(一)光合细菌特征和种类
光合细菌(PhotosyntheticBacteria)是一类以光为能源，以c02或有机碳化物为碳源进行光合作用的细菌的总称。它是地球上最早出现(20亿年前)的具有原始光能合成体系的原核生物。光合细菌分布广泛，几乎遍布于土壤、泥炭沼泽、淡水、海水、水生植物根系，甚至在高达90℃的温泉，在寒冷的南极海岸以及含盐30％的水体中也能找到它的踪迹。
根据光合色素体系和光合作用中是否能以硫为电子供体将光合细菌划分为4个科：Rho·dospirillaceae(红色无硫细菌)，Chromatiaceae(红色硫细菌)，Chlorobiaceae(绿色硫细菌)和Chlomfiexaceae(滑行丝状绿色硫细菌)。
光合细菌的光合色素由细菌叶绿素和类胡萝卜素组成。现已发现的细菌叶绿素有叶绿素a、叶绿素L、叶绿素c、叶绿素d、叶绿素e 5种，每种都有固定的光吸收波长，细菌叶绿素和类胡萝卜素的光吸收波长分别为715~1050nm和450~550m。因而类胡萝卜素也是捕获光能的主要色素，它扩大了可供光合细菌利用的光谱范围。
光合细菌的光合作用与绿色植物和藻类的光合作用机制有所不同。主要表现在：光合细菌的光合作用过程基本上是厌氧过程；光合作用过程不以水作供氢体，不发生水的光解，也不释放分子氧；还原c02的供氢体是硫化物、分子氢或有机物。
光合细菌不仅能进行光合作用，也能进行呼吸和发酵，能适应环境条件的变化而改变其获得能量的方式。
(二)光合细菌的营养价值
光合细菌营养丰富，营养价值高。菌体内含有丰富的氨基酸、蛋白质、叶酸、B族维生素。从氨基酸成分看，接近含蛋氨酸多的动物蛋白，尤其是维生素B12和生物素含量高，对动物没有毒性。此外，菌体脂质成分除含菌绿素外，每克纯干菌体中含10μg生理活性物质辅酶Q。(三)光合细菌处理污水原理
光合细菌在有机污水中起净化作用的原理，与其细胞结构和物质、能量代谢多样性等特点是分不开的。在厌氧条件下，其胞内具有能营光合作用的载色体，载色体颗粒中含有菌绿素和类胡萝卜素，能进行光合磷酸化反应和光氧化还原反应。在好氧条件下，胞内缺少这种载色体，不进行光合作用。
光合细菌易于利用的物质，主要是低分子的有机酸、氨基酸和糖类。用光合细菌处理有机污水的反应过程，其第一阶段与沼气发酵阶段相同，先由异养细菌把复杂的大分子有机物降解为低级脂肪酸等小分子有机物，第二阶段是光合细菌利用小分子有机物合成菌体。
(四)光合细菌在高浓度有机污水处理中的应用
20世纪70年代日本小林正泰等提出了用光合细菌处理有机污水的工艺，并成功地对粪尿和食品、淀粉、皮革、豆制品加工的污水进行了处理；韩国已建成了日处理600t的酒精污水处理厂；近年来，澳大利亚、美国等也相继进行了这方面的开发研究。国内这几年在光合细菌处理污水研究方面也取得了一些成绩。
(五)光合细菌生产SCP的工艺流程
目前用于有机污水的光合细菌主要是紫色非硫细菌中的红假单胞菌属(Rhopseudomonas)，如球形红假单胞菌(Rps．spheroidesvailNiel)等。因这类光合细菌在厌氧光照或好氧黑暗下都能
利用低分子有机物迅速增殖，应用潜力很大。
与活性污泥工艺相比，PSB工艺有以下优点：①有机质负荷高，可以处理浓度很高(BOD>10000mg ／L)的有机污水，不需稀释，且污水的BOD值越高，处理效果越好，因而适于缺水地区；②设备规模小，占地面积小(仅为活性污泥法的1／4~1／5)，动力消耗低，投资费用少；③具有较好的脱氮效果；④容易管理，受季节影响小，且不会产生活性污泥法那样的膨胀现象；⑤产生的菌体可综合利用，例如用作饲料和肥料等，不存在污泥的处置问题，更不会造成二次污染。
光合细菌在处理复杂的有机物质时，先要经过第一步，使复杂的大分子有机物转化为简单的小分子物质，这个过程称为可溶化处理。PSB法应用成功的关键，在于基质的可溶化和保持处理系统的PSB优势，还要注意加大接种量，经常补充菌体和适当添加微量的锰、铁等重金属离子。同时，尽可能地减少处理过程的杂菌量也是十分必要的。一般处理流程见图9-54。
图9-54 光合细菌处理高浓度污水工艺流程
用PSB法处理高浓度的有机污水，虽然具有许多活性污泥法所不及的优点，但也有其不足之处。一是需要不断的添加新鲜菌体；二是菌体细胞自然沉降困难，需要离心机或化学絮凝剂来收集，增加了处理费用；三是最终出水BOD值在200mg／L左右，还需用活性污泥法或培养藻类等方法进一步处理。但总体来看，PSB处理法仍不失为一种相当有应用前景的有机污水处理工艺。
