环境工程微生物学考试总结3

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环境工程微生物学考试总结3

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1．环境微生物学

是利用微生物学原理、方法和技术研究微生物与其环境的作用规律，从而对人类环境质量进行监测、污染控制和调控的新兴科学

2．非细胞结构：病毒原核微生物：细菌、放线菌真核微生物：酵母菌、霉菌等

真核微生物与原核微生物的区别：有无完整细胞核结构3．病毒的繁殖过程

共四步：吸附、侵入、复制与聚集、宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放4．细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应用（重在掌握应用）

常规活性污泥法利用生长下降阶段（减速期、静止期）的微生物；生物吸附法利用生长下降阶段（静止期）的微生物；高复合活性污泥法利用生长上升阶段（对数期）和生长下降阶段（减速期）的微生物；对于有机物含量低，BOD5与COD比值小于0.3，可生化性差的废水，可用延时曝气法处理，即利用内源呼吸阶段（衰亡期）的微生物处理为什么常规活性污泥法不利用对数生长期的微生物？对数期生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中有机物，但相应要求进水有机物浓度高，则出水有机物的绝对值也相应提高，不易达到排放标准。又因对数期生长繁殖旺盛，细胞表面的粘液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。而静止期的微生物代谢活力虽然较差，但仍有相当的代谢活力，取出有机物的效果仍然较好，最大特点是体内积累了大量贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝、聚合力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好

延时曝气法不利用静止期的原因：低浓度有机物满足不了静止期微生物的营养需要，处理效果不会好，通常延长曝气时间，即延长水利停留时间，以增大进水量，提高有机负荷，满足微生物营养要求，得到较好处理效果5．原生动物胞囊形成过程

先是虫体变圆，鞭毛、纤毛或伪足等细胞器缩入体内或消失，细胞水分陆续由伸缩泡排出，虫体缩小，最后伸缩泡消失，分泌一种胶状物质于体表，尔后凝固形成胞壳6．原生动物和微型后生动物在污水生物处理中的指示作用

原生动物（单细胞）：纤毛虫的固着型（如钟虫）喜在寡污带生活，β中污带也可生活，表明水质好，活性污泥成熟；游泳型多生活在α中污带和β中污带，少数生活在寡污带，表明水质差

鞭毛虫喜在多污带和α中污带生活；变形虫喜在α中污带或β中污带生活

微型后生动物：轮虫是水体寡污带和污水生物处理效果好的指示生物；线虫表明水体缺

氧，污水净化程度差；寡毛类在夏、秋两季生长适宜，宜在20C生长，如颤蚓和水丝蚓为河流、湖泊底泥污染的指示生物

由于污染水体溶解氧含量低，水蚤颜色比在清水中红；苔藓虫喜清洁7．生态系统和生态平衡

生态系统是在一定时间和空间范围内由生物（包括动物、植物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生活环境（光、水、土壤、空气及其他生物因子）通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体

个体＞种群＞群落（核心）＞生态系统＞生物圈

非生物环境

生态平衡：一个生态系统在长时间内，其结构和功能相对稳定，物质与能量输入输出接近平衡，外来干扰下通过自然调节（或人为调控）能恢复原初的稳定状态

生态平衡失调：外来干扰超过生态系统自我调节能力，而不能恢复到原初的稳定状态8．土壤自净和土壤修复

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土壤自净：土壤对施入其中一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程

土壤生物修复：利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中，降滞留的污染物快速降解和转化，使土壤恢复其天然功能

9．空气污染的指标和指示菌

空气污染指标：室内1m空气中细菌总数为5001000个以上指示菌：绿色链球菌10．水体自净及其过程

河流接纳了一定量的污染物后，在物理、化学和水生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫水体自净。自净容量是指在水体单位时间内正常生物循环中能同化有机污染物的最大数量过程：（1）有机污染物排入水体后被水体稀释，有机和无机固体物沉降至河底（物理作用强）（2）耗氧菌增加使溶解氧含量下降，很多水生动物死亡，耗氧菌减少厌氧菌增加，藻类放氧和自然溶氧使含氧量增高，有机物缺乏和其他原因使细菌死亡（生物作用强）（3）日光、氧气等对污染物的分解（化学作用弱）11．被污染的水体都是自净水体

12．衡量水体污染与自净的指标（重点）

（1）.P/H指数：P代表光合自养型微生物（有叶绿素微生物），H代表异养型微生物。BIP值：BIP=无叶绿素微生物H/全部微生物数(P+H)*100%

氧浓度高低与细菌含量有关，既与BIP有关；昼夜变化幅度与藻类既P/H有关污染前＞污染＞净化开始＞持续＞结束P/H指数高下降最小增高高BIP值0～８增高60～100下降0～8溶解氧幅度固定值0升高降低固定值（2）.氧浓度昼夜变化幅度：水体中溶解氧是由空气中的氧溶于水和光合自养型微生

物的光合作用放出氧气得到补充，阳光的照射是关键因素。如果光合自养型微生物数量多，P/H指数就高，溶解氧昼夜差异大。河流刚被污染时，P/H指数下降，光合作用强度小，溶解氧浓度昼夜差异小

（3）.外观特征：混浊程度、颜色、气味（原因：水中细菌、悬浮物的种类、数量）（4）.指示生物：植物、鱼类等（指示生物包括：细菌、真菌、藻类、轮虫、原生动

物、浮游甲壳动物、底栖动物有寡毛类的颤蚯蚓、软体动物和水生昆虫）

13．水体自净指标综合应用污化系统（状态、指示生物）

排污点下游自净过程，沿河流方向有：多污带、α中污带、β中污带和寡污带多污带：厌氧状态，水成暗灰色，很混浊，水面有气泡，无显花植物，鱼类绝迹。以厌氧菌和兼性厌氧菌为主，水底淤泥有大量寡毛类（颤蚯蚓）动物

α中污带：水体灰色，半厌氧状态水面上有泡沫和浮泥。细菌数量较多，每毫升水约几千万个，有蓝藻、裸藻、绿藻，原生动物有天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、臂尾水轮虫、美观独缩虫和栉虾等，底泥已部分无机化，滋生了很多颤蚯蚓

β中污带：有机物较少，BOD和悬浮物含量低，溶解氧含量升高。细菌数量减少，藻类大量繁殖，水生植物出现。原生动物有固着型纤毛虫，轮虫，昆虫等寡污带（水体自净完成的标志）：有机物全部无机化，BOD和悬浮物含量极低，H2S消失，细菌极少，溶解氧恢复到正常含量，水的混浊度低。指示生物有鱼腥草、硅藻、黄藻、钟虫、变形虫、旋轮虫、浮游甲壳动物、水生植物及鱼14．总大肠菌群

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由于致病菌数量少，检测不便，选用和它相近的非致病菌做间接指标，结果选用总大肠菌群做致病菌的指示菌。我国规定1ml生活饮用水细菌菌落总数在100个以下。大肠杆菌＜3个/L

总大肠菌群可添加乳糖鉴定：包括埃希氏菌属，紫红，金属光泽；柠檬酸杆菌属，紫红或深红色；肠杆菌属，淡红色，菌落中间色深；克雷伯氏菌属，无色透明15．水体富营养化

水体氮、磷营养过剩。淡水水体发生“水化”或称“水花”，海洋称“赤潮”或“红潮”过程：藻类过量生长，产生大量有机物＞异养微生物氧化有机物耗氧，厌氧菌开始生长和代谢＞分解含硫化合物，产生H2S导致水有难闻气味＞鱼和耗氧微生物大量死亡，水体出现大量沉淀物且颜色异常16．有机污染物生物净化机理

有机污染物生物净化（无机化）的本质：微生物转化为无机物依靠：好氧分解（细菌，好氧有机物呼吸）、厌氧分解（厌氧细菌，发酵和厌氧无机盐呼吸）

17．多糖污染物、油脂的降解途径（掌握大致思路）

纤维素酶纤维二糖酶纤维素纤维二糖葡萄糖糖酵解厌氧ATP好氧分解发H2O三羧酸酵CO2循环葡萄糖丙酮丁醇发酵丙酮+丁醇+CO2+H2厌氧发酵丁酸发酵丁酸+乙酸+CO2+H2多糖水解为葡萄糖＞糖酵解＞丙酮酸无氧过程：乳酸、乙醇有氧过程：乙酰辅酶A,经三羧酸循环形成ATP、CO2、H2O

