他们将红曲霉制成了各种各样的发酵食品，因此，要得到红曲霉菌种，最简单的办法是直接从这些发酵食品中去分离。培养红曲霉多用麦芽汁琼脂培养基，红曲霉在该培养基上生长良好，菌落较大，培养初期菌落为白色，老熟后变成淡红色、紫红色、橙红色、烟灰色等，因种而异。菌落有呈绒毯状的，也有呈皮膜状的，红曲霉在马铃薯培养基上呈现局限性生长，某些种能在马铃薯培养基上形成疮疤状菌落。红曲霉生产的是水溶性红色色素，能分泌到培养基中，使培养物着色。2．配制培养基
（1）PDA培养基：土豆２００g、蒸馏水１０００ml、葡萄糖20g、PH3.5～4.0、
分装5ml/管、每管加95%的乙醇两滴。
（2）固体PDA培养基：土豆２００g、蒸馏水１０００ml、葡萄糖20g、琼脂粉
15～20g、PH5.0～6.0。
3．灭菌：培养基、空培养皿、空试管、无菌水、枪头、纱布等。4．红曲霉的分离纯化
（1）红曲米或红方5g、无菌过滤，加入1000ml无菌水（分装于几个锥形瓶中，
每个瓶所装溶液不超过容积的2/3），振荡摇匀。（2）60℃水浴，杀死，不耐热的细菌及酵母菌。（3）稀释涂平板分离。
（4）30℃培养5天。（5）试管斜面保存。
实训二：红曲霉细胞形态的观察
1.原理：红曲霉具有霉菌的典型特征，菌丝多分枝，具横隔，幼时细胞质稠密，多含颗粒，老后出现空泡及油滴。细胞多核，菌丝体可出现菌丝融合，即两条菌丝碰在一起时，接触处细胞壁消失，膜融合，使二菌丝互相沟通。
无性繁殖由其生菌丝分化成分生孢子梗，顶部不像黑曲霉那样膨大形成顶囊，而是细胞壁和细胞膜向内缢缩形成分生孢子，分生孢子单生或26个成链，大多为梨形，多核，成熟后可飘散开来，在合适的条件下又可萌发成菌丝。有性繁殖产生子囊和子囊孢子，但在培养条件适宜的情况下一般不进行有性繁殖。
霉菌菌丝粗大，细胞容易收缩变形，而且孢子容易向四周飞散，所以制作标本时常用乳酸石碳酸棉蓝染色液。红曲霉在通常情况下只进行营养生长和无性繁殖，只有在条件非常恶劣的情况下才能观察到有性孢子。本实验只对营养菌丝及无性孢子的形态进行观察。2．配制棉蓝染色液
3．取一滴乳酸石炭酸棉蓝染色液，滴至载玻片中央。
4．用镊子于红曲霉菌落边缘处拨取少量带孢子的菌丝于染液中，用解剖针将菌丝挑开。
5．用镊子取一块干净的盖玻片，倾斜着慢慢盖在上面，注意不要产生气泡。6．置显微镜下观察，先用低倍镜，再用高倍镜观察。实训三：红曲霉菌种扩大培养
1.原理：红曲霉生产虽然是纯种发酵，但采用的是固态自然发酵形式，并不是严格意义上的无菌操作。为了尽可能不被杂菌污染，必须接入大量的种子。种子的扩大应逐级放大，从斜面菌种到三角瓶米粒曲种，再到浅盘固体培养曲种。本实验在三角瓶中制备纯种米粒曲种。三角瓶米粒曲种的制备虽然比较麻烦，但曲种的含水量与固态发酵时培养基的含水量比较接近，若用它作为种子，发酵时杂菌污染的可能性相对较小。2．浸米：称取精白优质米1400g,浸于1000ml水中，并加入醋酸10ml，拌匀。浸米时间夏季一般为5～10h，使米吃水30%。
3．灭菌：将浸过的米用清水冲至五米浆水流出，沥干（至无滴水），然后称取40g装于250ml三角瓶内，盖好瓶口布，包扎好后，于0.1MPa灭菌30min。4．接种：无菌室在使用前用紫外线灭菌３０ｍｉｎ。接种时，用接种环从红曲霉中挑取菌丝体，接入三角瓶内，并充分拌匀。
5.培养：将三角瓶中的饭粒摇匀，于３０℃温箱中保温培养，２４ｈ后再将饭粒摇匀，并摊于三角瓶低继续培养，这样每天摇瓶２～３次，经６～９天，饭粒呈紫红色，即完成种曲制作。
6.干燥：将培养成熟的红曲米从三角瓶种取出，风干后于40~45℃恒温箱中烘干或在太阳下晒干，然后用塑料袋密封储存。储存室红曲的水分应该在8%~10%之间。
实训四：红曲霉浅盘固体培养
