厌氧消化过程中的主要微生物

厌氧消化机理
厌氧消化是一种微生物代谢过程，其中有机物在缺氧条件下被微生物降解产生能量和产物。

厌氧消化可以用于处理有机废弃物，并生产甲烷气体作为能源。

在厌氧消化过程中，有机物首先被厌氧微生物分解为有机酸，如乳酸、醋酸和丙酸等。

然后，这些有机酸进一步被其他厌氧微生物转化为二氧化碳、氢气和甲烷。

甲烷是一种可燃气体，可以用作燃料或发电。

厌氧消化的主要步骤包括：
1. 水解：在此步骤中，有机废弃物被水解成一些小分子有机物，如蛋白质、碳水化合物和脂肪。

这种水解作用由水解菌（如厌氧消化中的酸化菌）完成。

2. 酸化：在酸化步骤中，水解产物进一步被厌氧酸化菌转化为有机酸。

这些有机酸可以是乳酸、醋酸、丙酸等。

在这个步骤中，厌氧消化池内的pH值通常较低，维持在4.5-6.0左右。

3. 乙酸生成：在此步骤中，酸化产物主要是乙酸。

在乙酸生成步骤中，一些厌氧乙酸菌将有机酸进一步转化为乙酸，并生成一定量的二氧化碳和氢气。

4. 甲烷生成：在甲烷生成步骤中，乙酸被厌氧甲烷菌转化成甲烷气体。

这个过程还会产生二氧化碳。

总之，厌氧消化是一种微生物代谢过程，其中有机废弃物在缺氧条件下依次被水解、酸化、乙酸生成和甲烷生成，产生能量和产物。

这种过程可以用于处理有机废弃物，并产生可用作能源的甲烷气体。

厌氧消化的原理
有机物在厌氧条件下消化降解的过程可分为两个阶段，即酸性消化(酸性发酵)阶段和碱性消化(碱性发酵)阶段。

在酸性消化阶段，有机物在细菌的作用下，分解成简单的有机酸(如丁酸、丙酸、乙酸和甲酸等)以及醇类、二氧化碳、氮、硫化物、氢以及能量。

在这一阶段里，由于有机酸的大量积累，pH值可下降至6，甚至可达5以下。

所以叫做酸性消化阶段。

随后，由于有机酸和溶解性含氮化合物的分解，产生碳酸盐、氨、氮及少量的二氧化碳等，从而使酸性减退。

经酸性消化后的污泥外观呈黄色，比较黏稠不易脱水，仍易于腐化发臭。

在碱性消化阶段，参与的微生物是甲烷细菌。

甲烷细菌对营养的要求不高，一般的营养盐类、二氧化碳、醇和氨都可以作为碳、氮源，属于专性厌氧细菌群。

在甲烷细菌的作用下，酸性消化阶段的代谢产物进一步分解成污泥气，其主要成分是甲烷(CH4)、二氧化碳(C02)及少量氨、氢、硫化氢等。

随着甲烷细菌的繁殖，有机酸迅速分解，pu值迅速上升，达到7—8，所以叫做碱性消化阶段。

水处理微生物试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种微生物通常用于生物处理工艺中？A. 细菌B. 病毒C. 原生动物D. 真菌答案：A2. 好氧微生物在水处理中的主要作用是什么？A. 降解有机物B. 产生能量C. 释放氧气D. 吸收营养盐答案：A3. 活性污泥法中，微生物的主要组成是什么？A. 原生动物B. 藻类C. 细菌D. 真菌答案：C4. 厌氧消化过程中产生的主要气体是什么？A. 氧气B. 甲烷C. 二氧化碳D. 氮气5. 以下哪种微生物在水处理中不常见？A. 硝化细菌B. 反硝化细菌C. 产甲烷细菌D. 乳酸菌答案：D6. 微生物在水处理中的作用不包括以下哪项？A. 去除悬浮固体B. 去除有机物C. 去除氮和磷D. 产生有毒物质答案：D7. 以下哪种微生物在水处理中具有硝化作用？A. 蓝藻B. 绿藻C. 硝化细菌D. 反硝化细菌答案：C8. 在水处理中，微生物的生物量通常通过什么指标来衡量？A. 化学需氧量（COD）B. 总悬浮固体（TSS）C. 总氮（TN）D. 活性污泥浓度（MLSS）答案：D9. 以下哪种微生物在水处理中具有反硝化作用？B. 绿藻C. 硝化细菌D. 反硝化细菌答案：D10. 微生物在水处理中的生物膜法中，生物膜的主要组成是什么？A. 细菌B. 藻类C. 原生动物D. 真菌答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 微生物在水处理中的作用包括去除______、______、______等污染物。