油脂（水解＋β氧化）水解为甘油和脂肪酸＞经β氧化彻底分解＞得到乙酰辅酶A＞三羧酸循环

18．芳香烃物质相同的后半段降解途径

苯酚氧化酶酶萘邻苯二酚酮基己二酸菲+O2+O2+2H蒽琥珀酸三羧酸循环

CO2+H2O

乙酰辅酶A

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19．硫化细菌和硫磺细菌

在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为元素硫，再进而氧化为硫酸的过程参与微生物有硫化细菌和硫磺细菌

硫化细菌：归属于硫杆菌属（革兰氏阴性杆菌），包括氧化硫硫杆菌，氧化亚铁硫杆菌硫磺杆菌：包括丝状硫磺细菌（均为革兰氏阴性菌）和光能自养硫细菌。氧化硫化氢为元素硫的丝状细菌有贝日阿托氏菌属、透明颤菌属、辫硫菌属、亮发菌属和发硫菌属H2S氧化生成硫粒，继续氧化成H2SO4，其中伴有能量释放，满足细菌本身需要20．铸铁管道被腐蚀和阻塞的原理

在混凝土排水管和铸铁排水管中，如果有硫酸盐存在，管的底部则常因缺氧而产生硫化氢。硫化氢上升到污水表层（或溢出空气层），与污水表面溶解氧相遇，硫化氢被硫化细菌或硫磺细菌将氧化为硫酸。再与管顶部的凝结水结合，使混凝土和铸铁管受到腐蚀。为减少腐蚀，除要求管道有适当坡度，使污水流动畅通外，还要加强管道的维护工作。铁细菌氧化亚铁产生能量合成细胞质。当他们生活在铸铁水管中时，常因水管中有酸性水而将铁转化为溶解性的二价铁，铁细菌就转化二价铁为三价铁（锈铁）并沉积于水管壁上，越积越多，以致阻塞水管，故经常要更换水管21．污水生物处理的基本原理（三、四章重点2131题）

污水的生物处理，主要是利用微生物对污染物的降解和转化功能，通过一定的人工技术措施，创造有利于微生物生长繁殖的良好环境，加速其新陈代谢过程，从而使污水中的有机污染物得以降解、去除

有机污染物在微生物酶的作用下被逐步降解。一部分转化为微生物体的组成部分，另一部分则通过生物氧化释放能量，供给微生物各种生命活动所需。在污水生物处理构筑物中，微生物、污染物和水呈混合状态原理的四步骤：（1）生物絮凝（2）生物吸附（3）生物氧化（4）沉淀作用22．活性污泥、污泥膨胀

有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其

中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥污泥膨胀：指在活性污泥法处理污水的过程中，由于种种的原因所引起的污泥微生物结

构的破坏，从而导致污泥的结构松散，体积膨胀，进而影响到污水后续处理过程的现象SBR即序批式间歇曝气反应器法23．好氧生物膜

是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体24．微生物在构筑物中处于悬浮状态（活性污泥法）或固着状态（生物膜法）25．好氧生物膜中的微生物种类及其功能

生物膜生物：以菌胶团为主；净化和降解作用

膜面生物：固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫，起促进滤池净化速度，提高整体效率的作用滤池扫除生物：轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、体虫等，起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。

26．活性污泥法处理污水中菌胶团细菌和原生动物的作用

菌胶团细菌的作用：（1）对有机物进行吸附和氧化分解（2）为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境（3）为原生动物提供附着场所（4）具有指示作用原生动物的作用：（1）指示作用（2）净化作用（3）促进絮凝和沉淀作用

丝状细菌：活性污泥的重要组成成分，有很强的氧化分解有机物的能力，污水净化中起着一定的作用。真菌：主要是腐生或寄生的丝状菌，大量繁殖会导致污泥膨胀现象。

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27．厌氧生物处理

在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法

组成：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒主要用于高浓度有机废水的前处理;剩余活性污泥的处理

厌氧法的缺点：1．出水的有机物浓度高于好氧处理2．对温度变化较为敏感3．厌氧微生物对有毒物质较为敏感4.初次启动过程缓慢,处理时间长5．处理过程中产生臭气和有色物质

28．原生动物与出水水质的关系（仅供参考）

（1）指示作用：微型后生指示动物有线虫、轮虫等；环境恶劣时会形成休眠体；还

可判断活性污泥的成熟程度

（2）净化作用：因为原生动物大多可吞噬有机物

（3）促进絮凝与沉淀：主要靠菌胶团细菌，但有些需要靠原生动物（4）促进二沉池的泥水分离29．好氧处理与厌氧处理的比较

厌氧处理不需氧气，好氧处理需要氧气，有曝气装，消耗能源；厌氧处理产生的沼气可用于发电或作为能源；对营养物的需求量少；产生的污泥量少，运行费用低，好氧处理则产生的污泥处理繁琐；出水的有机物浓度较高，不如好氧处理有机物彻底；对温度变化、有毒物质较为敏感（37度、毒物驯化处理）；初次启动过程缓慢,处理时间长（好氧只需七天，厌氧需要八至十二周，慢但间歇处理有重起快的优势）；处理过程中产生臭气和有色物质30．微生物脱氮原理

一级处理：除去废水中的砂砾及大的悬浮物；

二级生物处理：去除可溶性的有机物；除N等几乎除净深度处理：脱氮、除磷31．脱氮过程中的常见问题

脱氮原理：1.好氧硝化（亚硝化细菌NH3->NO3硝化细菌NO3->NO4）

2.缺氧反硝化(H2NO4->N2->溢出，进入自然界中的氮循环，水中的氮少了)

常见问题：1.先脱碳、后脱氮（硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，

脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢）2.硝化脱氮时有时需要补碱（NaHCO3)?（硝化作用消耗碱（NH3），水pH下降（硝化菌的最适pH为7.5-8.0）；补充碳源、升高pH）3.硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？（挂生物膜或投加悬浮填料定期投菌）

32．一级标准：废水磷含量在≤0．5mg/L；氨氮≤15mg／L33．除磷原理和化学机制

微生物除磷原理：依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌

好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源聚β-羟基丁酸盐（PHB）），逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)）；厌氧时：正相反不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备好氧状态消耗能源PHB）。34．消毒、消毒方法及原理

定义：通过消毒剂或其它消毒手段，杀灭水中致病微生物（包括病毒、细菌、真菌、原

生动物、肠道寄生虫及其卵等）的处理过程消毒方法有：物理方法：紫外线、超声波、加热

化学方法：加氯、臭氧、重金属离子等化学试剂

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原理：加氯消毒：主要靠水解产物次氯酸起作用。可破坏细菌细胞质膜；进入菌体内的

HOCl与菌体蛋白或酶蛋白中氨基和巯基反应而达到杀菌作用；还能与细菌、病毒的核酸结合达到杀灭效果

臭氧消毒：仅仅次于氟的强氧化剂，它有很强的消毒能力，除能杀死细菌外，对耐药性较强的病毒、芽孢也有很强的杀灭能力。能分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶；并直接与细菌和病毒发生作用，破坏细胞和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂肪类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢、生长和繁殖过程遭到破坏；能渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内使细胞发生畸变，导致细胞溶解死亡。臭氧消毒存在的主要问题是基建投资大，制备臭氧的电消耗高；臭氧在水中不稳定易分解，没有持久的杀菌作用

35．堆肥化

堆肥化是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降

解的有机物向稳定的腐殖质转化的过程

堆肥法是利用堆肥化过程来处理城市的生活垃圾及其他有机固体废弃物的方法36．好氧堆肥的原理及处理过程中起作用的微生物

好氧堆肥在通气条件下，利用好氧微生物分解大分子有机固体废弃物为小分子有机物，

部分有机物被矿化成无机物。在好氧堆肥过程中，会释放出大量的热能，使温度升高，可达50-65℃，甚至80-90℃，最后有机固体废弃物被完全腐熟成稳定的腐殖质

发酵初期的中温为好氧细菌与真菌，使温度升至50度；好热性的细菌、放线菌和真菌

分解纤维素。升至60度，真菌停止；升至70度，致病菌和虫卵被杀死，一般嗜热高温细菌和放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定37．固定化酶、固定化菌体