1.原理：我国古代劳动人民在几千年前就能利用浅盘固体培养来制红曲霉，此方法一直沿用至今。如：酱油厂曲霉菌种的扩大培养，黄酒厂酒曲的扩大培养等。
由于红曲霉是一类好氧微生物，生长和代谢都需要氧气，所以应该在通气良好的曲盘上发酵。原料不能铺放的太厚，一般2~3cm，在发酵过程中要控制好曲料的温度、湿度、氧气供应（主要控制曲料的厚度，并在培养过程中适时翻曲和调节曲盘位置）等，使之有利于微生物的生长和相关代谢物的积累。浅盘固体培养有不少优点，如：所需的设备简单，只需曲盘或曲盆、竹扁、竹帘等即可；方法容易掌握，便于土法上马；投资省，推广容易。但也有不少缺点如：容易染菌，所以产品质量不稳定；占地面积大；劳动强度大，完全用于手工操作；生产的产品数量少，只适用于小型厂家。
2.种子的制备：可直接用液体药瓶发酵的红曲作为种子。3.红曲浅盘固体培养
（1）浸米：称取5千克籼米，25℃以上浸米5小时，大米吸水分在25%左右；（2）蒸饭：将浸好的米用清水淋去米浆水，沥干至无滴水，在电饭锅的蒸锅上
蒸饭。待圆汽以后继续蒸料30分钟，出饭率约135%，饭粒呈玉色，粒粒疏松，不结团块。蒸饭不能夹生，也不能烂熟：（3）将浅盘洗净，晒干。4层纱布经高压蒸汽灭菌处理；
（4）摊凉接种：将灭菌过的纱布垫在塑料筐内，倒入约1千克蒸熟的曲料，迅
速打碎团块，摊平，使曲料厚23厘米，盖上纱布后冷却到3032℃；（5）接种：曲料中接入红曲液体菌种，接种量从2%--6%不等，以比较不同接种
量对红曲固体发酵的影响，充分帆拌23次后，放于30℃恒温室中培养。四、实训结果(结果和分析)
1.红曲霉的分离纯化
在试管中可以看到呈条状的红曲霉，将其剪碎接种在平板上，培养观察，菌落初为白色，老熟后变成淡粉色、紫色或灰黑色，多形成红色。
2.红曲霉细胞形态的观察
经过乳酸石碳酸棉蓝染色液染色，可以在镜下观察到呈蓝色的菌丝。
3.红曲霉菌种扩大培养
将培养的红曲霉与籼米混合均匀，使其在大米上生长，培养观察，可使米粒变成紫红色。
4.红曲霉浅盘固体培养五、实训心得
微生物工程实训七天的时间看似短暂，但从中却学到了很多，这次实训是我提前接触到了微生物工程这一学科，为以后的微生物工程的学习提供了学习方向，这次的实习使我对微生物工程产生了浓厚的兴趣，从最开始的不知道应该做些什么，到后来熟悉实验的每一个步骤，亲自接种，灭菌，完成实验，感觉自己得到了很大的充实，在这里我不单单学到了知识，更合同学们建立了身后的友谊，这是在平时无法达到的，虽然短暂的实训结束了，但我们的学习还在继续，我会继续努力去学习，追寻知识的真理。
指导教师评语：
实训报告成绩：
指导教师(签字)：
年月日
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学院学生姓名专业学号年级指导教师
实习名称：环境微生物工程实习学分：0.5实习单位：环境与资源学院201*级实习地点：太原市河西北中部污水处理厂实习周数：4小时实习时间：12月24日下午
一、实习目的、要求：环境微生物工程作为环境科学和环境工程专业的专业基础课，是一门实践性较强的课程，环境微生物工程实习作为重要的实践教学环节之一，是学生将理论知识付诸于实践的重要途径。其实习的具体目的如下：1、通过实习，了解污水处理厂的规模，并掌握其处理废水的一般工艺流程，同时初步了解污水处理厂所使用的净水药剂（混凝剂、助凝剂）的品种、投量和投加方式；2、通过实习，熟悉和了解各单项构筑物的型式、构造、工作过程、基本设计参数以及运行管理的内容、方法和经验；3、理论联系实际，巩固和深入理解已学的理论知识，增强对A/A/O工艺流程的感性认识；4、通过实习，学习工作人员的实践经验，树立严谨的工作作风和实事求是的科研态度，扩大专业知识范围；5、培养分析和解决实际问题的能力，为今后从事相关性的工作和科研打下良好基础。