答案：有机物、氮、磷2. 好氧微生物需要______作为电子受体来进行代谢活动。

答案：氧气3. 在水处理中，微生物的生物量通常通过测量______来确定。

答案：活性污泥浓度（MLSS）4. 微生物在水处理中的生物膜法中，生物膜主要由______组成。

答案：细菌5. 微生物在水处理中的厌氧消化过程中，主要产生的气体是______。

答案：甲烷三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述微生物在水处理中的作用。

对于厌氧颗粒污泥很多人应该比较熟悉了，这种污泥其实就是各种微生物的聚集体，对于研究人员来说就要对其种群的类别以及分布情况有所了解，这样才有助于颗粒污泥的培育和推广应用。

颗粒污泥主要由厌氧消化微生物组成。

颗粒污泥中参与分解复杂有机体、生成甲烷的厌氧细菌可分为三类，主要是水解发酵细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌|：一、水解发酵细菌的作用是对有机物体进行最初的分解。

生成有机酸和乙醇。

二、产氢产乙醇对有机酸和乙醇做进一步的分解利用，并代谢产生H2和乙酸；三、产甲烷菌则将H2、CO2、乙醇以及其他一些化合物转化成甲烷。

具体的分布情况如下：在颗粒污泥中，他们先各自以菌落的形式生长繁殖，之后逐渐相互交融，形成了混栖菌落中，菌与菌之间的相互接触十分紧密而且排列有序，这种结构十分有利于种间氢的转移和营养物质的传递、吸收及代谢，从而形成了一个互惠互利、互营共生的微生态系统。

观察表明，厌氧颗粒污泥的形成时间上是不同类型的微生物在废水处理过程中自我固定化的过程。

在各菌群的生长繁殖过程中，各菌体本身所产生的胞外粘液物质将不同的菌体粘连起来并相互交融，丝状菌则穿插其中，对颗粒的形成起到缠绕和坚固作用。

由此，不同类型的细菌的细菌种群在污泥颗粒内外组成了互生或共生体系，使污泥颗粒内外组成了互生或共生体系，是污泥颗粒形成了一个微生态系统。

在此系统中，有利于形成多种细菌共同生长的生化条件，有利于细菌对有机物的降解。

经发现各种微生物种群有各自不同的分布区域：水解菌和产酸菌分布在颗粒污泥的外围，而产甲烷丝状菌则在颗粒内部居多。

产甲烷菌和产乙酸菌是厌氧颗粒污泥中的优势菌种，产乙酸菌和产甲烷菌并不是单独分布在各自的菌落中的，而是在同一菌落中错落中错落的呈“格子状”分布。

目前，对颗粒污泥中微生物相的研究大部分集中在甲烷菌上，对其他两类细菌的研究不多。

厌氧消化的四阶段原理厌氧消化是一种有机废弃物处理技术，其通过在缺氧条件下利用微生物将有机废物转化为有用产物，如沼气和有机肥料。

厌氧消化的过程可以分为四个阶段：协同消化阶段、酸化阶段、乙酸酸化阶段和甲烷发酵阶段。

在厌氧消化的协同消化阶段，有机废物首先被投入到消化器中，其目的是为了提供微生物生活的环境。

在这个阶段，废物中的复杂有机物质，如蛋白质、碳水化合物和脂肪，被分解为小分子有机物，如氨基酸、糖类和脂肪酸。

这些小分子有机物是微生物进行后续消化的基础。

接下来是酸化阶段。

在这个阶段，产生的小分子有机物被厌氧微生物进一步分解。

这些微生物主要是一些厌氧细菌和厌氧真菌，它们通过发酵将小分子有机物转化为简单的有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸等。