固定化酶：从筛选、培育获得的优良菌种体中提取活性极高的酶，再用包埋法等方法将

酶固定在载体上，制成不溶于水的固态酶固定化菌体：以与固定化酶相同的固定方法将酶活力强的微生物体固定在载体上，即成

固定化菌微生物38．微生物胞外多聚物

EPC，是微生物在一定的环境条件下，在其代谢过程中分泌的、包围在微生物细胞壁外的多聚化合物。包括荚膜、粘液层及其他表面物质39．载体结合法的种类及各自优缺点

共价键结合法：优点：酶与载体结合较牢固，不易脱落，有利于长时间使用。

缺点：制备条件复杂；酶蛋白活性中心易破坏

离子键结合法：优点：操作简便，处理条件温和，酶的高级结构和活性中心不易破坏，

有利于制备高活性酶

缺点：载体与酶的结合力较弱，在高离子强度下酶易从载体上脱落

物理吸附法：优点：酶蛋白活性中心不易被破坏，完整保持酶的高级结构;方法简单，

成本低。

缺点：酶吸附不牢固，易脱落；防止吸附酶的蛋白质与载体发生变性反应40．絮凝剂的种类及在废水生物处理中的作用

一类为有机高分子絮凝剂或是助凝剂，二类为无机絮凝剂，三类为微生物絮凝剂

废水生物处理中，二沉池的泥水分离好与坏，取决于活性污泥的絮凝性能和沉降性能。投加絮凝剂，可强化絮凝效果，改善出水水质

题型：填空26个*1分名词解释6个*3分简答7个（共41分）论述1个*15分考试时间：周四4：006：00

扩展阅读：微生物考试《环境工程微生物学(第三版)》考点 2

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①原位处理：在污染区原地钻一组注水井，用泵注入微生物、水和营养物，通入空

气。另外钻一组抽水井，用抽水泵抽取地下水，使地下水呈流动状态，促使微生物和营养物均匀分布。

②生物通风：注入空气，其他同上③异位处理

④反应器处理：★第四节水体微生物生态1.水体中微生物群落垂直分布：距海面010m的深处因受阳光照射含菌量较少，浮游藻类较多。例如绿藻、硅藻和、甲藻等，成为海洋生产者，为浮游动物和鱼、虾提供饵料。510m以下至2550m处的微生物数量较多，而且随海水深度增加而增加，50m一下微生物的数量随海水深度增加而减少。在海底因为沉积着很丰富的有机物，微生物数量增多，但溶解氧缺乏。因此就某一区域的微生物垂直分布而言，海面有阳光照射，藻类生长，溶解氧含量高，有好氧的异样菌，再往下为兼性厌氧微生物。海底有兼性厌氧菌和厌氧菌。

河流、湖泊、小溪和池塘等淡水体中微生物种类和土壤中相近，分布规律却和海洋中的相似。

【第十题：什么叫水体自净？可以根据哪些指标判断水体自净程度？】★2.水体自净和污染水体的微生物生态

水体自净：天然水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生生物（微生物、动物和植物）等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态的现象，叫做水体的自净。．

物理作用：稀释、沉淀(弱)；

化学作用：日光、氧气等对污染物的分解(弱)生物作用：生物降解(强)；

自净容量：是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。

水体自净过程大致如下

（1）物理作用：有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体

沉降到河底；

（2）生物作用：水体中好氧细菌利用溶解氧把有机物分解为简单的

有机物和无机物，并用以组成自身有机体，水中溶解氧急速下降至零，此时鱼类绝迹，原生动物，轮虫，浮游甲壳动物死亡，厌氧菌大量繁殖，对有机生物进行厌氧分解。有机物经细菌完全无机化后，

3-产物为CO2、H2O、PO4、NH3和H2S。NH3和H2S继续在硝化细菌和

-2-硫化细菌的作用下生成NO3和SO4。

（3）水体中的溶解氧在异养菌分解有机物时被消耗，大气中的氧刚溶于水就被迅速用掉，尽管水中藻类在白天进行光合作用放出氧气，但复氧速率仍小于耗氧速率，氧垂曲线下降。在最缺氧点，有机物的耗氧速率等于河流的复氧速率。再往下游有机物渐少，复氧速率大于耗氧速率，

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氧垂曲线上升。如果河流不再被有机物污染，河水中溶解氧恢复到原来水平，甚至达到饱和。

（4）随着水体的自净，有机物缺乏和其他原因（例如阳光照射、温度、ph变化、毒物及生物的拮抗作用等）使细菌死亡。剧测定，细菌死亡数大约为80%--90%。

3.衡量水体自净的指标（1）P/H指数

P代表光合自养型微生物（如藻类）H代表异养型微生物（如细菌等），两者的比即P/H指数。

P/H=（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）BIP=（无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物数量）≈H/（P+H）×100%

（2）氧浓度昼夜变化幅度：水体中的溶氧包括空气溶氧和光能自氧（藻类）产氧

阳光的照射是关键因素，白天和夜晚水中溶解氧液度差异较大。昼夜的差异取决于微生物的种群、数量或水体断面及水的深度氧浓度昼夜变化幅度比BIP更实用。

【提问】：为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？

答：氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜氧浓度变幅与藻类数量有关，因此与P/H或BIP有关。

污染前→污染→净化开始→持续→结束

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溶解氧变化幅度：小→0→增大→减小

这种指标与BIP从根本上是相同的

但由于溶解氧可以用溶解氧测定仪随时测定并迅速地得出结果，而BIP指标需要细

菌鉴定、培养、显微镜观察，周期长操作不便，因此实际操作中溶解氧变化幅度比BIP指标更为实用。

(3)水体外观：外观特征：混浊程度、颜色及气味等（4）指示生物：例如

污染前污染净化开始持续结束生物:植物--消失--藻类、原生--鱼虾-植物

鱼动物出现出现鱼4.污染水体的微生物生态

污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。分多污带、α-中污带、β-中污带、寡污带.类型外观BIP生物特征1．暗灰色，很浑浊，含大1．种类很少，厌氧菌和河流流向多污带类型量有机物，BOD高，兼性厌氧菌种类多，数溶解氧极低(或无)，为量大，每毫升水含有几厌氧状态。亿个细菌。有能分解复2．在有机物分解过程中，杂有机物的菌种，硫酸60~100产生H2S、C02和CH4还原菌、产甲烷菌等。等气体。臭味。2．无显花植物，鱼类绝3．水底沉积许多由有机迹。和无机物形成的淤泥。3．河底淤泥中有大量寡水面上有气泡。毛类(颤蚯蚓)动物。*外观BIP生物特征河流流向1．水为灰色，溶解氧少，1．生物种类比多污带稍为半厌氧状态，有机物多。细菌数量较多，每量减少，BOD下降；毫升水约有几千万个。2．水面上有泡沫和浮2．出现有蓝藻、裸藻、泥，有NH3、氨基酸及绿藻，原生动物有天蓝α-中污带20~60H2S。臭味。喇叭虫、美观独缩虫、椎尾水轮虫、臂尾水轮虫及栉虾等。**3．底泥已部分无机化，类型外观BIP生物特征滋生了很多颤蚯蚓。河流流向1．有机物较少，BOD和悬浮物含量低，溶解氧浓度升高；2．NH3和H2S分别氧化为β-中污带N03和S042-，两者含量8~20均减少。33Pickupyourcrazyheartandgiveitonemoretry.1．细菌数量减少，每毫升水只有几万个。2．藻类大量繁殖，水生植物出现。***3．原生动物有固着型纤毛虫如：独缩虫、聚缩虫等活跃，轮虫、浮游甲壳动物及昆虫出现。YXJisawokofart!

Thereistoomuchbeautytoquit.类型外观BIP生物特征1．有机物全部无机化，1．细菌极少；河BOD和悬浮物含量极2．出现鱼腥藻、硅藻、低，水的浑浊度低，溶黄藻、钟虫、变形虫、流解氧恢复到正常含量。旋轮虫、浮游甲壳动物、寡污带2．HS消失；0~8水生植物及鱼。****2流3．河流自净过程已完成的标志向5.水体中有机污染指标：

1）BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生物（有叶绿素和无叶绿素的微生物）的百分比。指数由下式计算：BIP=

2)细菌菌落总数：我国规定1ml生活饮用水中的细菌菌落总数在100CFU以下。6.水体富营养化

1）水体富营养化的概念与发生

水体富营养化：人类将富含氮、磷的城市生活污水和工业废水排放入湖泊、河流、

海洋，使上述水体的氮、磷营养过剩，促使水体中藻类过量生长，使淡水水体发生“水华”，使海洋发生“赤潮”，造成水体富营养化。

目前表示水体富营养化的指标是：水中无机氮含量超过0.20.3mg/L，生化需氧量大于10mg/L，总磷含量大于0.010.02mg/L就会出现富营养化。当无机氮达到0.3mg/L以上和磷达到0.02mg/L以上时，最适合藻类增长。一般认为，水体中总磷为20mg/m3，无机氮为300mg/m3以上就会出现富营养化。

第八章微生物在环境物质循环中的作用9-2碳循环

一、纤维素的转化

纤维素：植物细胞壁的重要成分，在植物体内含量达15%～50%。

纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，由葡萄糖通过β-1，4糖苷键聚合而成。每个纤维素分子含1400～10000个葡萄糖基(β-1-4糖苷键)。分子量多在

