1、 污水處理中微生物的分類

細菌適應性強，生長速度快。根據營養需求的不同，細菌可分為自養細菌和異養細菌。自養細菌利用各種無機物質（CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等）作為營養物質，將其轉化為另一種無機物質，釋放能量并合成細胞物質。其碳源、氮源、磷源均為無機物。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。污水處理設施中的微生物主要是異養細菌。

絲狀真菌在活性污泥的混凝過程中起著骨架作用，但絲狀菌的大量出現會影響污泥的沉降性能，導致污泥膨脹。真菌在污水處理中的作用不容忽視。

藻類是單細胞和多細胞的植物微生物。它含有葉綠素。它利用光合作用吸收二氧化碳和水，釋放氧氣，吸收水中的氮、磷和其他營養物質，并合成自己的細胞。

原生動物是能夠分裂和增殖的單細胞動物。污水中的原生動物既是凈水器又是水質指標。大多數原生動物屬于需氧異養型。在污水處理中，原生動物的作用不如細菌重要，但大多數原生動物可以吞下固體有機物和游離細菌，從而凈化水質。原生動物對環境變化很敏感。不同的原生動物出現在不同的水質環境中，是水質指標。例如，當溶解氧充足時，存在大量時鐘蟲，當溶解氧低于1/L時，溶解氧較少且不活躍。

后生動物是多細胞動物。污水處理設施和穩定池中常見的后生動物是輪蟲、線蟲和甲殼動物。

后生動物是需氧微生物，生活在水質較好的環境中。后生動物以細菌、原生動物、藻類和有機固體為食。其外觀表明，處理效果良好，是污水處理的指示生物。

2、 污水處理中微生物代謝

微生物的生命過程是一個營養物質不斷被利用、細胞物質不斷合成和消耗的過程。在污水處理過程中，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。污水處理是通過微生物對污染物（營養物質）的代謝轉化來實現的。

細菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物共存于水中。細菌和真菌以水中的有機物、氮和磷為營養物質，通過有氧和無氧呼吸合成自己的細胞。藻類利用水中的二氧化碳、氮和磷來合成自己的細胞并向水中提供氧氣。藻類細胞死亡后，成為真菌繁殖的營養物質。原生動物吞噬水中的固體有機物、真菌和藻類。后生動物捕食水中的固體有機物、真菌、藻類和原生動物。

微生物從污水中吸收營養，合成自己的細胞，并通過復雜的生化反應排出廢物。這種維持生命活動和生長繁殖的生化反應過程稱為新陳代謝，簡稱新陳代謝。根據能量傳遞和生化反應的類型，代謝可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并釋放能量。這一過程稱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，并吸收分解代謝釋放的能量。這個過程叫做合成代謝。當營養不足時，微生物氧化和分解自己的細胞物質以獲取能量。這一過程稱為內源性代謝，也稱為內源性呼吸。當養分充足時，內源呼吸作用不明顯，但當養分不足時，內源呼吸作用是能量的主要來源。

沒有新陳代謝，就沒有生命。微生物通過新陳代謝繁殖和死亡。微生物分解代謝為合成代謝提供能量和物質，而合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應器。這兩種代謝是相互依存、相互促進和不可分割的。

微生物代謝所消耗的一些營養物質被分解成簡單物質并排放到環境中，另一部分被合成成細胞物質。不同微生物的代謝率不同，用于分解和合成的營養素比例也不同。厭氧微生物不完全分解營養物質，釋放能量少，代謝緩慢。分解用營養素比例大，合成用營養素比例小，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程中釋放更多能量，代謝更快。分解用營養素比例小，合成用營養素比例大，細胞增殖快。

3、 微生物生長環境

廢水生物處理的主體是微生物。只有創造良好的環境條件，允許微生物大量繁殖，才能獲得滿意的處理效果。影響微生物生長的條件主要有營養、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，生命活動所需的能量和物質來源于營養。微生物細胞的組成（不包括H2O和無機物質）可以用化學式c5h7o2n或c60h87o23n12p表示。不同微生物細胞的組成不同，對碳氮磷比的要求也不同。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]。厭氧微生物所需碳、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。微生物種類很多，C、n和P的化學形式也不同。例如，異養細菌需要有機物作為碳源，而自養細菌使用CO2和HCO3-作為碳源。

幾乎所有的有機物都是微生物的營養來源。為了達到預期的凈化效果，控制合適的C:n:P比例非常重要。除碳、氫、氧、氮、磷外，微生物還需要硫、鎂、鐵、鈣、鉀等元素，以及錳、鋅、鈷、鎳、銅、鉬、釩、碘、溴、硼等微量元素。

不同種類的微生物具有不同的生長溫度，各種微生物的總體溫度范圍為0~80℃。根據適用的溫度范圍，微生物可分為三類：低溫（好冷）、中溫和高溫（好熱）。低溫微生物的生長溫度小于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于45。好氧生物處理以中溫為主，微生物比較適生長溫度為20～37℃。厭氧生物處理時，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，厭氧微生物處理通常采用兩個溫度段33~38和52~57，分別稱為中溫消化（發酵）和高溫消化（發酵）。隨著科學技術的發展，厭氧反應可以在20~25℃的室溫下進行，大大降低了運行成本。

在適宜的溫度范圍內，生化反應速率每10分鐘增加1～2倍。因此，在較高的最適溫度條件下，生物處理效果較好。人為改變污水溫度會增加處理成本，因此好氧生物處理一般在自然溫度下即室溫下進行。好氧生物處理的效果受氣候影響較小。厭氧生物處理受溫度影響較大，需要保持較高的溫度。但考慮到運行成本，應盡量在室溫（20~25）下運行。如果原污水溫度較高，應采用中溫發酵（33~38）或高溫發酵（52~57）。如果發酵過程中有足夠的余熱或產生足夠的沼氣（高濃度有機污水和污泥消化），可以利用余熱或沼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過。因此，在生物處理過程中，應控制適當的水溫并保持穩定。

進水pH值的突然變化會對生物處理產生很大的影響，這種影響是不可逆的。因此，保持pH值的穩定非常重要。

厭氧微生物在有氧條件下產生H2O2，但它們被H2O2殺死，而沒有分解H2O2的酶。因此，厭氧生物處理反應器中不能存在分子氧。其他氧化物質，如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+也會對厭氧生物處理產生不利影響，其濃度也應加以控制。

抑制和毒害微生物的化學物質稱為有毒物質。它可以破壞細胞結構，使酶變性并失去活性。例如，重金屬可以與-SH酶結合，或與蛋白質結合使其變性或沉淀。有毒物質在低濃度時對微生物無害，超過一定值時會發生中毒。一些有毒物質在低濃度下可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響。不同條件下的毒性差異很大，不同的微生物對同一種毒性有不同的耐受性。具體情況應根據實驗確定。