水處理微生物學(xué)知識匯總

1、微生物是如何分類的？

答：各種微生物按其客觀存在的生物屬性（如個體形態(tài)及大小、染色反應(yīng)、菌落特征、細胞結(jié)構(gòu)、生理生化反應(yīng)、與氧的關(guān)系、血清學(xué)反應(yīng)等）及它們的親緣關(guān)系，由次序地分門別類排列成一個系統(tǒng)，從大到小，按界、門、綱、目、科、屬、種等分類。種是分類的最小單位，“株”不是分類單位。

 2、微生物有哪些特點？

答：（一）個體極小。微生物的個體極小，有幾納米到幾微米，要通過光學(xué)顯微鏡才能看見，病毒小于0.2微米，在光學(xué)顯微鏡可視范圍外，還需要通過電子顯微鏡才可看見。 （二）分布廣，種類繁多。環(huán)境的多樣性如極端高溫、高鹽度和極端pH造就了微生物的種類繁多和數(shù)量龐大。 （三）繁殖快。大多數(shù)微生物以裂殖的方式繁殖后代，在適宜的環(huán)境條件下，十幾分鐘至二十分鐘就可繁殖一代。在物種競爭上取得優(yōu)勢，這是生存競爭的保證。 （四）易變異。多數(shù)微生物為單細胞，結(jié)構(gòu)簡單，整個細胞直接與環(huán)境接觸，易受外界環(huán)境因素影響，引起遺傳物質(zhì)DNA的改變而發(fā)生變異?；蛘咦儺悶閮?yōu)良菌種，或使菌種退化。

3 、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結(jié)構(gòu)有什么異同？各有哪些化學(xué)組成？

答：革蘭氏陽性菌細胞壁厚約20-80nm，結(jié)構(gòu)較簡單，含肽聚糖，革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分外壁層和內(nèi)壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內(nèi)層是脂蛋白。內(nèi)壁含肽聚糖，不含磷壁酸?；瘜W(xué)組成：革蘭氏陽性菌含大量肽聚糖，含獨磷壁酸，不含脂多糖。革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖，含獨脂多糖，不含磷酸壁。

4、敘述革蘭氏染色的機制和步驟。

答：將一大類細菌染上色，而另一類染不上色，一邊將兩大類細 菌分開，作為分類鑒定重要的第一步。其染色步驟如下：

1、在無菌操作條件下，用接種環(huán)挑取少量細菌于干凈的載玻片上涂布均勻，固定。

2、用草酸銨結(jié)晶紫染色1min，水洗去掉浮色。

3、用碘—碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液。

4、用中型脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色。革蘭氏陰性菌被褪色而成無色。

5、用蕃紅染液復(fù)染1min，格蘭仕陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現(xiàn)紅色。革蘭氏陽性菌和格蘭仕陰性菌即被區(qū)分開。

 5、何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應(yīng)？

答:在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長的菌種，成為放線菌。除枝動菌屬革蘭氏陰性菌，革蘭氏染色呈紅色外，其余全部放線菌均為革蘭氏陽性菌，革蘭氏染色呈紫色。

6、什么叫培養(yǎng)基？按物質(zhì)的不同，培養(yǎng)基可分為哪幾類？按試驗?zāi)康暮陀猛镜牟煌?，可分為哪幾類?/span>

答：根據(jù)各種微生物的營養(yǎng)要求，將水、碳源、氮源、無機鹽及生長因子等物質(zhì)按一定比例配制而成的，用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì)，即培養(yǎng)基。

按物質(zhì)的不同，培養(yǎng)基可分為:合成培養(yǎng)基；天然培養(yǎng)基；復(fù)合培養(yǎng)基；按試驗?zāi)康暮陀猛镜牟煌?，可分為：基礎(chǔ)培養(yǎng)基；選擇培養(yǎng)基；鑒別培養(yǎng)基；富集培養(yǎng)基。

7、什么叫選擇培養(yǎng)基？那些培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基？

答：用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養(yǎng)基。麥康蓋培養(yǎng)基為含膽汁酸鹽的培養(yǎng)基，用于大腸桿菌的培養(yǎng)的選擇培養(yǎng)基；乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基也是適用于大腸桿菌生長的選擇培養(yǎng)基。