这些有机酸具有较低的pH值，可以促进后续阶段的微生物活动。

乙酸酸化阶段是厌氧消化的第三个阶段。

在这个阶段，乙酸是主要产物，并且处于最高浓度。

通过酸化反应，废物中的有机物质进一步被降解，乙酸的产量达到峰值。

这个阶段的微生物主要是乙酸产生菌，它们利用底物并产生大量的乙酸。

最后是甲烷发酵阶段。

在这个阶段，乙酸和其他简单的有机酸进一步被发酵为甲烷气体和二氧化碳。

这个阶段的微生物主要是甲烷生成菌，它们利用乙酸和氢气产生甲烷。

甲烷是一种重要的能源来源，可以用作煮食、加热和发电等用途。

此外，甲烷还可以用于替代传统的化石燃料，减少温室气体的排放。

总结起来，厌氧消化的四个阶段是协同消化阶段、酸化阶段、乙酸酸化阶段和甲烷发酵阶段。

在这个过程中，有机废物被分解为小分子有机物，然后进一步被酸化为有机酸，最终转化为甲烷气体。

厌氧消化技术不仅可以有效处理有机废物，还可以产生可再生的能源和有机肥料，具有重要的环境和经济意义。

化粪池产生的厌氧反应原理化粪池是一种用于储存和处理人类和动物粪便的设备。

其基本原理是利用厌氧反应将有机物分解为更简单的化合物，并最终产生沼气和稳定的有机肥料。

化粪池通常由一个密封的容器组成，分为两个区域：上部是油脂和固体物质的沉淀区，下部是厌氧消化区，包含大量的沉积物和微生物。

厌氧消化区中有两种主要的微生物参与反应：产酸菌和产甲烷菌。

初始阶段，产酸菌分解有机物质，产生挥发性有机酸，如醋酸、丙酸和丁酸等。

这些有机酸降低了化粪池中的pH值，创造了酸性环境。

然后，产酸菌进一步分解有机物质，产生氢气，同时产甲烷菌也开始参与反应。

氢气是产甲烷菌的一种主要能源，产甲烷菌能够利用氢气和二氧化碳生成甲烷气体。

这些甲烷菌也被称为甲烷原核生物，它们是一类厌氧古菌，属于一种古老的微生物类群，主要生活在缺氧的环境中，如沼泽和化粪池中。

随着时间的推移，产酸菌和产甲烷菌的相互作用导致了有机物质的进一步分解，并产生了大量的甲烷气体。

这是由于产酸菌分解有机物质产生的挥发性有机酸和产甲烷菌产生的甲烷气体一起，对化粪池内部气体压力的上升。

同时，在厌氧消化的过程中，有机物质也逐渐分解为更简单和易于吸收的化合物，如水、二氧化碳和氨气等。

这些化合物可以被土壤中的植物吸收，从而提供了一种有效的肥料来源。

除了甲烷气体的产生，化粪池还会产生沼渣。

在化粪池里，沉积物经过一段时间的降解和沉淀，形成一层稠密的污泥状物质，被称为沼渣。

沼渣含有大量的有机质和微生物，具有优良的肥料特性，可以应用于农业生产中。

总而言之，化粪池通过厌氧反应机制，将人类和动物粪便中的有机物质分解为甲烷气体和稳定的有机肥料。

这种处理方式不仅可以有效地解决粪便的收集和处理问题，还能够产生可再生能源和农业肥料，对环境保护和农业发展起到了积极的促进作用。

厌氧工艺流程厌氧工艺是一种利用微生物在缺氧条件下进行生物转化的工艺流程。

在这种工艺中，微生物在缺氧条件下进行生物降解，产生有机物和气体。

厌氧工艺被广泛应用于废水处理、有机废弃物处理和生物能源生产等领域。

本文将介绍厌氧工艺的基本原理、工艺流程和应用。

1. 厌氧工艺的基本原理厌氧工艺利用厌氧微生物在缺氧条件下进行生物降解有机物的特性。

在缺氧条件下，微生物通过厌氧呼吸代谢有机物，产生甲烷、二氧化碳和水等产物。

厌氧微生物的代表包括甲烷菌和硫酸盐还原菌等。

这些微生物在缺氧条件下能够有效降解有机物，并产生有用的产物。

2. 厌氧工艺的工艺流程厌氧工艺包括预处理、厌氧消化和气体利用等步骤。

首先是预处理阶段，将有机废物进行粉碎和混合，以便于微生物的降解。

然后是厌氧消化阶段，将预处理后的有机废物投入到厌氧反应器中，通过控制温度、pH和搅拌等条件，促进微生物的生长和有机物的降解。

在厌氧消化过程中，微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳等气体。

最后是气体利用阶段，将产生的甲烷气体用于发电或供热，实现能源的回收利用。

3. 厌氧工艺的应用厌氧工艺在废水处理、有机废弃物处理和生物能源生产等领域有着广泛的应用。

在废水处理方面，厌氧消化可以有效降解有机物，减少废水中的污染物含量。

