污染控制微生物工程

一、名词解释1．微生物（microbe microorganism）：一群形态、结构简单的微小生物，在显微镜下才能看到，大多数为单细胞。

2．共代谢作用（cometabolism）：指微生物在有它可利用的碳源存在时，对它原来不能利用的物质也能分解代谢的现象。

3．基本呼吸（basic respiration）：在一般情况下，微生物进行生命活动所需要的的物质和能量，都是靠氧化分解细胞从外界吸收来的营养物质所获得的，这种利用外源营养物质的生物氧化还原过程，成为基本呼吸。

4．内源呼吸（endogenous respiration）：由于外界营养物质匮乏，微生物为了维持自身生命活动的继续，微生物氧化分解自身细胞内的组分物质，来获得维持生命活动所需的能量，这种细胞内组分被氧化分解的过程成为内源呼吸。

5．测呼吸线：以单一的有机物质为基质、营养物质，在活性污泥中的微生物的作用于该有机物的过程中，测其耗氧量与时间的变化曲线，可以得到一条特征曲线，即生化呼吸线。

6．氨化作用：由有机氮化物转化为氨态氮的过程（NH3、NH4+）。

7．硝化作用（nitrification）：在有氧气时，微生物将氨氧转化为硝酸的作用。

8．反硝化作用（denitrification）：硝酸盐在通气不良环境中（缺氧），被反硝化细菌还原成NO2或N2的过程。

9．荚膜（capsule）：细胞壁表面的粘性物，有一定外形，很厚，相对稳定附着在细胞壁外。

是细胞构造的一部分。

10.水体富营养化（eutrophication）:水体含丰富的溶解性营养盐类使水中藻类等浮游生物大量生长繁殖，引起异养微生物旺盛代谢活动，耗尽水中溶解氧（DO），使水体变质，破坏水体中的生态平衡。

二、判断，简答题，计算11. 微生物的特点及其特点在水处理过程中的应用？答：1.个体小，形态简单；2.分布广，种类多；3.繁殖快，数量大；4.比值大，代谢强；5.适应强，易变异。

12. 为什么说微生物的降解方法有很大的潜力？答：1.微生物自身特点：极其多样的代谢类型，各种有机物可被利用；有很强的变异性。

2.共代谢作用与生物降解性：靠降解其它有机物提供能源和碳源；或通过微生物的协同作用；由其它物质的诱导产生相互的酶系，发生共代谢作用。

3.污染物的化学结构与其生物降解的关系：烃类化合物，对于相同碳原子数，一般是链烃比环烃易降解，直链烃比支链烃易降解，不饱和烃比饱和烃易降解；主要分子链上碳元素被其它元素取代时；碳氢键；官能团的性质及数量；分子量大小对其生物降解性影响也比较大。

生物降解性常见的测试方法13. .测B/C：表示废水的可生化处理的程度。

B/C>0.45，生化性较好；B/C>0.3，可生化；B/C<0.3，较难生化。

B/C>0.5，多直接采用生化处理；对开B/C较低的废水往往采用一些物化预处理方法，提高废水的可生化性后，再采用生物方法处理。

14. 硝化作用（nitrification）条件：O2；NH3；碱性物质（中和产生的亚硝酸和硝酸）；不需要有机物存在（若有大量有机物存在，则发生硝化作用的效果受到影响，硝化作用会被抑制）。

15．反硝化作用（denitrification）条件：NO3￣；有机物质存在；氧气＜0.5mg/L （缺氧：位于好氧和厌氧之间）。

17.内含物：异染颗粒，聚B-羟基丁酸，肝糖和淀粉粒，硫滴18．荚膜的功能？1.对细菌的保护作用，使细菌免受干燥的影响，防止微小动物的吞噬，增强对外界不良环境的抵抗力；2.有助于细菌的侵染力；3.细胞外贮藏物，外界营养缺乏时可以作为碳源物质能源物质利用；4.许多细菌可以形通过荚膜相互粘结，形成体积和密度大的菌胶团。

19．菌胶团细菌的定义和功能？菌胶团（zoogloea）:许多细菌的荚膜融合为一团胶状物，内含多数细菌。

是活性污泥、生物膜的重要组成部分。

活性污泥性能的好坏，主要根据菌胶团多少、大小以及结构的紧密度、性能来确定。

菌胶团是活性污泥的重要组成部分，它除了具有荚膜的功能外还具有以下功能：1.具有较强的吸附、氧化有机物的能力；2.具有较好的沉降性能。

20. 哪些原因可以导致丝状菌过量繁殖呢？采取什么解决措施？答：当污泥中有大量丝状菌时，大量具有一定强度的丝状体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，形成污泥膨胀。

原因：溶解氧过低，进水有机物含量过高，进水营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。

pH过低，温度高于35度易引起丝状菌生长。

解决办法：降低进水碳水化合物浓度或者增加N、P比例；增加DO；适当改变PH与温度，回流污泥中添加漂白粉或者CL2.21.活性污泥法常见的几类问题及解决方法（1）丝状菌引起的污泥膨胀：是活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，导致处理水浑浊的现象；一般认为SVI>200，就算污泥膨胀。

丝状菌性膨胀：原因：原水中营养物质含量不足; 原水中碳水化合物和可溶性物质的含量高；硫化物含量高；进水波动，导致DO不足；温度在30°左右；DO不足；PH过低；BOD有机负荷高控制措施：投加氧化剂（氯气，漂白粉，过氧化氢，或臭氧）；投加凝聚剂（2）污泥上浮：①污泥脱氮上浮：污泥在二沉池呈块状上浮的现象（污泥灰色）原因：曝气池内污泥龄过长，使硝化进行程度较高，而这种混合液若在二沉池中经历较长时间的缺氧状态，则会发生反硝化，生产氮气，以气泡形式脱出，附着于污泥上，从而使污泥整块上浮。