8、什么叫鑒別培養(yǎng)基？那些培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基？

答：幾種細菌由于對培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過指示劑顯示出不同的顏色而被區(qū)分開，這種其鑒別和區(qū)別不同細菌作用的培養(yǎng)基，叫做鑒別培養(yǎng)基。遠藤氏培養(yǎng)基能區(qū)別大腸埃希氏菌，枸櫞酸鹽桿菌，產(chǎn)氣桿菌，副大腸桿菌。此外，還有醋酸鉛培養(yǎng)基，伊紅-美藍培養(yǎng)基。

9、在天然環(huán)境和人工環(huán)境中微生物之間存在哪幾種關(guān)系？舉例說明。

答：有種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系，包括：

(1) 競爭關(guān)系：在好氧生物處理中，當(dāng)溶解氧或營養(yǎng)成為限制因子時，菌膠團細菌和絲狀菌表現(xiàn)出明顯的競爭關(guān)系。

(2) 原始合作關(guān)系（互生關(guān)系）：固氮菌具有固定空氣中氮氣的能力，但不能利用纖維素作碳源和能源，而纖維素分解菌分解纖維素為有機酸對他本身的生產(chǎn)繁殖不利，但當(dāng)兩者一起生活時，固氮菌固定的氮為纖維素分解菌提供氮源，纖維素分解菌分解纖維素的產(chǎn)物有機酸被固氮菌用作碳源和能源，也為纖維素分解菌解毒。

(3) 共生關(guān)系：原生動物中的纖毛蟲類、放射蟲類、有孔蟲類與藻類共生。

(4) 偏害關(guān)系：乳酸菌產(chǎn)生乳酸使pH下降，抑制腐敗細菌生長。

(5)  捕食關(guān)系：大原生動物吞食小原生動物。

(6) 寄生關(guān)系：蛭弧菌屬有寄生在假單胞菌等菌體中的種。

10、什么叫水體富營養(yǎng)化？評價水體富營養(yǎng)化的方法有幾種？

 答：水體富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮 游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。評價方法有：觀察藍藻等指示生物，測定生物的現(xiàn)存量，測定原初生產(chǎn)力，測定透明度，測定氮磷等導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)。

11、什么叫活性污泥？它的組成和性質(zhì)是什么？

答：由多種多樣的微生物與污廢水中的有機的和無機的固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或絨粒。好氧活性污泥組成：好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物）與其上吸附的有機無機固體雜質(zhì)組成。好氧活性污泥性質(zhì)：含水率99%，密度1.002~1.006，具有沉降性能。有生物活性，有吸附、氧化有機物的能力。有自我繁殖的能力。成弱酸性。厭氧活性污泥組成：兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)交織在一起形成顆粒污泥。厭氧活性污泥性質(zhì)：顏色呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定沉降能力。污泥直徑在0.5mm以上。

12、好氧活性污泥中有哪些微生物？

答：好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物），多 數(shù)是革蘭氏陰性菌，還有其他的革蘭氏陽性菌。

13.、敘述好氧活性污泥凈化廢水的機理。

答：類似于水處理中混凝劑的作用，同時又能吸收和分解水中溶解性污染物。第一步，在有氧條件下活性污泥絨粒中的絮凝性微生物吸附水中的有機物；第二步，活性污泥絨粒中的水解性細菌水解大分子有機物為小分子有機物，同時，微生物合成自身細胞。廢水中的溶解性有機物直接被細菌吸收，在細菌體內(nèi)氧化分解，其中間代謝產(chǎn)物被另一群細菌吸收，進而無機化；第三步，其他的微生物吸收或吞食未分解徹底的有機物。

14、敘述氧化塘和氧化溝處理廢水的機制。

答：一般用于三級深度處理。機理：有機物流入氧化塘，

其中細菌吸收水中溶解氧，將有機物氧化分解為H2O，CO2，NH3，NO3-，PO43-，SO42-。細菌利用自身分解含氮有機物產(chǎn)生的NH3和環(huán)境中的營養(yǎng)物合成細胞物質(zhì)。藻類利用H2O和CO2進行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3和SO42-合成蛋白質(zhì)、吸收PO43-合成核酸。并繁殖新藻體。