在有机废弃物处理方面，厌氧消化可以将有机废物转化为甲烷气体，实现能源的回收利用。

在生物能源生产方面，厌氧消化可以产生大量的甲烷气体，可以用于发电、供热和燃料等方面。

总之，厌氧工艺是一种重要的生物转化工艺，具有广泛的应用前景。

通过对厌氧工艺的研究和应用，可以实现废物资源化利用和生物能源的可持续生产，对于推动循环经济和减少环境污染具有重要意义。

希望未来能够进一步加强对厌氧工艺的研究和推广，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。

厌氧系统考试试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 厌氧消化过程中，下列哪个微生物是主要的产甲烷菌？A. 假单胞菌B. 产气杆菌C. 产甲烷杆菌D. 产气螺旋菌2. 在厌氧环境中，有机物分解的主要产物是什么？A. 二氧化碳和水B. 甲烷和二氧化碳C. 氨和硝酸盐D. 硫化氢和硫酸盐3. 厌氧消化过程中，哪个阶段是有机物分解的主要阶段？A. 水解阶段B. 酸化阶段C. 产甲烷阶段D. 氧化阶段4. 厌氧消化中，pH值对产甲烷菌的影响如何？A. pH值过高或过低都会抑制产甲烷菌的生长B. 产甲烷菌对pH值不敏感C. 只有pH值过高会抑制产甲烷菌的生长D. 只有pH值过低会抑制产甲烷菌的生长5. 厌氧消化过程中，温度对消化效率的影响如何？A. 温度升高，消化效率降低B. 温度升高，消化效率提高C. 温度对消化效率没有影响D. 温度过高或过低都会降低消化效率6. 厌氧消化中，有机物的碳氮比对消化效率有何影响？A. 碳氮比过高，消化效率降低B. 碳氮比过低，消化效率降低C. 碳氮比对消化效率没有影响D. 碳氮比适中，消化效率最高7. 厌氧消化中，下列哪个因素不是影响消化效率的主要因素？A. 有机物的浓度B. 有机物的种类C. 有机物的颗粒大小D. 有机物的颜色8. 厌氧消化过程中，下列哪个物质不是消化液中的主要成分？A. 挥发性脂肪酸B. 氨氮C. 硫酸盐D. 甲烷9. 厌氧消化中，下列哪个设备不是厌氧消化反应器的组成部分？A. 搅拌器B. 气体收集器C. 曝气器D. 温度控制器10. 厌氧消化中，下列哪个操作不是厌氧消化的日常操作？A. 调节pH值B. 监测温度C. 定期排放沼气D. 曝气二、填空题（每题2分，共20分）1. 厌氧消化过程中，有机物分解产生的主要气体是________和________。

2. 厌氧消化中，产甲烷菌属于__________菌，它们在厌氧消化的__________阶段起主要作用。

餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究一、本文概述随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，餐厨垃圾的产生量也在逐年增长，成为城市垃圾处理的一大难题。

餐厨垃圾具有含水量高、有机质含量高、易腐烂等特点，如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还可能引发环境污染和公共卫生问题。

因此，研究餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能，对于实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化处理具有重要意义。

本文旨在深入研究餐厨垃圾的特性，包括其物理特性、化学特性、生物特性等方面，并探讨其在厌氧消化过程中的性能表现。

通过对比不同来源、不同处理方式的餐厨垃圾厌氧消化效果，分析影响其厌氧消化性能的关键因素，提出优化厌氧消化工艺的建议。

本文还将对餐厨垃圾厌氧消化产生的生物气、残渣等进行综合分析，评估其资源化利用潜力，为餐厨垃圾处理提供理论依据和技术支持。

通过本文的研究，我们期望能够更全面地了解餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能，为城市垃圾处理提供更为科学、合理的解决方案，推动餐厨垃圾资源化利用和环境保护工作的发展。

