食作用，废水得到净化。
8.什么叫活性污泥丝状膨胀?引起活性污泥丝状膨胀的微生物有哪些? 由于丝状细菌的极度生长引起的活性污泥的膨胀称活性污泥的丝状膨胀 引起活性污泥膨胀的微生物有：诺卡氏菌属、浮油球衣菌、微丝菌属、贝日阿托是菌属。
9.促使活性污泥丝状膨胀的环境因素有哪些?
主导因素是丝状微生物过度生长，环境因素促进丝状微生物过度生长。 （1）．温度；构成活性污泥的各种细菌最适生长温度在30℃左右。 （2）．溶解氧，菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧的需要量差别大。菌胶团细菌是严格好氧，浮游球衣菌是好氧菌，但它的适应性强，在微量好氧条件下，仍正常生长。
（3）．可溶性有机物及其种类：几乎所有的丝状细菌都能吸收可溶性有机物，尤其是低分子的糖类和有机酸。有机物因缺氧不能降解彻底，积累大量有机酸，为丝状细菌创造营养条件，使丝状细菌优势生长。
在生活污水和食品类等有机废水中，BOD5在100~200mg／L，往往会使浮游球衣菌和菌胶团细菌的数量比例增大，浮游球衣菌的数量超过60％以上，占优势而导致活性污泥丝状膨胀。 10.为什么丝状细菌在废水生物处理中能优势生长?
活性污泥丝状膨胀的机理用表面积与容积比假说解释能被较多人接受。在单位体积中，呈丝状扩展生长的丝状细菌的表面积与容积之比较絮凝性菌胶团细菌的大，对有限制性的营养和环境条件的争夺占优势，絮凝性菌胶团细菌处于劣势，丝状细菌就能大量生长繁殖成优势菌，从而引起活性污泥丝状膨胀。
11.如何控制活性污泥丝状膨胀?
解决活性污泥丝状膨胀的问题，根本的是要控制引起丝状微生物过度生长的具体环境因子。如温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度或有机负荷等。
但进水的温度和进水可溶性有机物是不可能控制的，而溶解氧和有机负荷可控制，改革工艺是最佳的办法。 12.含碳含硫的高浓度有机废水有几种处理方法?
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高浓度有机废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法处理。高浓度有机废水还可用有机光合细菌处理。（略）
13.叙述高浓度有机废水厌氧沼气（甲烷）发酵的理论及其微生物群落。
甲烷发酵理论先后提出了二阶段、三阶段和四阶段发酵理论，这三个理论一个比一个完善。目前应用较多的仍是布赖恩特（Bryant）于1979年提出的四阶段的发酵理论：
第一阶段：是水解和发酵性细菌群将复杂有机物如：纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。
第二阶段：是产氢和产乙酸细菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。
第三阶段：第三阶段的微生物是两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。
第四阶段：为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将H2和CO2转化为乙酸的过程。第四阶段在厌氧消化中的作用目前仍在研究中。
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第四章 污、废水深度处理和微污染源水处理中的微生物学原理 1.污、废水为什么要脱氮除磷?
氮和磷是生物的重要营养源。但水体中氮、磷量过多，危害极大。最大的危害是引起水体富营养化。蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康。使水源水质恶化。不但影响人类生活，还严重影响工、农业生产。鉴于以上原因，脱氮除磷非常重要。
2.微生物脱氮工艺有哪些?
可采用A／O、A2／O、A2／O2、SBR等，工艺均可取得较好脱氮效果。经厌氧—好氧或缺氧—好氧等的合理组合处理，既可去除COD和BOD，又可去除氨氮。脱氮工艺也可除磷。 3.叙述污、废水脱氮原理。
脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3—N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO3—N反硝化还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气，N2参与自然界物质循环。 4.参与脱氮的微生物有哪些?它们有什么生理特征?
亚硝化细菌和硝化细菌的资源丰富，广泛分布在土壤、淡水、海水和污水处理系统。
亚硝化细菌和硝化细菌是革兰氏阴性菌。有的菌株能在混合培养基中生长，不营化能有机营养，其中的亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌能利用尿素作基质。 （1） 氧化氨的细菌：为专性好氧菌，在低氧压下能生长。化能无机营养，
氧化NH3为HNO2，从中获得能量供合成细胞和固定CO2。
（2）氧化亚硝酸细菌：大多数氧化亚硝酸细菌在pH为7.5~8.0，温度25-30℃，亚硝酸浓度为2~30mmol／L时化能无机营养生长最好。其世代时间随环境可变，由8h到几天。硝化杆菌属（Nitrobacter）既进行化能无机营养又可进行化能有机营养，以酵母浸膏和蛋白胨为氮源，以丙酮酸或乙酸为碳源。
（3）反硝化细菌：反硝化细菌是所有能以NO3为最终电子受体，将HNO3还原为N2的细菌总称，种类很多。见表2.4—3。其中的假单胞菌属内能进行反硝化的种最多，如铜绿色假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、荧光假
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单胞菌（Pseudomonas fluorecens）
反硝化细菌的碳源来自有机物，如葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甲醇等均可作为反硝化细菌的碳源。H2S和H2可作供氢体，碳源为CO2。能源从氧化有机物获得。它的最终电子受体是NO3和NO2。最适pH为7~8。 5.什么叫捷径反硝化?在生产中它有何意义?