15、如何培養(yǎng)活性污泥和進行微生物膜的掛膜？

答：間歇式曝氣培養(yǎng)和連續(xù)曝氣培養(yǎng)。1. 取菌種 2. 馴化：間歇曝氣，先進低濃度水，曝氣，沉淀，傾去上清液，再進同濃度的新鮮廢水繼續(xù)曝氣培養(yǎng)3. 培養(yǎng)：馴化好的活性污泥用連續(xù)曝氣法培養(yǎng)。有自然掛膜法，活性污泥掛膜法，優(yōu)勢菌種掛膜法。活性污泥掛膜法：取活性污泥做菌種，將廢水和污泥混合，慢慢將混合液打入濾池，循環(huán)， 然后變?yōu)槁龠B續(xù)進水，這一過程中，活性污泥附在濾料上以廢水中的有機物為營養(yǎng)，生長繁殖。逐漸形成帶粘性的生物膜。

16、敘述生物膜法凈化廢水的作用機理。

答：上層生物膜中的生物膜生物和生物膜面生物吸附廢水中的大分子有機物，將其水解為小分子有機物。同時吸收溶解性有機物和經(jīng)水解的水分子有機物進入體內(nèi)，并氧化分解它，微生物利用吸收的營養(yǎng)構(gòu)建自身細胞。上一層的代謝產(chǎn)物流向下層，被下一層生物膜生物吸收， 進一步被氧化分解成CO2和H2O。老化的生物膜和游離細菌被濾池掃除生物吞食。廢水得到凈化。

17、什么叫活性污泥絲狀膨脹？引起活性污泥絲狀膨脹的微生物有哪些？

答：由于絲狀菌極度生長引起的活性污泥膨脹稱活性污泥絲狀膨脹。經(jīng)常出現(xiàn)的有諾卡氏菌屬，浮游球衣菌，微絲菌屬，發(fā)硫菌屬，貝日阿托氏菌屬等。

18、促使活性污泥絲狀膨脹的環(huán)境因素有哪些？

答：主要有：a)溫度：最適宜在30攝氏度左右。b)溶解氧。c) 可溶性有機物及其種類。d)有機物濃度（或有機負荷）。e) pH變化

19、為什么絲狀細菌在廢水生物處理中能優(yōu)勢成長？

答：在單位體積中，成絲狀擴展生長的絲狀細菌的表面積與容積之比較絮凝性菌膠團細菌的大，對有限制性的營養(yǎng)和環(huán)境條件的爭奪占優(yōu)勢，絮凝性菌膠團細菌處于劣勢，絲狀菌就能大量繁殖成優(yōu)勢菌，從而引起活性污泥絲狀膨脹。

20、如何控制活性污泥絲狀膨脹？

答：根本是要控制引起絲狀菌過度生長的環(huán)境因子。(1) 控制溶 解氧。(2) 控制有機負荷。(3) 改革工藝。

21. 污、廢水為什么要脫氮除磷？

答：氮和磷是生物的重要營養(yǎng)源。但水體中氮磷過多，危害極大。 最大的危害是引起水體富營養(yǎng)化。藍藻、綠藻等大量繁殖后引起水體缺氧，產(chǎn)生毒素，進而毒死魚蝦等水生生物和危害人體健康。使水源水質(zhì)惡化。不但影響人類生活，還嚴重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 20、微生物脫氮工藝有哪些？ 答：有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等。

22、敘述污、廢水脫氮原理。

答：脫氮首先利用設(shè)施內(nèi)好氧段，由亞硝化細菌的消化作用，將NH3 轉(zhuǎn)化為NO3—N。再利用缺氧段經(jīng)反硝化細菌將NO3—N反硝化還原為氮氣，溢出水面釋放到大氣，參與自然界物質(zhì)循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少，降低出水潛在危險性。