二、餐厨垃圾的特性餐厨垃圾，又称作食物垃圾或泔脚垃圾，主要来源于餐饮业、企事业单位食堂和居民家庭的日常食物加工过程中产生的废弃食物。

由于其独特的来源和组成，餐厨垃圾具有一系列独特的特性。

高水分与高有机质含量：餐厨垃圾的水分含量通常较高，可以达到80%以上。

同时，其有机质含量丰富，主要包括淀粉、纤维素、蛋白质和脂肪等，这些有机物是厌氧消化过程中微生物的主要能量来源。

易腐性与高生物降解性：餐厨垃圾中的有机物质易于腐败，这导致了其短时间内就会产生大量的恶臭和病原体。

但同时，这些有机物质也具有较高的生物降解性，可以通过厌氧消化等生物处理方法有效地转化为能源或肥料。

盐分与油脂含量较高：餐厨垃圾中常常含有较高的盐分和油脂，这对厌氧消化过程会产生一定的影响。

盐分过高可能会抑制微生物的活性，而油脂则可能形成浮渣，影响消化效率。

成分复杂性与波动性：由于餐厨垃圾的来源多样，其成分复杂多变，包括食物残渣、塑料、纸张等。

厌氧生物处理的三阶段四阶段理论厌氧生物处理的三阶段四阶段理论厌氧生物处理的基本原理:厌氧生物处理（Anaerobic Process）是在厌氧条件下,形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件,通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解的过程。

厌氧处理基本生物过程:厌氧生物处理在早期被称为厌氧消化或厌氧发酵，指的是在厌氧条件下，在多种微生物（厌氧微生物、兼性微生物）的作用下，将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程。

由此可见，厌氧处理过程中产生的是一种气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，也就是我们常说的沼气。

厌氧生物处理的基本生物过程有一个很明显的特点，就是其具有阶段性，根据不同的依据，可以分为两阶段、三阶段甚至四阶段。

两阶段理论:该理论认为有机物在厌氧条件下首先进行酸性发酵阶段（产酸阶段），然后进行碱性发酵阶段（产气阶段）。

产酸阶段的主要微生物为发酵细菌或产酸细菌，这些微生物生长快，适应性很强，对环境条件不是非常敏感。

会将有机物进行水解和酸化，产生脂肪酸、醇类、二氧化碳和氢气。

产气阶段的主要微生物为产甲烷细菌，其生长非常缓慢，生长倍增时间会达到几天，而且对于环境条件的变化非常敏感。

会将产酸阶段产生的中间产物转化为甲烷和二氧化碳。

两阶段理论，虽然形象且直接的描述了厌氧生物处理的过程，但是有学者发现，产甲烷细菌只能利用一些简单的有机物（比如甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类等）来产生甲烷，并不能利用两个碳以上的脂肪酸（乙酸除外）和醇类（甲醇除外）直接作为它的底物（参与生化反应的物质称为底物）。

还有一种“奥式产甲烷菌”，其实是由两种细菌组合而成，其中一种细菌将乙醇氧化为乙酸和氢气，另一种细菌则利用氢气和环境中的二氧化碳来产生甲烷。

、所以说，两阶段理论是存在一定局限性的，因此1979年，Bryant又提出了“三阶段理论”。

三阶段理论:该理论认为，除了产酸细菌和产甲烷细菌之外，还存在第三种细菌，称为产氢产乙酸细菌，三阶段的过程如下图所示：厌氧生物处理三阶段理论过程图.分为水解、发酵阶段（Ⅰ），产氢产乙酸阶段（Ⅱ）和产甲烷阶段（Ⅲ）。

污水处理常见微生物及指示污水处理常见微生物及指示引言污水处理是一项重要的环保工作，通过处理污水中的有机物、无机物和微生物等，可以将污水转化为可以安全排放或再利用的水资源。

微生物在污水处理中起到了重要的作用，通过分解有机物和去除污染物，提供了一个清洁的环境。

本文将介绍污水处理常见的微生物及其指示作用，这对于污水处理工程的运营和管理具有指导意义。

常见微生物及指示1. 厌氧微生物- 硫酸盐还原菌（Sulfate-reducing bacteria）：这是一类厌氧微生物，它们能够将硫酸盐还原为硫化物，同时产生硫酸氢盐。

硫酸盐还原菌的存在可以指示污水中有机物含量较高，因为它们喜欢利用有机物进行代谢。

当污水处理系统中出现硫酸盐还原菌过多的情况时，需要加强有机物的去除。

- 甲烷发酵菌（Methanogenic bacteria）：这类微生物能够利用有机物产生甲烷气体，是厌氧消化过程中的关键微生物。

当系统中甲烷发酵菌丰度适中时，说明厌氧过程运行稳定；但如果甲烷发酵菌数量过高，可能标志着系统中有机负荷过高或者pH值过低。

2. 好氧微生物- 异养微生物（Heterotrophic bacteria）：异养微生物是一类好氧微生物，它们能够利用有机物作为能源，通过分解有机物来提供给自身生长所需的能量和碳源。