采用“捷径反硝化”即硝化作用产生HNO2后就转入反硝化阶段。可缩短曝气时间，节省运行费用。
6.脱氮运行管理中要掌握哪几个关键才能获得高的脱氮效果?
在运行操作上要掌握好几个关键。 ① 泥龄（即悬浮固体停留时间θ
SRT）是重要控制指标，可通过排泥控制
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泥龄，一般控制在五d以上，泥龄要大于硝化细菌的比生长速率。 ② 要供给足够氧 处理生活污水时，溶解氧一般控制在1.2~2.0mg／L为
宜。工业废水则要看废水的有机物浓度（COD和BOD）和NH3含量的高低，适当提高溶解氧。如味精废水COD和NH3都高，溶解氧维持在4.5 mg／L左右为宜。才能满足去除COD和氧化NH3用。 ③ 控制适度的曝气时间（或说水力停留时间） 普通的活性污泥法的曝气
时间为4~6h，甚至8h（如SBR法）。
④ 在硝化过程中，消耗了碱性物质NH3，生成HNO3，水中pH下降，
对硝化细菌生长不利。满足硝化细菌对pH的需求。氧化1 mg／L NH3所产生的酸度需要10mg／L碱度中和。投加NaHCO3还可供给硝化细菌碳源。
⑤ 温度 虽然大多数硝化细菌生长的最适温度为25~30℃，实际上它们
的生长温度范围是较广的。况且硝化细菌种类多，适合各种温度生长的硝化细菌都有，低至—5℃，高至60℃。可以将它们应用于污水和废水生物处理中。硝化和反硝化的合理组合方式和顺序对提高NH3一N的去除率有很大关系。如何选择工艺?一级硝化—反硝化好还是多级硝化—反硝化好，要依据水质而定，主要看COD负荷和NH3一N负荷（或说COD和NH3一N浓度）高低。负荷低级数少好，负荷
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高级数多效果好，而且运行费用经济。
7.何谓积磷菌?有哪些积磷菌?叙述它的放磷和吸磷的生化机制。
根据某些微生物在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐（PO43）合成自身核
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酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒（即异染颗粒）于体内，供其内源呼吸用。称这些细菌为聚磷菌。具有聚磷能力的微生物就目前所知绝大多数是细菌。聚磷的活性污泥是由许多好氧异养菌、厌氧异养菌和兼性厌氧菌组成。实质是产酸菌（统称）和聚磷菌的混合群体。文献报道，从活性污泥中分离出来的聚磷细菌种类多，其中聚磷能力强、数量占优势的聚磷菌是不动杆菌——莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌属和黄杆菌属等60多种。有聚磷能力的还有硝化细菌中的亚硝化杆菌属、亚硝化球菌属、亚硝化叶菌属和硝化杆菌属、硝化球菌属等。
聚磷菌在厌氧时又能释放磷酸盐（PO43）于体外。故可创造厌氧、缺
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氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污、废水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分地过量吸磷，而后通过排泥从污水中除去部分磷，可以达到减少污、废水中磷含量的目的。
（1）厌氧释放磷的过程：产酸菌在厌氧或缺氧条件下分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等大分子有机物为三类可快速降解的基质（Sbs）：A．甲酸、乙酸、丙酸等低级脂肪酸；B．葡萄糖、甲醇、乙醇等；C．丁酸、乳酸、琥珀酸等。聚磷菌则在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成聚β—羟基丁酸盐（PHB）。与此同时释放出PO43于环境中。
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（2） 好氧吸磷过程：聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的聚β—羟基丁
酸盐和外源基质，产生质子驱动力（pmf），将体外的PO43输送到
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体内合成ATP和核酸，将过剩的PO43聚合成细胞贮存物：多聚磷
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酸盐。
8.有哪些除磷工艺?在运行操作中与脱氮有何不同?
除磷工艺有如下几种：Bardenpho生物除磷工艺、Phoredox工艺、A／O及A2／O、UCT（University of Cape Town Process）工艺、VIP工艺、旁硫除磷一Phostrip工艺、SBR法等。
生物除磷：创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污、废水中厌氧
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