23、參與脫氮的微生物有哪些？它們有什么生理特征？

答：硝化作用段微生物：氧化氨的細菌：專性好氧菌，在低氧壓下能生長。氧化NH3為HNO2，從中獲得能量共合成細胞和固定CO2。溫度范圍5~30攝氏度，最適溫度25~30攝氏度，pH范圍5.8~8.5，最適pH為7.5~8.0。氧化亞硝酸細菌：大多數(shù)在pH為7.5~8.0，溫度為25~30 攝氏度。反硝化作用段細菌：反硝化細菌：所有能以NO3為最終電子受體，將HNO3還原為氮氣的細菌。

24、脫氮運行管理中要掌握哪幾個關(guān)鍵才能獲得高的脫氮效果？

答：硝化段運行操作：(1) 泥齡 (2) 要供給足夠氧 (3) 控制適度的曝氣時間（水力停留時間）(4) 在硝化過程中，消耗了堿性物質(zhì)NH3，生成HNO3，水中pH下降，對硝化細菌生長不利。(5) 溫度。反硝化段運行操作：(1) 碳源（電子供體/供氫體）(2) pH（由堿度控制） (3) 最終電子受體NO2-和NO3-  (4) 溫度  (5) 溶解氧

25、何謂積磷菌？有哪些積磷菌？敘述它的放磷和吸磷的生化機制。

答：某些微生物在好氧時能大量吸收磷酸鹽合成自身核酸和ATP，而且能逆濃度梯度過量吸磷合成儲能的多聚磷酸鹽顆粒于體內(nèi)，供其內(nèi)源呼吸用。稱這些細菌為聚磷菌。有深紅紅螺菌，著色菌屬，浮游球衣菌，貝日阿托氏菌屬等。厭氧釋放磷的過程：產(chǎn)酸菌在厭氧或缺氧條件下分解蛋白質(zhì)。脂肪、碳水化合物等大分子有機物為三類可快速降解的基質(zhì)。聚磷菌則在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP，利用ATP以主動運輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的三類基質(zhì)進入細胞內(nèi)合成PHB。與此同時，釋放出PO43-于環(huán)境中。好氧吸磷過程：聚磷菌在好氧條件下，分解機體內(nèi)的PHB和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動力，將體外的PO43-輸送到體內(nèi)合成ATP和核酸，將過剩的PO43-聚合成細胞儲存物：多聚磷酸鹽。

26、有哪些除磷工藝？在運行操作中與脫氮有何不同？

答：Bardenpho生物除磷工藝，Phoredox工藝，A/O及A2/O，UCT 工藝，VIP工藝，旁硫除磷——Phostrip工藝，SBR法等。在一種廢水中同時除磷和脫氮，就要合理調(diào)整泥齡和水力停留時間，兼顧硝化細菌和反硝化細菌及除磷菌的生理要求，使其和諧生長繁殖。若只需除磷不需脫氮用化學(xué)法加藥劑除磷。

27、為獲得好的除磷效果要掌握哪些運行操作條件？

答：要求NO2-和NO3-極低，溶解氧在0.2mg/L以下，氧化還原電低于150mV，溫度30攝氏度左右，pH在7~8。

28、為什么要對微污染水源水預(yù)處理？有哪些預(yù)處理工藝？

答：盡管污染物濃度低，但經(jīng)自來水廠原有的混凝，沉淀，過濾，消毒的傳統(tǒng)工藝處理后，未能有效去除污染物，只能去除20%~30%COD。尤其是致癌物的前體物如烷烴類殘留在水中，經(jīng)加氯處理后產(chǎn)生鹵代烴三氯甲烷和二氯乙酸等三致物。氨氮較高，導(dǎo)致供水管道中亞硝化細菌增生，促使NO2-濃度增高，殘留有機物還可能引起管道中異養(yǎng)菌滋生。導(dǎo)致水中細菌不達標(biāo)，長期飲用影響健康。采用膜法生物處理：生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤，生物接觸氧化法，生物接觸氧化法，生物流化床等。

29、在微污染水源水中大概有些什么污染物？來自何處？

答：污染物：有機物，氨氮，藻類分泌物，揮發(fā)酚，氰化物，重金屬，農(nóng)藥等。污染源：未經(jīng)處理的工業(yè)廢水，生活污水，農(nóng)業(yè)灌溉和養(yǎng)殖業(yè)排放水，還有未達排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水。