异养微生物在好氧消化过程中起到关键作用，具有良好的污水处理能力。

- 鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Typhi）：这是一种致病微生物，在污水中的存在可能对人类健康构成威胁。

如果在污水处理过程中检测到有鼠伤寒沙门氏菌存在，需要加强消毒和杀菌措施。

3. 指示菌- 大肠杆菌（Escherichia coli）：大肠杆菌是一类常见的指示菌，它们存在于人和动物的肠道中，也是一种致病菌。

大肠杆菌的检测可以指示污水中可能存在粪便污染，特别是与生活污水和农田灌溉用水相关的地区。

在进行污水处理时，需要对大肠杆菌进行监测和控制，以保证水质安全。

水处理生物的试题及答案水处理生物试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 在水处理过程中，以下哪种微生物是有益的？A. 病原菌B. 病毒C. 原生动物D. 蓝藻答案：C2. 好氧微生物在水处理中的主要作用是什么？A. 产生有毒物质B. 分解有机物质C. 抑制植物生长D. 增加水体污染答案：B3. 厌氧消化过程中，主要的微生物是？A. 好氧菌B. 厌氧菌C. 兼性厌氧菌D. 光合细菌答案：B4. 在活性污泥法中，微生物的主要作用是什么？A. 产生氧气B. 吸收氧气C. 分解有机物D. 产生二氧化碳答案：C5. 以下哪种微生物在水处理中用于去除氮？A. 硝化细菌B. 硫酸盐还原菌C. 铁细菌D. 产甲烷细菌答案：A6. 以下哪种微生物在水处理中用于去除磷？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 硫酸盐还原菌D. 产甲烷细菌答案：B7. 在水处理中，生物膜法的主要优点是什么？A. 处理速度快B. 占地面积小C. 运行成本低D. 抗冲击负荷能力强答案：D8. 以下哪种微生物在水处理中用于去除重金属？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 硫酸盐还原菌D. 铁细菌答案：D9. 在水处理中，以下哪种微生物是有害的？A. 硝化细菌C. 病原菌D. 铁细菌答案：C10. 在水处理中，以下哪种微生物是有益的？A. 病原菌B. 病毒C. 原生动物D. 蓝藻答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 在水处理中，以下哪些微生物是有益的？A. 硝化细菌C. 病原菌D. 铁细菌答案：A, B, D12. 在水处理中，以下哪些微生物是有害的？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 病原菌D. 蓝藻答案：C, D13. 在水处理中，以下哪些微生物用于去除氮？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 硫酸盐还原菌答案：A14. 在水处理中，以下哪些微生物用于去除磷？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 硫酸盐还原菌D. 铁细菌答案：B15. 在水处理中，以下哪些微生物用于去除重金属？A. 硝化细菌B. 聚磷菌C. 硫酸盐还原菌D. 铁细菌答案：D三、填空题（每题2分，共20分）16. 在水处理中，好氧微生物在______条件下进行代谢活动。