100万以上。

天然纤维分子不溶于水。

纤维素在微生物酶的催化下沿下列途径分解：

分解纤维素的微生物：

好氧细菌粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌；

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厌氧细菌产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。放线菌链霉菌属。

真菌青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉丛毛霉。二、半纤维素的转化

存在于植物细胞壁的杂多糖(聚戊糖、聚己糖、聚糖醛酸)。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。半纤维素的分解过程：

分解半纤维素的微生物：

分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。

许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、

曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。

三、淀粉的转化

分布：在植物种子中含量很高。植物的种子（稻、麦、玉米）和果实之中。

淀粉废水来源：以粮食和果实作原料的工厂废水，例如淀粉厂废水、酒厂废水，印

染废水、抗生素发酵废水及生活污水等均含有淀粉。

1、淀粉的种类

淀粉分直链淀粉与支链淀粉两种。

直链淀粉：是由250～300个葡萄糖分子通过α-1，4糖苷键连接而成的线性

大分子聚合物，分子量约60000，通常卷曲为螺旋形。不溶于水，一般在自然淀粉中，直链淀粉约占10～20％，遇碘变蓝。

支链淀粉：是由1300个以上的葡糖通过α-1，4和α-1，6糖苷键连接而成

的大分子聚合物，分子量大于20万。一般在自然淀粉中，支链淀粉约占80～90％，溶于水，遇碘变紫红色。

2、淀粉分解途径

淀粉如何被微生物降解?

首先在微生物分泌的淀粉酶作用下水解为葡萄糖，然后被吸收作为微生物的能源物

质氧化产能。

3.分解淀粉的微生物

好氧菌：枯草芽孢杆菌、和根霉、曲霉。兼性厌氧菌：酵母菌。

厌氧菌：丙酮丁酸梭状芽孢杆菌和丁醇梭状芽孢杆菌等

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淀粉酶

许多微生物在生长过程中能合成分解淀粉的酶，并将这些酶分泌到细胞外部。能将淀粉分解成葡萄糖与双糖的酶称为淀粉酶。产淀粉酶主要有：枯草芽孢杆菌和根霉、曲霉。

其他微生物则主要进行淀粉水解产物葡萄糖的进一步分解。★五、脂肪的转化★

脂肪（油脂）：是甘油与高级脂肪酸所形成的酯，不溶于水，可溶于有机溶剂。

脂：由饱和脂肪酸和甘油组成的，在常温下呈固态的。油：由不饱和脂肪酸和甘油组成的，在常温下呈液体的。

脂肪的种类：三棕榈精C3H5(C15H31COO)3、三硬脂精C3H5(C17H35COO)3、三醋精

C3H5(CH3COO)3。组成脂肪的脂肪酸几乎都具偶数个碳原子。

饱和脂肪酸：硬脂酸C17H35COOH、棕榈酸（软脂酸，C15H31COOH）、丁酸

C3H7COOH、丙酸C2H5COOH和乙酸CH3COOH。不饱和脂肪酸：油酸C17H33COOH、亚油酸C17H31COOH、亚麻酸C17H29COOH。

◎脂肪的分布：

存在于动、植物体中，是人和动物的能量来源，可作为微生物的碳源和能源。在动植物残体中含有一定量脂类物质。

一般作物茎叶中，脂类约占干物质的0.5%～2.0%，油料作物种子中，脂类约为30%～50%。

土壤中的脂类主要来自植物残体，少量来自动物与微生物。

水中来源：毛纺废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂；脂肪分解途径：水解＋β-氧化1、脂肪的分解：（水解反应）分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。在脂肪酶作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。反应式：

1）甘油的转化

①甘油完全氧化为二氧化碳和水：

甘油先转化为磷酸二羟丙酮后，再经EMP、TCA，最终转化为二氧化碳和水。②参与合成反应

甘油转化为磷酸二羟丙酮后，沿酵解途径生成1-磷酸葡萄糖。进而生成葡萄糖和淀粉。

2）脂肪酸的β-氧化β-氧化过程：脂肪酸先是被脂酰硫激酶激活，然后在α，β碳原子上脱氢、加水、再脱氢、再加水，最后在α，β碳位之间的碳链断裂，生产1mol乙酰辅酶A和碳链和较原来少两个碳原子的脂肪酸。乙酰辅酶A进入三羧酸循环完全氧化成二氧化碳和水。剩下的碳链较原

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来少两个碳原子的脂肪酸可重复一次β-氧化，以至完全形成乙酰辅酶A而告终。

【例】硬脂酸：1mol硬脂酸含18个碳原子，需要经过8次β-氧化作用，全部降解为9mol乙酰辅酶A，其总反应式如下：

乙酰辅酶A

C18硬脂酸完全氧化可产生大量能量。1mol硬脂酰辅酶A每经一次β-氧化作用，产生1mol乙酰辅酶A、1molFADH2及1molNADH。

1mol乙酰辅酶A经三羧酸循环氧化产生12molATP1molFADH2经呼吸链氧化产生2molATP1molNADH经呼吸链氧化产生3molATP--------------------------------------------------------------------共产生17molATP开始激活硬脂酸时消耗-1molATP-------------------------------------------------------------净得16molATP

故第一次β-氧化时获得16molATP，以后七次重复β-氧化时不再消耗ATP，每次可以净得17molATP，故1mol硬脂酸被彻底氧化可得到很高的能量水平。则共得：（16+17*7=12）mol=147molATP.2、能量的计算（以三硬脂精为例）

1）1mol甘油完全氧化成二氧化碳和水产生的ATP：甘油到丙酮酸：

底物水平磷酸化净得1ATP;2NADH2×3＝6ATPTCA产生的ATP:

4NADH2×3＝121FADH2×2＝2ATP底物水平磷酸化1ATP

因此1mol甘油完全氧化可生产22molATP。2）脂肪酸完全氧化：

18C硬脂酸完全氧化可生产大量的能量。

1mol硬脂酸完全氧化可生成9mol乙酰COA，8molFADH2，8molNADH2，并消化了1molATP。产生的总的ATP：

因：1mol乙酰COA经TCA产生ATP：3×3＋2×1+1=12molATP。1mol硬脂酸产能：

9mol乙酰COA经TCA产生：ATP：12×9＝108molATP。8molNADH2经呼吸链氧化产生的ATP：3×8＝24molATP8molFADH2经呼吸链氧化产生的ATP：2×8＝16molATP

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消耗的ATP：-1molATP。

1mol硬脂酸产生的ATP总计：147molATP

3mol硬脂酸产生的ATP总计：3×147mol＝441molATP1mol的三硬脂酸的完全氧化产生的ATP：441＋22＝463molATP六、木质素的转化

木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。

降解微生物：

分解本质素的微生物有真菌中的担子菌和子囊菌，还有放线菌与某些细菌，其中重要的是浅色担子菌。如干朽菌(Merulius)、多孔菌(Polyporus)及伞菌(Agaricus)等属的一些种。

木质素在土壤中分解缓慢。好气条件下的分解速度较快。真菌分解木质素的能力较细菌强。

9-3氮循环

自然界氮素存在形态：分子N2、有机氮化合物、无机氮化合物（氨氮和硝酸氮）

氮循环包括固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用。微生物引起土壤氮素的分解转变过程有：

含氮有机物分解形成氨氨化作用；氨态氮氧化为硝酸硝化作用；硝态氮还原为氮气反硝化作用；

分子氮经生物固定为氨生物固氮作用。

1.蛋白质水解：蛋白质相对分子质量大，不能直接进入微生物细胞。在细胞外被蛋白酶水解为小分子肽及氨基酸后才能透过细胞被微生物利用。

蛋白质水解过程：肽酶

蛋白质-胨-肽-氨基酸

来源：动植物残体、生活污水、屠宰废水、乳品加工废水、制革废水等。分解蛋白质的微生物：

微生物不同，分解利用蛋白质的能力不同。

真菌分解蛋白质的能力较细菌强，且能利用天然蛋白质

大多数细菌不能利用天然蛋白质，只能利用某些变性蛋白及蛋白胨、肽等蛋白质的

降解产物，这与大多数细菌能合成肽酶有关。eg：大肠杆菌只能分解蛋白质降解产物。

蛋白酶是一种胞外酶。不同的蛋白质需要不同的蛋白酶催化才能降解。如明胶、酪蛋白、胶原蛋白和角蛋白分别由明胶蛋白酶、酪蛋白酶、胶原蛋白酶及角蛋白酶水解。

2.氨基酸的转化：氨基酸主要作为微生物生长的氮源，在碳、能源不足时也可用作碳源与能源物质。氨基酸分解产生氨的方式有以下几种：

1）脱氨作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下生成氨，称为脱氨作用。脱氨种类：①氧化脱氨：在好氧微生物作用下进行。②还原脱氨：由专性厌氧菌和兼性厌氧菌在厌氧条件下进行。③水解脱氨：氨基酸水解脱氨后形成羧酸。④减饱和脱氨：氨基酸在脱氨基时，在α、β位减饱和成为不饱和酸。