实习要求：1、认真听讲，做好笔记；2、听从安排、注意安全；3、禁止大声喧哗，以免妨碍实习单位的正常工作；4、服从指挥，爱护实习单位的仪器设备。二、实习主要内容：㈠实习地点简介:太原市河西北中部污水处理厂位于太原市南城区，承担着太原市胜利桥以南、汾河以西、长风街以北范围内的生活污水及部分工业废水的收集与治理任务，服务人口70万。自建厂至201*年期间该厂主要采用AB法实施废水治理，目前该厂正在进行改扩建，改造后厂区主要采用A2/O法治理废水，按远景规划，其远期目标为日处理规模达16万吨，出水水质要求达到一级A标准，即COD≤50mg/L，BOD≤10mg/L，悬浮物≤10mg/L。处理后污水的主要用途为市政用水、景观用水及电厂冷却用水等。㈡污水处理厂工艺流程简介：1、河西北中部污水处理厂污水处理的基本工艺流程图：（见后）注：该工艺流程中，从集水池到初沉池（包括初沉池）的部分为污水的一级处理，从初沉池到二沉池（包括二沉池）的部分为污水的二级处理，最后的加速澄清池与转盘过滤器为污水的深度处理。集水池粗格栅剩余污泥污水提升泵房细格栅曝气沉砂池（后配前配水井）初沉池（后配后配水井）污泥回流预反硝化池（较小）厌氧池缺氧池好氧池二沉池加速澄清池混合液回流转盘过滤池出水一级处理
二级处理深度处理A2/O工艺的特点：①该工艺流程较简单，总水力停留时间少于其他同类工艺；②厌氧、缺氧、好氧交替进行，丝状菌不易增殖繁衍，不会出现污泥膨胀现象；③该工艺不需投药，厌氧段和缺氧段只需进行缓速搅拌，以不提高溶解氧浓度为宜，故运行费用较低。2、河西北中部污水处理厂主要构筑物简介：2.1一级处理：①集水池：是该污水处理厂工艺流程的第一步。所需处理的污水通过城市地下管网进入其中。集水池主要是起调节作用：由于人们用水在时间上有差别故需用集水池进行调节。由于该处积蓄的都是未经处理的污水，故周围空气环境较差。目前，该处正在添置臭气去除装置，以达到去除该地臭气的目的，其基本原理是将空气中的臭气分解为无毒、无害、无臭的气体后排放进入大气。②格栅:城市生活污水处理系统中的主要设备是格栅机，它用来拦截、清除污水中的漂浮物。格栅机按栅间距分为粗格栅和细格栅两类，形式也多种多样，但其工作原理都是通过栅条拦截污水中的漂浮物，当栅条上拦截的漂浮物过多以至影响到格栅过水时，则启动机械装置清除栅条上的漂浮物，就这样循环往复。其中，粗格栅用于将原水中一些较大的悬浮物拦截去除，经截留后的污水再经过污水提升泵房中潜污泵的提升进入细格栅进行进一步的截留处理。细格栅主要去除污水中一些较小的漂浮物及杂质，由细格栅截留的物质则通过螺旋输送机的输送进入压榨机，由其处理后的截留物可减少体积，从而减少了废物外运的费用。另外，细格栅室内还设有砂水分离机，其功能是将待处理物中的砂与水分离，可用于处理曝气沉砂池内的废砂。③污水提升泵房:进入污水处理厂的污水经过粗格栅的截留后则进入污水提升泵房，由其中潜污泵的提升进入细格栅进行进一步的截留处理，之后又被潜污泵提升至曝气沉砂池的前池，待处理。该泵房设有污水提升潜水泵共6台：4台132kw的以及2台110kw的。潜污泵的运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。④曝气沉砂池:沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池，该污水处理厂采用的是曝气沉砂池。沉砂池曝气方式采用的是穿管曝气，即通过鼓风装置提气，再由位于曝气沉砂池底渠的环形管上间隔相等距离的微孔进行曝气，在实际运行中该微孔很易堵塞，故隔一段时间就应根据曝气情况的好坏对其进行检修。