1、 汙水處(chu)理中微生物的分類

細菌適應性強(qiang)，生長速度快。根據(ju)營養需(xu)求的不同(tong)，細菌可(ke)分為自養細菌和異養細菌。自養細菌利用(yong)各種無機物質（CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等）作為營養物質，將其轉化為另一種無機物質，釋放能量並合成細胞物質。其碳源、氮源、磷源均(jun)為無機物。異養細菌以有機碳為碳源，有機氮或無機氮為氮源，將其轉化為CO2、H2O、NO3-、CH4和NH3等無機物質，釋放能量，合成細胞物質。汙水處(chu)理設施中的微生物主要是異養細菌。

絲狀真菌在活性汙泥的混凝(ning)過(guo)程中起著骨架作用(yong)，但絲狀菌的大量出現會(hui)影(ying)響汙泥的沉降(jiang)性能，導致汙泥膨脹(zhang)。真菌在汙水處(chu)理中的作用(yong)不容忽視。

藻類是單細胞和多細胞的植物微生物。它含有葉(ye)綠素。它利用(yong)光合作用(yong)吸收二(er)氧化碳和水，釋放氧氣，吸收水中的氮、磷和其他營養物質，並合成自己的細胞。

原生動物是能夠(gou)分裂(lie)和增殖的單細胞動物。汙水中的原生動物既是淨(jing)水器又是水質指標。大多數原生動物屬於需(xu)氧異養型。在汙水處(chu)理中，原生動物的作用(yong)不如細菌重要，但大多數原生動物可(ke)以吞(tun)下固體有機物和遊離細菌，從而淨(jing)化水質。原生動物對環境變化很(hen)敏感。不同(tong)的原生動物出現在不同(tong)的水質環境中，是水質指標。例如，當溶解氧充足時，存在大量時鍾蟲，當溶解氧低於1/L時，溶解氧較(jiao)少且不活躍。

後生動物是多細胞動物。汙水處(chu)理設施和穩定池(chi)中常見(jian)的後生動物是輪蟲、線(xian)蟲和甲(jia)殼動物。

後生動物是需(xu)氧微生物，生活在水質較(jiao)好的環境中。後生動物以細菌、原生動物、藻類和有機固體為食。其外觀表明，處(chu)理效果良(liang)好，是汙水處(chu)理的指示生物。

2、 汙水處(chu)理中微生物代謝

微生物的生命過(guo)程是一個營養物質不斷(duan)被利用(yong)、細胞物質不斷(duan)合成和消耗的過(guo)程。在汙水處(chu)理過(guo)程中，伴隨著新生命的誕生、舊生命的死亡和營養物質（基質）的轉化。汙水處(chu)理是通過(guo)微生物對汙染物（營養物質）的代謝轉化來實現的。

細菌、真菌、藻類、原生動物和後生動物共存於水中。細菌和真菌以水中的有機物、氮和磷為營養物質，通過(guo)有氧和無氧呼吸合成自己的細胞。藻類利用(yong)水中的二(er)氧化碳、氮和磷來合成自己的細胞並向水中提供(gong)氧氣。藻類細胞死亡後，成為真菌繁(fan)殖的營養物質。原生動物吞(tun)噬(shi)水中的固體有機物、真菌和藻類。後生動物捕(bu)食水中的固體有機物、真菌、藻類和原生動物。

微生物從汙水中吸收營養，合成自己的細胞，並通過(guo)複雜的生化反應排出廢物。這種維持生命活動和生長繁(fan)殖的生化反應過(guo)程稱(chen)為新陳代謝，簡稱(chen)新陳代謝。根據(ju)能量傳遞(di)和生化反應的類型，代謝可(ke)分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養物質分解成簡單的化合物並釋放能量。這一過(guo)程稱(chen)為分解代謝或生產力代謝；微生物將營養物質轉化為細胞物質，並吸收分解代謝釋放的能量。這個過(guo)程叫做合成代謝。當營養不足時，微生物氧化和分解自己的細胞物質以獲(huo)取能量。這一過(guo)程稱(chen)為內源性代謝，也稱(chen)為內源性呼吸。當養分充足時，內源呼吸作用(yong)不明顯(xian)，但當養分不足時，內源呼吸作用(yong)是能量的主要來源。

沒有新陳代謝，就沒有生命。微生物通過(guo)新陳代謝繁(fan)殖和死亡。微生物分解代謝為合成代謝提供(gong)能量和物質，而合成代謝為分解代謝提供(gong)催(cui)化劑(ji)和反應器。這兩(liang)種代謝是相互(hu)依存、相互(hu)促進和不可(ke)分割(ge)的。

微生物代謝所(suo)消耗的一些(xie)營養物質被分解成簡單物質並排放到環境中，另一部分被合成成細胞物質。不同(tong)微生物的代謝率不同(tong)，用(yong)於分解和合成的營養素比例也不同(tong)。厭氧微生物不完全(quan)分解營養物質，釋放能量少，代謝緩慢。分解用(yong)營養素比例大，合成用(yong)營養素比例小，細胞增殖緩慢。好氧微生物徹底分解營養物質，最終產物（CO2、H2O、NO3-、PO43-）穩定且能量大。因此，好氧微生物在代謝過(guo)程中釋放更多能量，代謝更快。分解用(yong)營養素比例小，合成用(yong)營養素比例大，細胞增殖快。