2）脱羧作用：氨基酸脱羧作用多数由腐败细菌和霉菌引起，经脱羧后生成胺。二元胺对

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人有毒，肉类蛋白质腐败后不可食用，以免中毒。【第六题：何谓氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用？他们各有哪些微生物作用？】3.尿素的氨化：含氮有机物分解成氨；分解蛋白质产生氨能力强的微生物称氨化微生物。土壤里氨化微生物种类多，数量大。

细菌：其中常见的有无芽孢细菌，如荧光假单胞杆菌、普通变形杆菌、大肠杆菌等；

芽孢杆菌如枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆、巨大芽孢杆菌等。既有好气性细菌，又有厌气性细菌和腐败梭菌、生孢梭菌；

还有多种放线菌和霉菌(毛霉、曲霉等)。

4．硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸，即铵态氮转化为硝酸，这称为硝化作用。亚硝化细菌和硝化细菌都是好氧菌，适宜在中性和偏碱性环境中生长，不需要有机营养。1、硝化细菌

硝化过程包括两个阶段，分别由两类细菌引起。

第一阶段--亚硝化阶段：氨氧化为亚硝酸，叫做亚硝酸化作用，作用的细菌是亚硝酸细菌。

亚硝酸细菌种类：主要有4属，即亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属和亚硝酸叶菌属，尚有分类地位未定的一些属种。

第二阶段硝化阶段是亚硝酸氧化为硝酸，作用的细菌是硝酸细菌

硝酸细菌种类：硝酸细菌主要有3个属，即硝酸杆菌属、硝酸刺菌属和硝酸球菌属。◎硝化细菌生理特征：属中温菌的亚硝酸细菌和硝酸细菌合称为硝化细菌，都是无芽孢细菌，严格好气性，含细胞色素体系，以氧化氨或亚硝酸获取能量，同化CO2为有机物质，属化能自养菌，G-。

◎亚硝酸菌与硝酸菌多相互伴生，后者的活性又强于前者，所以，当氨氧化为亚硝酸后，便不停地被氧化为硝酸。因而，在一般情况下，土壤里无亚硝酸积存。【亚硝化细菌和消化细菌是互生关系】

5.反硝化作用：【硝态氮还原为氮气】在厌氧或兼性厌氧条件下，兼性厌氧的硝酸盐还原菌将硝酸还原为N2的过程为反硝化作用。因还原产物N2向空中弥散，故可引起土壤氮素损失，又称之为脱氮作用。脱氮作用

反硝化细菌（兼性厌氧菌）在厌氧条件下，将硝酸还原为氮气如：HNO3→N2

反硝化细菌：能直接引起硝酸还原为N2的细菌，称为反硝化细菌，真菌与放线菌

无此作用。

反硝化细菌均为有机营养型的兼性厌氧菌。在通气情况下，进行正常的有氧呼吸；

在厌气情况下，利用硝酸中的氧做受氢体，导致硝酸还原为N2等。总反应：C6H12O6+4NO3-→6H2O+6CO2+2N2

6.固氮作用：在固氮微生物的固氮酶作用下将气态氮转化为氨，进而合成为有机氮

化物的过程；（如：N2---NH3）

固氮途径：生物固氮(85％)；人工合成；天然反应(闪电等)。

化学法：就是在高温、高压条件下把氮气转变为氨，此法耗能多，投资大。生物法：是利用有固氮功能的微生物，在常温、常压下把氮气转变为NH4+

的形式，所需的能源是生物的光合产物。该过程做生物固氮。

固氮微生物：根瘤菌、弗兰克菌(共生固氮)蓝细菌、固氮菌、克雷伯氏菌、拜叶

林克氏菌等(好氧)、梭菌、绿硫细菌、红假甲胞菌、红螺菌、甲烷菌(厌氧)等。固氮作用特点：需固氮酶;耗能：固定1molN2为2molNH3需要24molATP；固氮酶

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对氧气敏感；

第四节硫循环

在自然界中的硫有三态：单质硫、无机硫化物及含硫有机化合物。

1.含硫有机物的转化：通过氨化脱硫微生物分解有机硫产生硫化氢和氨。2.无机硫的转化：【低价态的硫--高价态的硫】

1）硫化作用：在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为单质硫，进而氧

化为硫酸，这个过程称为硫化作用。参与硫化作用的微生物有硫化细菌和硫磺细菌。

硫化细菌：为革兰氏阴性杆菌，为好氧菌和兼性厌氧的脱氮硫杆菌，生长温度

○

在2830C有些种能在强酸条件下生长，例如氧化硫杆菌最适宜的ph在

2.02.5硫被硫化细菌氧化为硫酸，使环境ph降至2以下，同时产生能量。

2）硫磺细菌：1）丝状硫细菌：贝日阿托氏菌属、发硫菌属等

3.反硫化作用：（高价态硫---硫化氢）土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐和次硫酸盐在微生物的还原作用下形成硫化氢。

第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第一节污废水生物处理中的生态系统

城市污水和工业废水生物处理的方法分类：

根据微生物与O2的关系分为两大类：好氧处理、厌氧处理。

根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态分为：活性污泥法、生物膜法。一、好氧活性污泥法

★★1.好氧活性污泥的组成：是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与废水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。

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普通活性污泥法：

废水初尘池曝气池二沉池出水

2.好氧活性污泥的存在状态：①完全混合式的曝气池内：因曝气搅动始终与废水完全混合，总以悬浮状态存在，均匀分布在曝气池内并处于激烈运动之中。从曝气池的任何一点取出的活性污泥，其微生物群落基本相同。

②推流式的曝气池内：各区段之间的微生物种群和数量有差异，随推流方向微生物种类依次增多。而在每一区段中的任何一点，其活性污泥微生物群落基本相同。

【第一题：什么叫活性污泥？它有哪些组成和性质？】

3.好氧活性污泥的微生物群落：好氧活性污泥（绒粒）的结构和功能中心是起絮凝作用

的细菌形成的细菌团块，称菌胶团。

①细菌：形成活性污泥絮状体，是活性污泥基本成分。氧化有机物能力强。eg：菌胶团细菌中动胶菌属。

活性污泥（绒粒）的主体细菌（优势菌）多数是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70%，还有其他的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。

②丝状菌：起到一定的净化作用，若其大于菌胶团可形成污泥膨胀。eg：浮游细菌、贝氏硫细菌、发硫细菌等。

③真菌：主要为丝状真菌，有毛霉、根霉、曲霉、镰刀霉等。起到辅助净化作用。过多，也会导致污泥膨胀。

④原生动物：净化及指示作用。⑤微型后生动物：指示作用。

4.好氧活性污泥的性质：具有沉降性能；有生物活性，有吸附、氧化有机物的能力；有自我繁殖能力。各种活性污泥有各自的颜色，含水率在99％左右，它的密度为1.002～1.006，绒粒大小为0.02～0.2mm，比表面积为20～100cm2/ml之间。呈弱酸性（pH约为6.7），当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。5.好氧活性污泥中微生物的浓度（MLSS）：常用1L活性污泥混合液中含有恒重的干固体（mg)即MLSS(混合液悬浮固体）表示，或用1L活性污泥混合液中含有恒重、干的挥发性固体(mg)即MLVSS(混合液挥发性悬浮固体）表示。

在一般的城市污水处理中，MLSS保持在201*～3000mg/L。工业废水生物处理中，MLSS保持在3000mg/L左右。高浓度的工业废水生物处理的MLSS保持在3000～5000mg/L。1ml好氧活性污泥中的细菌有107～108个。

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6.好氧活性污泥净化废水的作用机理

好氧活性污泥绒粒吸附和生物降解有机物的过程分三步：

第1步：在有氧的条件下，活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附废水中的有机物；

第2步：是活性污泥绒粒中的水解性细菌水解大分子有机物为小分子有机物，同时，微生物合成自身细胞。废水中的溶解性有机物直接被细菌吸收，在细菌体内氧化分解，其中间代谢产物被另一群细菌吸收，进而无机化；