曝气沉砂的具体过程如下：曝气方向与进水方向呈90°，从而使得污水在池中螺旋前进，并产生一定的离心力将颗粒状的固体甩出，沉淀到曝气沉砂池的底渠中，这些沉淀的固体被潜污泵提升到分离明渠中，随后被输送至砂水分离器，经其处理后其中的砂与水便被分离开，分离后的水继续回流利用，砂子则由砂水分离器的底部排出进行进一步的外用处理。⑤前配水井：该污水处理厂共设方形配水井及圆形配水井各一座，用于给三座初沉池配水。其中，方形配水井主要为3号初沉池配水，圆形配水井则主要为1、2号初沉池配水。配水井的作用是将经曝气沉砂池处理后的污水均匀地分配给各初沉池，起一定的稳流作用，以免水流速度、水流量等因素的差异而影响污水的处理效果。实习时，可以见到方形配水井共分了三部分，中间的有水池即为方形前配水井，两边的无水池中有启闭机。其作用是当初沉池发生故障需要进行维修时，则直接用启闭机将污水排入两侧池中，再经地下管网流入初沉池后的后配水井中，从而使污水不再进入初沉池。而圆形配水井中的钢板圆筒则是一个稳流装置，它可使进水混合均匀，均匀地被分配给初沉池。⑥初沉池:初沉池是一级污水处理的主要处理构筑物，也可作为二级污水处理的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。其进水由前配水井分配而得，处理的主要对象是悬浮物（通过重力沉降去除）、液面浮渣和部分BOD5等有机污染物。通过初沉池的处理可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池的类型包括平流沉淀池、辐流沉淀池和竖流沉淀池，该污水处理厂主要采用辐流沉淀池。该污水处理厂共设初沉池三座，池上带有排浮渣装置并装有旋转刮泥装置（如：刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等），它们都是主要的耗能设备，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。在这里污泥靠刮泥机刮到沉淀池的泥斗中，然后由排泥管利用泥的自身重力排到储泥池。浮渣则由刮渣装置排出。⑦后配水井:经过改造后该污水处理厂的后配水井主要用于给A、O池配水，其作用与前配水井相同。2.2二级处理：①预反硝化池：该污水处理厂还配有一个很小的预反硝化池，其作用是对污水进行初步的脱氮处理，同时消耗其中所含的一小部分溶解氧，从而为进入下一步的厌氧池做准备并减轻其负荷。②生物处理池:生物处理池是污水处理工艺中最重要的处理构筑物，它为污水的生物处理提供场所和条件。在本次参观的A/A/O处理工艺中，把生物处理池划分为厌氧池、缺氧池和好氧池三个区，它们的数量分别为一座、两座和三座。由于每个区的工艺条件不同，故在其中所生长的微生物种类也不完全一样，从而每个区的处理功能不一样，通过这些不同功能的巧妙组合，最终达到脱氮除磷的目的。现对厌氧池、缺氧池和好氧池的原理及作用简介如下：ａ．厌氧池：在进水端，经预反硝化池处理的废水与由二沉池回流的污泥混合均匀后首先进入厌氧池，在厌氧条件下，积磷细菌将体内储存的聚磷分解，产生的磷酸盐进入液体中(放磷)，并将废水中的部分难降解的有机物分解成易被降解的小分子有机物以有利于进一步的处理，同时还去除了部分有毒物质。理论上，厌氧池溶解氧值应小于0.2mg/L。ｂ．缺氧池：经过上述厌氧池的处理后污水进入缺氧池进行进一步的处理。在缺氧条件下反硝化菌利用废水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体进行“无氧呼吸”，并将由好氧池回流的混合液中的硝态氮还原成氮气逸入大气，以完成反硝化脱氮过程。理论上，缺氧池溶解氧应小于0.5mg/L。