3、 微生物生長環境

廢水生物處(chu)理的主體是微生物。隻有創造良(liang)好的環境條(tiao)件(jian)，允許微生物大量繁(fan)殖，才能獲(huo)得(de)滿(man)意(yi)的處(chu)理效果。影(ying)響微生物生長的條(tiao)件(jian)主要有營養、溫度、pH值、溶解氧和有毒物質。

營養是微生物生長的物質基礎，生命活動所(suo)需(xu)的能量和物質來源於營養。微生物細胞的組(zu)成（不包括H2O和無機物質）可(ke)以用(yong)化學式(shi)c5h7o2n或c60h87o23n12p表示。不同(tong)微生物細胞的組(zu)成不同(tong)，對碳氮磷比的要求也不同(tong)。好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:n:P=100:5:1[或cod:n:P=（200~300）：5:1]。厭氧微生物所(suo)需(xu)碳、氮、磷的比例為BOD5:n:P=100:6:1。其中n計算為NH3-n，P計算為PO43--P。微生物種類很(hen)多，C、n和P的化學形式(shi)也不同(tong)。例如，異養細菌需(xu)要有機物作為碳源，而自養細菌使(shi)用(yong)CO2和HCO3-作為碳源。

幾乎所(suo)有的有機物都是微生物的營養來源。為了(liao)達到預(yu)期的淨(jing)化效果，控製合適的C:n:P比例非常重要。除碳、氫、氧、氮、磷外，微生物還(huai)需(xu)要硫、鎂、鐵、鈣、鉀等元素，以及錳、鋅、鈷、鎳、銅、鉬、釩、碘、溴、硼等微量元素。

不同(tong)種類的微生物具有不同(tong)的生長溫度，各種微生物的總(zong)體溫度範圍為0~80℃。根據(ju)適用(yong)的溫度範圍，微生物可(ke)分為三(san)類：低溫（好冷）、中溫和高溫（好熱）。低溫微生物的生長溫度小於20，中溫微生物的生長溫度為20~45，高溫微生物的生長溫度大於45。好氧生物處(chu)理以中溫為主，微生物比較(jiao)適生長溫度為20～37℃。厭氧生物處(chu)理時，中溫微生物的最適生長溫度為25~40，高溫微生物的最適生長溫度為50~60。因此，厭氧微生物處(chu)理通常采用(yong)兩(liang)個溫度段33~38和52~57，分別稱(chen)為中溫消化（發酵）和高溫消化（發酵）。隨著科(ke)學技術的發展，厭氧反應可(ke)以在20~25℃的室溫下進行，大大降(jiang)低了(liao)運行成本。

在適宜(yi)的溫度範圍內，生化反應速率每(mei)10分鍾增加1～2倍。因此，在較(jiao)高的最適溫度條(tiao)件(jian)下，生物處(chu)理效果較(jiao)好。人為改變汙水溫度會(hui)增加處(chu)理成本，因此好氧生物處(chu)理一般在自然(ran)溫度下即室溫下進行。好氧生物處(chu)理的效果受氣候(hou)影(ying)響較(jiao)小。厭氧生物處(chu)理受溫度影(ying)響較(jiao)大，需(xu)要保持較(jiao)高的溫度。但考慮到運行成本，應盡(jin)量在室溫（20~25）下運行。如果原汙水溫度較(jiao)高，應采用(yong)中溫發酵（33~38）或高溫發酵（52~57）。如果發酵過(guo)程中有足夠(gou)的餘熱或產生足夠(gou)的沼(zhao)氣（高濃度有機汙水和汙泥消化），可(ke)以利用(yong)餘熱或沼(zhao)氣的熱量實現中溫和高溫發酵。一般來說，一天中的溫度波動不應超(chao)過(guo)。因此，在生物處(chu)理過(guo)程中，應控製適當的水溫並保持穩定。

進水pH值的突(tu)然(ran)變化會(hui)對生物處(chu)理產生很(hen)大的影(ying)響，這種影(ying)響是不可(ke)逆(ni)的。因此，保持pH值的穩定非常重要。

厭氧微生物在有氧條(tiao)件(jian)下產生H2O2，但它們被H2O2殺死，而沒有分解H2O2的酶。因此，厭氧生物處(chu)理反應器中不能存在分子(zi)氧。其他氧化物質，如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+也會(hui)對厭氧生物處(chu)理產生不利影(ying)響，其濃度也應加以控製。

抑製和毒害微生物的化學物質稱(chen)為有毒物質。它可(ke)以破(po)壞(huai)細胞結構(gou)，使(shi)酶變性並失(shi)去(qu)活性。例如，重金屬可(ke)以與(yu)-SH酶結合，或與(yu)蛋白質結合使(shi)其變性或沉澱。有毒物質在低濃度時對微生物無害，超(chao)過(guo)一定值時會(hui)發生中毒。一些(xie)有毒物質在低濃度下可(ke)以成為微生物的營養物質。有毒物質的毒性受pH值、溫度和其他有毒物質存在的影(ying)響。不同(tong)條(tiao)件(jian)下的毒性差異很(hen)大，不同(tong)的微生物對同(tong)一種毒性有不同(tong)的耐(nai)受性。具體情況應根據(ju)實驗確(que)定。