第3步是其他的微生物吸收或吞食未分解彻底的有机物及游离细菌。7．氧化塘（氧化沟）：1）氧化塘的微生物群落

氧化塘是人工的、接近自然生态系统，在氧化塘（或氧化沟）内，藻类和细菌共存于同一环境中，保持互生关系。其中还有霉菌、放线菌、原生动物、轮虫、线虫、浮游甲壳动物、寡毛类、软体动物及水生植物等组成的一个生态系。其食物链与自然水体基本相同。2）氧化塘处理废水的机理

氧化塘一般用于三级深度处理。用以处理生活污水和富含氮、磷的工业废水。机理（p301）:有机废水流入氧化塘，其中的细菌吸收水中溶解氧，将有机物氧化分解为H2O，CO2、NH3、NO3-、PO43-、SO42-。细菌利用自身分解含氮有机物产生的NH3和环境中的营养物合成细胞物质。在光照条件下藻类利用H2O和CO2进行光合作用合成碳水化合物（糖类），再吸收NH3和SO42-合成蛋白质、吸收PO43-合成核酸。并繁殖新藻体。

【第五题：菌胶团、原生动物和微型后生动物在水处理过程中有哪些作用？】

★3）菌胶团的作用：在水处理工程领域中，将所有具有荚膜或黏液层或明胶质的絮凝性细菌互相凝聚集成的细菌团块称为菌胶团。

①有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力。

②菌胶团对有机物的吸附和分解、为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境，例如去除毒物、提供食料、溶解氧升高。

③为原生动物、微型后生动物提供附着场所。

④具有指示作用：通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。例如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，即再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。

4）原生动物及微型后生动物的作用

原生动物和微型后生动物在废水生物处理和水体污染及自净中起到三个方面作用。1、指示作用

生物是由低等向高等演化的，低等生物对环境适应性强，对环境因素的改变不甚敏

感。较高等生物则相反，例如钟虫和轮虫对溶解氧和毒物特别敏感。

所以，水体中的排污口、废水生物处理的初期或推流系统的进水处，生长大量的细

菌，其他微生物很少或不出现。随着废水净化和水体自净程度增高，相应出现许多较高级的微生物。

原生动物及微型后生动物出现的先后次序是：细菌→植物性鞭毛虫→肉足类（变形虫）→动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫。原生动物及微型后生动物指示作用表现为以下三方面：

①根据原生动物和微型后生动物的演替，根据它们的活动规律判断水质和污（废）水处理程度。还可判断活性污泥培养成熟程度

②根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏：如固着型纤毛虫的钟虫属、累枝

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虫属、盖纤虫属、聚缩虫属、独缩虫属、漫游虫属、轮虫等出现，说明活性污泥正常，出水水质好。

当豆形虫属、草履虫属、四膜虫属、屋滴虫属、眼虫属等出现，说明活性污泥结构松散，出水水质差。线虫出现说明缺氧。

③还可根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。例如：水体变坏时，钟虫由正常虫体向包囊演变的一系列变态。原生动物和微型后生动物在活性污泥培养过程中的指示作用

2、净化作用

3、促进絮凝和沉淀作用：废水生物处理中主要靠细菌起净化作用和絮凝作用。然而有的细菌需要一定浓度的原生动物存在，由原生动物分泌一定的粘液物协同和促使细菌发生絮凝作用。

二、好氧生物膜法

生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。

于19世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生产和环境保护对于水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。

好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、接触氧化法(即浸没滤池法)等。★★1.好氧生物膜介绍：好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和碱性厌氧微生物黏附在生物滤池滤料上或黏附在生物转盘盘片上的一层黏性、薄膜状的微生物混合群体★★2.好氧生物膜中的微生物群落及其功能（必考）

普通滤池内生物膜的微生物群落有：生物膜生物（膜内）、生物膜面生物及滤池扫除生物。生物膜生物是以菌胶团为主要成分，辅以浮游球衣菌、藻类等。它们起净化和稳定污水水质的功能。【横向分布：膜内、膜表面、膜外层】生物膜面生物是固着型纤毛虫（钟虫、累枝虫、独缩虫等），游泳型纤毛虫（斜管虫、尖毛虫、豆形虫等）及微型后生动物，他们起促进滤池净化速度、提高滤池整体处理效率的功能。滤池扫除生物有轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、票页体虫等，他们起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。根据位置与功能不同生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。普通滤池内生物膜的微生物群落表

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若把生物滤池分上中下三层【纵向分布】则上层营养物浓度高（多污带），生长的多为细菌，有少数鞭毛虫。中层微生物得到的除污水中的营养物外，还有上层微生物的代谢产物，微生物种类比上层稍多，有菌胶团、浮游球衣菌、鞭毛虫、变形虫、肾形虫等。下层有机物浓度低，低分子有机物占多数，微生物种类更多，除菌胶团、浮游球衣菌外，还有以钟虫为主的固着型纤毛虫。

对同一类污水好氧活性污泥法与生物滤池法处理效果对比

优缺点对比

★★3.好氧生物膜的净化作用机理：生物膜在滤池中是分层的，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫）及

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微型后生动物吸附废水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物。同时生物膜生物吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并进行氧化分解，利用吸收的营养构建自身细胞。上一层生物膜的代谢产物流向下层，被下一层生物膜生物吸收，进一步氧化分解为CO2和H2O。老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除物（轮虫、线虫、体虫等）吞食。通过以上微生物化学和吞食作用，废水得到净化。第二节活性污泥膨胀和控制对策1.提问：什么是活性污泥膨胀？

在运行不正常的情况下，则会形成由丝状菌引起的丝状膨胀污泥和由非丝状细

菌引起的菌胶团膨胀污泥。这两种原因引起的膨胀污泥SV30均在95%以上；正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，泥水分离困难，出水水质急剧变差的现象。本质污泥密度变小或黏附能力下降。分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类。

2.活性污泥丝状膨胀：由于丝状菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。3.活性污泥丝状膨胀的成因：

○

1）温度：构成活性污泥的各种菌最适宜生长温度是30C左右

2）菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧的需要差别大，如浮游球衣菌为好氧和微量好氧菌，对环境适应能力强，有机废水中溶解氧缺乏，丝状细菌呈优势生长，故很容易引起活性污泥丝状膨胀。

3）可溶性有机物及其种类：几乎所有地丝状菌都能吸收可溶性有机物，有机物因缺氧分解不彻底，为丝状菌提供营养条件，导致丝状菌优势生长。4）有机物浓度（有机负荷）：在生活污水和饰品工业等有机废水中，BOD5在100200mg/l，往往会使浮游球衣菌和菌胶团的数量比例增大，浮游球衣菌的数量超过60%以上，占优势导致活性污泥的丝状膨胀。4.活性污泥丝状膨胀机理：

1）对溶解氧的竞争：如果曝气池溶解氧长期保持在较低的水平，则明显有利于丝状菌的优势生长；

2）对可溶性有机物的竞争：低分子糖类和有机酸有利于丝状菌生长，容易发生活性污泥丝状膨胀；

3）对氮、磷的竞争：如果氮、磷比例小于BOD5：N:P=100：5：1，在低氮和低磷的情况下，丝状菌具有大的比表面积，有利于它与菌胶团竞争氮、磷而优势生长；

4）有机物冲击负荷的影响：流入生产装置的废水中的有机物浓度、组成及流量发生急剧变化。如曝气池中有机物浓度突然增加，供氧不变，微生物呼吸迅速消耗溶解氧，丝状菌与菌胶团争夺溶解氧，导致丝状菌优势生长引起活性污泥丝状膨胀。★5.控制活性污泥丝状膨胀的对策（考试）

控制活性污泥丝状膨胀的最佳办法是：遏制活性污泥丝状膨胀致因微生物的极度生长，达到控制活性污泥丝状膨胀的目的。

1.控制溶解氧：溶解氧浓度必须控制在2mg/L以上

2.控制有机负荷：BOD5污泥负荷在0.20.3kg/(kgMLSS.d)为宜

3.改革工艺：将活性污泥法改为生物膜法；在曝气池中加填料改为生物接触氧化法；将二沉池沉淀法改为气浮法。其他工艺如AB法、A/O（缺氧---好氧）系统、A2/O(厌氧缺氧好氧)系统、A2/O2(缺氧---好氧---缺氧---好氧)、系统及SBR（序批式间歇曝气反应器）法及生物滤池等工艺。

Ps：常用术语：污泥容积指数（SVI）是指曝气池中在1000ml量筒中静置30min后1g干污泥所形成的湿污泥的体积数，mL/g。即每单位干污泥形成的湿泥的体积。50~150ml/g为正

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常；SV30:实际就是活性污泥在1000毫升量筒中沉降30分钟后的体积。单位mL/L两者之间的关系：SV30/MLSS=SVI，6.非丝状污泥膨胀