防止方法：减少曝气，缩短污泥龄以防止硝化；增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，减少污泥在二沉池中停留时间。

②污泥腐化上浮：大块污泥（黑色）上浮，产生恶臭原因：二沉池中污泥停留时间过长，或局部区域堵塞，进行厌氧发酵，生成气体（H2S，CH4）从而使污泥大块上浮解决和防止措施：安设不使污泥外溢的浮渣清除设备；清除沉淀池的死角地区；加大池底坡度或改进池底刮泥设备；及时排泥和疏通堵塞等。

（3）污泥解体：处理水浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等均属污泥解体现象原因：运行不当：如曝气量过大，活性污泥营养平衡遭受破坏；有毒物质：M受到抑制或伤害，净化能力下降或完全停止，从而使污泥失去活性措施：加强管理（4）泡沫：工业废水中常含有各种表面活性物质，在采用活性污泥法时，曝气池面常出现大量泡沫。

泡沫过多时将从池面溢出，影响操作环境，带走大量污泥，机械曝气时，泡沫阻隔空气，防碍充氧措施：表面喷淋水或除沫剂。

（常用的除沫剂有机油、煤油、硅油等，投量0.5～1.5mg/L)22.原生生物在废水生物处理中的作用活性污泥和生物膜中细菌起最重要作用，其次为原生动物。

氧化塘----细菌、藻类、原生动物（一）原生动物对废水净化的影响（1）鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以直接利用水中的有机物，对水中有机物的净化有一定的积极作用。

（降解有机物）（2）在活性污泥法中，纤毛虫能分泌糖类、粘朊促进生物絮凝作用，使废水能在二次沉淀池中很好的沉淀，改善出水水质。

（3）纤毛虫吞食有机颗粒、游离细菌，改善微生物处理法出水的水质。

（二）以原生动物为指示生物指示生物：一种生物只在某一个环境中生长，这种生物就是这一环境的指示生物。

1.钟虫前端出现气泡---充氧不正常，水质将变坏。

2.等枝虫相对数量多，普通钟虫渐减少---环境渐变恶化。

3.原生动物的数量渐减少，直至消失---水质变坏。

原生动物对毒物的敏感性比细菌大。

4.钟虫大量出现---活性污泥已经成熟，充氧正常。

5.在正常运行的曝气池中，如果固着型纤毛虫减少，游泳型纤毛虫突然增加---处理效果将变坏。

23.如何确定原生生物的指示作用？答：应对废水处理构筑物中的生物类群进行长期不间断的镜检观察，掌握正常运行的时常见的而且数量最多的种类：原生动物种类的组成；种类数量变化；各种群的代谢活力。

以原生生物为指示生物只起辅助理化分析作用。

24.微生物中常见的四种关系及其定义、例子·互生关系（protoco－operation）：两种不同的生物，当它们共同生活在一起时，为对方提供或创造有利的生活条件，互助互利，也可单方有利。

例如：氧化塘中的藻类和细菌，产甲烷细菌与不产甲烷细菌。

·共生关系：两种微生物紧密地结合在一起，当这种关系高度发展时，就形成特殊的共生体，即在生理上表现出一定的分工，在组织上和形态上产生新的结构。

互惠共生（mutualism）是两者相互得利；偏利共生（commensalism）是一方得利，但对另一方无害。

例如：藻类与真菌（地衣）·拮抗关系（antagonism）：是指两种微生物生活在一起时，一种微生物产生某种特殊的代谢产物或使环境条件发生变化，从而抑制甚至是杀死另一种微生物。

此外，一种微生物以另一种微生物为食料。

例如：原生动物与细菌、有的原生动物之间存在拮抗。

·寄生关系（parasitism）：一种生物生活在另一种生物的表面或体内，并从后者的细胞、组织或体液中取得营养，并使后者受到损害，这种关系叫寄生关系。

前者寄生物，后者寄主。

例如：噬菌体寄生于细菌。

24.细菌的营养类型？答：1. 自养型：光能无机营养型（藻类、蓝细菌、光合细菌），化能无机营养型（化能自养型微生物：氢/硫化/硝化/铁/硝化细菌）2. 异养型：光能有机营养型（红螺菌），化能有机营养型（化能异养型微生物：绝大多数细菌，放线菌，和全部真菌，例如：大肠杆菌、枯草杆菌、根霉、曲霉）25．微生物群体对水质的要求？（微生物法处理废水对水质有哪些要求？）答：⑴养料：微生物繁殖必有各种养料，其中包括C:N:P=100:5:1,S，微量元素：钾钙镁铁；⑵PH：好氧6~9，厌氧6.5~7.5；⑶温度：20~40℃;⑷DO:好氧充足的DO,厌氧/缺氧处理必须严格控制。

例如反硝化细菌DO＜0.5mg/L;⑸有毒物质：不能含有过多的有毒物质，重金属；26．细菌生长的测定方法：（1）直接计数法（常用，不区分细菌的死活）：A.血球计数板法（显微镜）B.比浊计数法（2）间接计数法（活菌数，测定需时间长）A.平板计数法 B.薄膜计数法（3）重量法（MLVSS/MLSS=0.75）27.微生物生长的四个时期：适应期（lag phase），对数期(log phase)，稳定期(stationary phase)，衰亡期(decline phase or death phase)。

28.稳定期的特点：（1）储存物积累，养料消耗多。

（2）芽孢形成，抗生素产生。

（3）繁殖速率下降，死亡速率上升。

（4）新生菌≈死亡菌，曲线平坦。

在稳定期，细胞的荚膜开始形成，从而形成菌胶团。

29.生物法处理废水在稳定期和衰老期的初端。