ｃ．好氧池：上述缺氧池的出水最后进入好氧池。虽然厌氧、缺氧池可以去除污水中的部分BOD、COD等有机污染物，但好氧区的去除能力更为突出。在好氧条件下硝化菌把废水中的氨氮氧化成硝酸盐，积磷菌从外界吸收可溶性的磷酸盐合成聚磷（吸磷），并进行好氧生物降解。此外，好氧池中还会有适量比例的混合液需回流至缺氧池中，以进行进一步的反硝化脱氮，但要注意此回流比要控制得适当。从好氧池所进行的一个重要反应硝化反应的机理可知，好氧池中有无足够的溶解氧氧，与硝化反应能否完成密切相关，同时氧还是好氧菌能否正常生活的一个关键因素。故需要在好氧池设置的一个重要仪表是溶氧仪，从而生产管理者或计算机控制系统可据此调节供氧量使之保持在一个合理范围内。理论上，好氧池的溶解氧应大于2mg/L。该污水处理厂是采用管式曝气器进行曝气的，在曝气时应注意避免好氧池中曝气死角的存在。好氧区好氧菌群数量的多少与其处理效果有着直接的关系。好氧菌数量偏少，对有机污染物的降解作用进行得不充分，处理效果当然不好；相反，当好氧菌数量偏大时，该池中的需氧量也会随之增大，会造成能源浪费。由此可见，了解好氧菌群在好氧池中的数量并使之维持在一个合适的范围内，对生产管理者而言是一个重要的问题。③二沉池:二沉池是分离水和活性污泥的构筑物。该污水处理厂共设有四座二沉池，它们都是周边出水辐流式沉淀池（可保证出水水流的稳定和均匀）。经处理的废水通过中间配水井平均、同时地分配到四座二沉池中。二沉池上设有刮吸泥机以及浮渣刮集装置和过载保护装置。刮吸泥机是利用正常运转时污泥混合液所产生的液位差，将泥压入到二沉池中间的泥槽里并进入其中的泥缸中，随后污泥再通过地下管道进入回流污泥泵池，并通过潜污泵被提升到A/O池中（绝大部分回流污泥），另一部分（剩余污泥）则经过一定处理后外运。二沉池的能量消耗主要是在污泥的抽吸和污水表面漂浮物的去除上，故能耗比较低。该污水处理厂初沉池和二沉池的进水和出水方式都是中间进水，周边出水。2.3深度处理：①循环加速澄清池与过滤及接触池：二沉池的出水通过提升泵被提升到加速澄清池，在此首先在水中加入助凝剂铁盐（FeSO4），其次再加入絮凝剂聚丙烯酰胺，最后使其进入斜板沉淀池，以使较小的悬浮物被去除。接触池为本工艺的最后一道工序，其功能是给被处理水加药并进行消毒（所用消毒剂为二氧化氯）。其中的转盘过滤器（滤膜孔径100目，需定期反冲洗以保证出水水质的稳定和良好）则是用于将从循环加速澄清池输送来的水进一步过滤以去除其中很小的悬浮物。经过这步处理后即得到合格的出水，该水可用于农田灌溉、汾河的景观用水及电厂的冷却水，其颜色较自来水微黄。三、实习总结：此次教学实习我们在河西北中部污水厂站老师的解说下，顺利完成了教学实习的安排，达到了实习的目地和要求。为我们日后从事相关工作提供了一个难得的锻炼机会。通过此次教学实习，我们不仅巩固了自己的理论知识，而且极大的锻炼了我们的实践分析问题能力。实习中有许多知识课本上是没有的，我们学到了更加明确可行的应用理论。通过实习，加深了我对环境微生物工程知识的理解，丰富了我的专业知识，使我对环境微生物工程的理论知识有了更深层次认识。通过实习，使得我们能够走出课堂，在现实生活中寻找环境微生物工程处理污水的应用实例。通过实习，让我充分认识到仅仅靠课堂学习是不够的，我们必须从实践中汲取营养，才能真正理解和掌握课本的理论知识。总之，感谢学校老师对我们的鼓励与支持，更感谢河西北中部污水处理厂给我们提供此次的实习机会以及各位随行老师对我们的悉心指导，使我们圆满完成此次令我受益匪浅的环境微生物工程实习。实习成绩评定：指导教师签名：年月日
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