①曝气力度过大，污泥碎裂膨胀

原因：气泡夹带,密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期多糖分泌减少②缺氧、厌氧膨胀漂泥

原因：二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化N2、CH4)③进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；

原因：油及泡沫降低污泥密度

④生物中毒（pH波动大、补碱过量、温度过高、CODcr浓度骤然升高、含酚及其衍

生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）污泥膨胀

原因：细菌休克死亡、粘液分泌减少

⑤新污泥膨胀现象：未驯化污泥对新类型废水不适应，不沉降或沉降极慢，长时间

曝气驯化后恢复正常；原因：类似中毒

10-3厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法

废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理;

1.厌氧法的优点：1．产生的沼气（主要成分是甲烷）可用于发电或作为能源，即清洁

城市又作为能源；

2.对营养物的需求量少：好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厌氧

方法为（350~500）：5：1，相比而言对N、P的需求要小的多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。

3.产生的污泥量少，运行费用低：繁殖慢；不需要曝气

基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工业中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点

2.厌氧法的缺点：

1．出水的有机物浓度高于好氧处理：发酵分解有机物不完全；2．对温度变化较为敏感：工业中需要设置进水的控温装置，37℃。

3．厌氧微生物对有毒物质较为敏感：但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受

力常常会极大地提高。

4.初次启动过程缓慢,处理时间长：好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要

7天就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功

5．处理过程中产生臭气和有色物质：臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气

体以及硫醇、氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。

【第十三题：叙述高浓度有机废水厌氧沼气（甲烷）发酵理论及其微生物群落。】

★3.厌氧活性污泥净化废水的作用机理（甲烷发酵理论与机制）：复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解阶段、发酵阶段（又称酸化阶段）、产乙酸阶段、产甲烷阶段

1）水解阶段、发酵阶段：水解和发酵性细菌在细菌胞外酶的作用下大分子的有机

物（纤维素、淀粉等）水解为小分子的有机物（单糖）后再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸；脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。

第一阶段的微生物是水解、发酵类性细菌群：梭状芽孢杆菌、拟杆菌等酸化细菌吸

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收并转化为更为简单的化合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等。

2）产氢和产乙酸阶段：产氢和产乙酸细菌把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和

氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是产氢、产乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。

3）产甲烷阶段：乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被转化为甲烷和

以及甲烷菌细胞物质。经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。

微生物群落：是两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。①一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷或一氧化碳和氢气合成甲烷；②另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳。或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解为甲烷。4）同型产乙酸阶段

4.厌氧活性污泥的性质和组成：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。

呈灰色至黑色，

有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。

★微生物的组成主要有六种：从外到内①将大分子水解为小分子的水解细菌②将小

分子的单糖、氨基酸等发酵为氢和乙酸的发酵细菌③氢营养型细菌和乙酸营养型古菌④利用H2和CO2合成CH4的古菌⑤厌氧原生动物。其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架

二、光合细菌处理高浓度有机废水

BOD5在10000mg/L以上的高浓有机废水（浓粪便水、豆制品废水、食品加工废水、屠宰废水等）可用有机光合细菌(PSB)处理。

因有机光合细菌只能利用脂肪酸等低分子化合物，所以，在有机光合细菌处理废水之前，要用水解性细菌将碳水化合物、脂肪和蛋白质水解为脂肪酸、氨基酸、氨等物质。这样可得到较好的处理效果，BOD5去除率可达95%，甚至达98%。

微生物群落：营光能异养的光合细菌有红螺菌科中的红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属。它们含有菌叶绿素a或b和类胡萝卜素而呈红色，在无氧条件下利用简单有机物进行光合作用；在黑暗中微量好氧和好氧的条件下进行氧化代谢。可利用H2作为电子供体。【第十四题：含硫高浓度有机废水一般有几种处理方法？】三、含硫酸盐有机废水的厌氧微生物处理

1.工艺：预处理→脱硫酸根离子→厌氧消化→出水2.废水特征：在发酵工业的废水，如味精（即谷氨酸）废水和赖氨酸废水中含的硫酸根（SO42-）有200--30000mg/L，COD为60000--80000mg/L。

3.脱硫的功能：废水中低浓度的SO42-可提供无机盐，高的SO42-对微生物有毒害作用。高浓

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度的有机废水进行厌氧消化处理的目的是产甲烷，然而，在有SO42-存在时，在硫酸还原细菌（SRB)和产甲烷细菌同时存在的条件下，争夺氢，产甲烷细菌无法获得H2，从而还原CO2为CH4。故在进行甲烷发酵之前，要先降低SO42-到产甲烷菌能忍受的浓度后，再进行甲烷发酵处理。

除硫酸离子的措施：

化学法：可用化学法降低SO42-，加CaO和Ca(OH）2生成CaSO4沉淀可去除

SO42-，若加少量的FeCl3，效果更佳。

微生物法：去除SO42-的厌氧微生物处理方法是SRB法。是在氧化还原电位

极低（-250mV以下）的厌氧条件下，处理含高浓度SO42-的高浓度有机废水。用硫酸还原细菌(SulfurReducingBacteria简称SRB)进行硫酸还原作用（反硫化作用），以SO42-为最终电子受体，利用有机物作供氢体、将SO42-还原为H2S.从水中溢出。用盛有NaOH的吸收塔吸收H2S为Na2S，可作工业原料用。而废水中的有机物可部分无机化。

第十章废水深度处理和微污染水源水预处理中的微生物学原理11-1废水深度处理--脱氮除磷与微生物学原理

天然水体中N、P的来源来源：城市生活污水、农业施肥和喷洒农药、工业废水（如化肥、石油炼厂、焦化、制药、印染、洗涤剂等生产废水）食品加工、禽畜粪便水等。脱N除P的目的：防治水体富营养化，防止藻类大量繁殖。

1.微生物脱氮工艺、原理及其微生物（★脱氮原理★）（1）微生物脱氮工艺

工艺：A/O、A2/O、A2/O2、SBR等既可去除COD和BOD，又可去除氨氮。也可去除磷。★（2）脱氮原理：分两步：先进行好氧硝化作用，后进行缺/厌氧反硝化作用。

原理：脱氮首先利用设施内好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的硝化协

同作用，将NH3转化为NO2----N和NO3----N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2----N（经反亚硝化）和NO3----N-（经反硝化）还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气，N2参与自然界物质循环。水中含氮物质大量减少，降低出水潜在危险性。

（3）硝化、脱氮微生物1、硝化作用段微生物

1）硝化细菌（亚硝化、硝化细菌）的特征：

①氧化氨的细菌（亚硝化细菌）：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：

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此外，高的光强度和高氧浓度都会抑制其生长，亚硝化细菌含淡黄至淡红色素。种类：亚硝化细菌包括亚硝化单胞菌属，亚硝化螺菌属和亚硝化球菌属等。②氧化亚硝酸细菌（硝酸细菌）：硝化菌包括硝化杆菌和硝化球菌等。

主要特征：：：：：：：：：：：：：：：：

③硝化过程运行操作的关键指标：a.泥龄(即悬浮固体停留时间SRT)：泥龄是重要的控制指标，可通过排泥控制泥龄，一般控制在5d以上，泥龄要大于硝化细菌的生长速度。B．要供给足够氧：溶氧量一般控制在1.2----2.0mg/L为宜。C．控制适度的曝气时间（水力停留时间）普通活性污泥

的曝气时间为46h，甚至8h（SBR法）

D．碱度：如果水中的碱不够，需适当投加NaHCO3维持碱

度，中和硝酸，缓冲酸碱度。

E．温度：大多数的硝化细菌生长最适温度为2530，

实际上他们的生长温度范围是较广的。

2.反硝化作用段及细菌：1）反硝化细菌：（化能异养）反硝化细菌是所有能以NO3-为最终电子受体、利用低分子有

机物作为供氢体，将NO3-还原为氮气的细菌的总称呼。

2）反硝化段的运行操作：关键指标有碳源（即电子供体或叫供氢体），ph（由碱度控制）、

最终电子受体NO3-和NO2-、温度和溶解氧等。

3）反硝化类型：①传统的反硝化生物化学反应；②外源反硝化；③内源反硝化（即硝化细

菌的内源呼吸）；④厌氧氨氧化脱氮

3.微生物脱氮工艺的选择（会绘制三种基本脱氮组合工艺的流程图p330）1）微生物脱氮工艺（P330)

活性污泥法典型工艺A/O工艺（缺氧、好氧工艺）A/O脱氮工艺（倒置反硝化图）脱氮原理

缺氧反硝化

细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）

反应：NO3-N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气碳源：原水中BOD

硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物好氧脱碳硝化

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脱碳氧化去除COD

脱碳菌好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源硝化菌好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源（NH4+→NO2-→NO3-)

提问：为什么先脱碳、后脱氮？

答硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；提问：硝化脱氮时有时需要补碱（NaHCO3)?