污泥厌氧消化过程中的微生物群落结构分析污泥厌氧消化过程是一种常见的生物处理技术，可以有效地处理有机废水。

其中微生物群落是影响污泥消化效果的重要因素之一。

因此，对污泥厌氧消化过程中的微生物群落结构进行研究，不仅有助于了解污泥内微生物代谢功能和转化途径，还可以为进一步提高污泥消化效率提供理论依据。

微生物群落在厌氧消化过程中的变化污泥厌氧消化过程中，微生物群落的组成和分布随着环境条件的变化而发生变化。

消化池内温度、pH值、压力、厌氧菌、有机物种类和浓度等环境因素对微生物群落结构都有显著影响。

一些研究表明，污泥厌氧消化过程中，压力和温度对微生物群落结构的影响最为显著。

具体地说，在污泥厌氧消化过程中，产气菌和乙酸发酵菌在消化早期占据主导地位。

当有机物分解进一步进行时，硫酸盐还原菌和丙酸发酵菌的数量开始增加。

而在消化后期，甲烷生成菌则占据了主导地位。

这些微生物群落的变化直接影响了污泥厌氧消化过程中的产气和甲烷产量。

微生物群落结构分析方法为了准确地了解污泥厌氧消化过程中微生物群落的结构，需要借助一些现代分子生物学方法。

其中最常用的方法有PCR-DGGE、T-RFLP和高通量测序技术。

PCR-DGGE法基于DNA序列的多样性和不同序列片段的独特性，通过电泳技术对PCR扩增产生的DNA片段进行快速、高通量的分析。

这种方法简便易行，可以同时检测多个DNA片段，具有一定的灵敏性和可重复性。

T-RFLP法是基于DNA序列的长度差异，使用限制性内切酶切割扩增出的DNA片段，然后进行电泳分析。

这个方法快速、高通量，对于大规模样品的检测具有优势。

而且比PCR-DGGE方法更加准确。

高通量测序技术是近年来发展起来的一种研究微生物群落结构的新方法。

它可以同时检测数千到数万条DNA序列，对于微生物群落的种类和数量的检测有非常高的准确性。

微生物群落结构研究的意义通过研究污泥厌氧消化过程中微生物群落的结构，可以深入了解微生物在厌氧消化过程中的生态角色和代谢转化途径。

二、厌氧消化过程中的主要微生物主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。

1、发酵细菌（产酸细菌）：发酵产酸细菌的主要功能有两种：① 水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；② 酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH 、SRT 、有机物种类等），有时回成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。

2、产氢产乙酸菌：产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H 2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。

主要的产氢产乙酸反应有：乙醇： 232232H COOH CH O H OH CH CH +→+丙酸：22322332CO H COOH CH O H COOH CH CH ++→+ 丁酸：232223222H COOH CH O H COOH CH CH CH +→+注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H 2消耗掉。

主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。

3、产甲烷菌20世纪60年代Hungate 开创了严格厌氧微生物培养技术之后，对产甲烷细菌的研究才得以广泛进行；产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H 2/CO 2转化为CH 4和CO 2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H 2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina （产甲烷八叠球菌）和Methanothrix （产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解；典型的产甲烷反应： ① 243CO CH COOH CH +→ ② O H CH CO H 242224+→+ ③ -+-++→+324224HC CO CH H HCOO④ 242324CO CH O H CO +→+⑤ O H HH C O CH OH CH 234334+++→+- ⑥ ++-++++→+-434243343399)(4NH H HCO CH O H NH CH⑦ SH H H C O CH O H S CH 234233233)(2+++→+-+- ⑧ O H CH H OH CH 24234+→+根据产甲烷菌的形态和生理生态特征，可将其分类如下：——最新的分类（Bergy ’s 细菌手册第九版），共分为：三目、七科、十九属、65种；产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：①产甲烷杆菌；②产甲烷球菌；③产甲烷八叠球菌；④产甲烷丝菌；等等。

有机厌氧消化降解过程
有机厌氧消化是一种特殊的发酵过程，它发生在没有氧气的环境中，主要用于去除有机物的吸收、降解和转化。

有机厌氧消化的过程非常复杂，但是它主要是由一系列连续的化学反应和微生物活动组成的。

有机厌氧消化过程中，微生物通过分解有机物质来释放能量，同时释放出一系列的有机物质，包括无氧气含量的有机物，如甲烷、乙烯、乙烷等，以及有机酸，如乳酸、甘油酸、磷酸等。

有机厌氧消化过程又被称为“厌氧聚合反应”，它是一种有机物的微生物降解反应，按空气环境来分类主要有两种，即在氧气存在的情况下进行厌氧反应（即厌氧反硝化过程），以及在没有氧气的情况下进行厌氧反应（即厌氧反应过程）。

厌氧反硝化过程产生的产物包括硝酸酯、硫酸酯、亚硝酸类等，而厌氧反应过程产生的产物包括有机酸、硫醇等。

厌氧消化的主要的能量来源是微生物利用有机物的酯和糖类进行分解，通常在温和的条件下（压力为1和2bar），微生物能够高效的利用有机物。

有机酸的生成是有机厌氧消化过程的一个特性。

一般有机酸的种类比较多，但主要较少，如乳酸、甘油酸、磷酸等，其中，乳酸是产生量最多的有机酸。

有机厌氧消化过程分为三个阶段：一是发酵过程，微生物将有机物质进行分解；二是消化过程，微生物释放出一系列的有机物质，同时释放出能量；三是吸收过程，将有机酸和溶解气体等从水中挥发去除，微生物也从中获得养料，从而完成有机厌氧消化的过程。