1）硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-）生成了硝酸，水pH下降；2）补充碳源、升高pH

提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？

方案：1）挂生物膜或投加悬浮填料2）定期投菌

★三、微生物除磷原理、工艺及其微生物

（BOD：N：P）100：5：1微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合

成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。

1．微生物除磷原理：某些微生物在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐（po43-）合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒（异染颗粒）于体内，供其内源呼吸用，这些细菌称为聚磷菌。聚磷菌在厌氧时又能释放磷酸盐（PO43-）于体外，故可创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷废水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分过量吸磷，然后通过排泥从废水中除去部分磷，可以达到减少废水中磷含量的目的。

好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源聚β-羟基丁酸（PHB）），逆浓度梯度过

量吸磷（贮备厌氧状态能源多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)）；

厌氧时：正相反不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备消耗好氧状态

能源PHB）。依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。聚磷菌是能吸收磷酸盐，

并将磷酸盐狙击成多聚磷酸盐贮存在细胞内的一群微生物的统称。聚磷的活性污泥是由许多好氧异养菌、厌氧异养菌和兼性厌氧菌组成，实质是产酸菌（统称）和聚磷菌的混合群体。

2.除磷的生物化学机制：

1）厌氧释放的过程：产酸菌在厌氧或缺氧条件下将蛋白质、脂肪、糖类等大分子有机物，分解为三类可以快速降解的基质（Sbs）：①甲酸、乙酸、丙酸等低级脂肪酸；②葡萄糖、甲醇、乙醇等；③丁酸、乳酸、琥珀酸等。聚磷菌在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP以主动运输的方式吸收产酸菌提供的三类代谢产物（小分子有机物）进入细胞内合成PHB。与此同时释放出PO43-于环境中。2）好氧吸磷过程（关键）：聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力（pmf）将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的po43-聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐（异染颗粒）。

★3.除磷工艺流程p335图106和图10---7（考试）四、用生物法处理废水对水质的要求

由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切，因而必须控制适宜的水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。

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10-2微污染水源水预处理中的微生物学原理一、微污染水源水预处理的目的和意义

微污染水源水：是受到有机物、氨氮、磷及有毒污染物较低程度污染的水源水。预处理目的：

①尽管污染物浓度低，但经自来水厂原有的混凝、沉淀、过滤、消毒的传统工艺处理后，未能有效去除污染物，只能去除20%～30%COD。

②致癌物的前体物如烷烃类残留在水中，经加氯处理后产生卤代烃三氯甲烷和二氯乙酸等“三致”物。

③氨氮较高，导致供水管道中亚硝化细菌增生，促使NO2-浓度增高；

④残留有机物还可能引起管道中异养菌孳生。导致饮用水中细菌不达标，这种水被人饮用会危害人体健康。

二、水源水污染源和污染物

水源水污染源：是未经处理的工业废水、生活污水、农业灌溉和养殖业排放水。还

有未达到排放标准的处理水。

污染物：有机物、氨氮、藻类分泌物、挥发酚、氰化物、重金属、农药等。三、微污染水源水预处理预处理1、微生物预处理工艺

用以处理微污染水源水的工艺均采用膜法生物处理：有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床等。

我国目前水源水预处理的主要目标：有机物和氨氮。

通过硝化作用只将氨氮转化为硝酸盐。然后用反硝化将硝酸氮还原为氮气溢出水中到大气。

预处理的碳源：乙醇处理的方式：

水源水预处理→混凝→沉淀→快砂滤→慢砂滤→加氯消毒→清水贮罐→出水此方式可处理有机物和氨氮，此预处理可设在净化工艺流程之前。2.水源水预处理的运行条件

（1）微生物：微污染水源水是一个贫营养的生态环境，所以预处理都用生物膜法。（2）供氢体：可用低浓度的乙醇和糖。

（3）溶解氧：在大型生产中，由于水流量大，水力停留时间在1h左右，气水比为1时，DO＞4mg/L以上，能满足氧化有机物和硝化作用的需要。维持反硝化，DO＜0.2mg/L以

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下。

（4）水温和pH：深圳水库年平均水温为23.6℃,PH=7。COD和氨氮的去除率随水温升高而提高，20℃以上处理效果好。

（5）该系统的处理效率：COD去除10%～30%，氨氮去除75％以上。10-4饮用水消毒的重要性：消灭病原微生物。

第十一章有机固体废弃物与废气的微生物处置及其微生物群落（填空、选择）11-2废气的生物处理一、废气的处理方法

方法：物理和化学方法，如吸附、吸收、氧化等；

生物净化法:分为植物净化法和微生物净化法。

绿化：利用植物吸收和转化大气中的污染物，包括日益增多的CO2，植物吸收CO2进行光合作用，放出O2清洁空气。

微生物净化法：可就地及时处理各种恶臭污染源的废气，如氨气(NH3)、H2S、挥发性有机污染物等气态污染物。主要方法：将气态污染物溶于水中，再用微生物法处理，需补加营养。

微生物净化法装置：生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物过滤池等。其中生物过滤池应用较多。

二几种典型废气的微生物处理方法（一）废气中NH3和CO2的净化

CO2大量排入大气，对人体没有直接毒害作用，但会引起“温室效应”，整个地球气

候异常，温度普遍升高。大量CH4和NH3排放入大气也会引起“温室效应”。为此解决废气中的CH4、NH3和CO2非常必要。

单纯含NH3或单纯含CO2的废气可合在一起处理，调节两者的比例用硝化细菌处理。

＋

首先将NH3溶于水成NH4-N，再通入生物滴滤池。同时按亚硝化细菌和硝化细菌要求的碳氮比通入CO2和无机营养盐量，再通入空气，即可运行处理。亚硝化细菌和

＋

硝化细菌将NH4氧化成NO2-和和NO3-，同化CO2合成细胞物质。

净化CO2除需大力加强绿化、保护森林外，还可筛选对人类无害的、有经济价值的

藻类，同化CO2。藻类处理O2主要因素是阳光，必须保证一定的光强度和光照均匀度。

（二）废气中挥发性有机污染物生物处理

废气中挥发性有机污染物包括苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛类、酮类、脂肪酸等。挥发性有机污染物中有许多是“三致物”，净化此类污染物受到人们高度的重视，成为目前研究的热点。挥发性有机物的处理设备使用较多的是生物滴滤池法。

(1)工艺流程：废气先经除尘、负荷调节、温度调节和湿度调节后，再进生物滴滤池处理。(2)微生物菌种：降解挥发性有机污染物的微生物有细菌、放线菌和真菌。处理苯系有机污染物的细菌是黄杆菌属、假单胞菌属和芽孢杆菌属。

（3）微生物对各种挥发性气体的降解能力：根据废气的组成和特性，选择合适的处理工艺和设备；

(4)运行条件：温度25～35℃,pH＝7～8,湿度为40%～60%，有的控制在95%以上。营养物的C:N:P＝200∶10∶1，有的按C∶N∶P＝100∶5∶1供给营养，气体流速：500m3/h以下。

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期中测验

一、填空题（40分）

1.细胞质膜按其化学主要组成为、。2.放线菌的菌丝可分为、、。

3.根据微生物利用能源不同可分为、。

4.按照培养基对微生物的功能和用途分为：、、、。5.营养物质进入细胞的方式包括：、、、。6.电子传递系统，在原核微生物中位于；在真微生物位于。7.按照最终电子受体不同，生物氧化方式包括、、。二、单项选择题（20分）

1.下列属于后生动物的有（）a草履虫；b酵母菌；c线虫；d眼虫

2.活性污泥处理良好时出现的有（）a变形虫；b油滴虫；c轮虫；d草履虫3.氧化塘中的细菌和藻类之间的关系为（）a偏害；b共生；c竞争；d互生4.化能自养型的微生物有（）a蓝藻；b放线菌；c硝化细菌；d反硝化细菌5.乳酸菌发酵产乳酸中最终电子受体为（）a丙酮酸；dO2；c乙醛；d乳酸三计算题（20分）

1.1mol葡萄糖经酵母菌好氧呼吸消耗了0.5mol,然后厌氧发酵，通过呼吸链产生多少ATP?问整个过程净得多少ATP?（有计算过程！）

2.已知某时刻培养液中的大肠杆菌浓度为103个/ml，培养5h后，大肠杆菌的浓度为109个/ml，则大肠杆菌在该段时间内繁殖多少代？其世代时间为多长？

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