水处理微生物问答题

1.阐述细菌细胞壁及细胞膜的结构特征和主要功能？
细胞壁的结构特征：是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种功能，是细胞中重要的结构单元，也是细菌分类最重要的依据之一。

主要功能：保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其免受渗透压等外力损伤；为细胞的生长、分裂所必需；作为鞭毛的指点，实现鞭毛的运动；阻拦大分子有害物质（某些抗生素，水解酶）进入细胞；赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

（阳紫阴红）
细胞膜的结构特征：
磷脂双分子层组成膜的基本骨架；
磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，
因而膜具有流动性；膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。

功能：选择性地控制细胞
内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换；维持细胞内正常渗透压；合成细胞壁组分和荚膜的场所；进行氧化磷酸化或光合及磷酸化的产能基地；许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地；鞭毛的着生和生长点。

2．何谓丝状膨胀？能引起丝状膨胀的微生物有那些？如何控制活性污泥丝状膨胀？
丝状膨胀：一种丝状菌在虚体中大量生长以致影响沉降的现象。

经常出现的有诺卡氏菌属，球衣细菌，微丝菌属，发硫菌属，贝日阿托氏菌属等
活性污泥丝状膨胀：
由于丝状菌极度生长引起的活性污泥膨胀。

根本是要控制引起丝状菌过度生长的环境因子。

控制溶解氧；控制有机负荷；改革工艺；控制营养比例；投加混凝剂；加氯、臭氧或过氧化氢
3.根据污化系统可将污染水体划分为哪几个污染带类型，各污染带有什么特点？
1、多污带特点：此带靠近污水出水口的下游，水色一般呈暗灰色，很浑浊，有大量有机物，但溶解氧极少，甚至完全没有。

此带中水生生物种类很少，几乎全是异养性生物，无显花植物，鱼类绝迹。

2、α-中污带特点：水色为灰色，溶解氧仍很少，为半厌氧状态，有氨和氨基酸等存在。

这里，含硫化合物已开始氧化，但还有H2S存在，BOD已有减少，有时水面上有泡沫和浮泥。

生物种类比多污带稍多，细菌含量仍很高，水中有有蓝藻和绿色鞭毛藻，出现纤毛虫和轮虫，在已经部分无机化的水底污泥中，滋生很多颤蚯蚓。

3、β-中污带特点：在此带中绿色植物大量出现，水中溶解氧升高，有机物质含量已经很少，BOD和悬浮物的含量都较低，蛋白质的分解产物氨基酸和氨进一步氧化，水中CO2和H2S 含量很少。

生物种类变得多种多样，细菌数量明显减少，藻类、轮虫、甲壳动物和昆虫也很多，有生根植物和一些鱼类。

4、寡污带：河流的自净作用已经完成，溶解氧已恢复到正常含量，无机化作用彻底，有机污染物质已经完全分解，CO2含量很少，H2S 几乎消失，蛋白质已分解成硝酸盐类，BOD和悬浮物含量都很低，生物种类很低，但细节数量很少，有大量浮游植物，显花植物也大量出现，鱼类种类也很多。

4.何谓聚磷菌？微生物在磷循环中的作用？说明微生物除磷原理？
概念：某些微生物在好氧时能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成储能的多聚磷酸盐颗粒于体内，供其内源呼吸用。

即有明显除磷能力的细菌称为聚磷菌
作用：利用聚磷菌一类的细菌，过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷，并将其以聚合形态储存在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。

原理：一般地说，细菌增殖过程中，在好氧环境中所摄取的磷比厌氧环境中所释放的磷多，污水生物处理正是利用了这一过程，多余的污泥作为剩余污泥排走。

5．何谓菌胶团？好氧活性污泥中菌胶团的主要功能有那些？
概念：在水处理工程领域内，将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团.
主要功能：①吸附和氧化分解有机物；②菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境；
6．何谓生物膜？厌氧生物膜法的主要工艺有哪些？简单阐述一下好氧生物滤池工作的基本原理
概念：微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构。

是一个生态系统。

（是一种不可逆的粘附于固体表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有组织的微生物群体）
主要工艺：
1.厌氧滤池（AF）。

2.厌氧流化床反应器
3.厌氧附着膜膨胀床反应器
好氧生物滤池工作原理：在滤池内设置固定的滤料，当废水自上而下滤过时，由于废水不断与滤料接触，微生物在滤料表面繁殖，逐渐形成生物膜。

当生物膜形成并达到一定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，造成内层的厌氧状态，使生物膜的附着力减弱。

此时，在水流的冲刷下，生物膜开始脱落。

随后在滤料上又会生长新的生物膜。

如此循环往复，废水流经生物膜后得以净化。

7.原生动物在废水生物处理中有哪几纲？说明活性污泥中原生动物的作用？
有三纲，分别是：肉足类，鞭毛类，纤毛类
作用：在活性污泥法中，纤毛虫可促进生物絮凝作用（1.净化污染物 2.作为指示生物）
8.微生物在氮循环中的作用？说明微生物脱氮的原理？
作用：自然界中的氮由于微生物的作用在不断进行转化，有一种形态转化为另一种形态，或有一种组合中分解出来参加到另一种组合中去，使有效氮能持续供应。

所以如果没有微生物的作用，植物不能生长，任何动物也就无法生活。

脱氮原理：脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌的消化
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，溢出水面释放到大气，参与自然界物质循环。

水中含氮物质大量减少，降低出水潜在危险性。

9.微生物的主要营养物质及各自功能？微生物的营养类型及各自特点？营养物质的运输方式及各自特点？（P81）
主要营养物质：
1、碳源：提供细胞骨架和代谢物质中氮素的来源以及生命活动所需要的能量；
2、氮源：为细胞提供生命活动的能量；
3、能源：为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能；
4、生长因子：调节微生物正常代谢所必须，但不能利用简单的碳、氮源自行合成的有机物；
5、无机盐或矿物质：（1.构成细胞的组成成分 2.酶的组成成分 3.酶的激活剂 4.维持适宜的渗透压 5.自养型生物的能源）
6、水：溶剂作用，参与生化反应，运输物质的载体，维持和调节机体的温度。

营养类型：
1、光能自养：有光合色素，以光做能源，C02做碳源，进行光合作用是需要硫化氢；
2、化能自养：生长需要无机物，无机物作为能源和电子供体，CO2做碳源；
3、化能异养：有机物作为碳源和能源以及氢供体；
4、光能异养：光能做能源，有机物作为氢供体，有机物或CO2作碳源。

运输方式：
1、单纯扩散：物质的转运顺着浓度差进行，运输过程不需消耗能量，物质的分子结构不发生变化；促进扩散：特点基本与单纯扩散相似，只是他须借助细胞膜上的一种蛋白质载体进行，有立体专一性；
2、主动运输：是吸收营养物质最主要方式，吸收运输过程中需要消耗能量，可以逆浓度差进行，其余特点与促进扩散相似；基因转位：除在集团转位过程中被吸收的营养物质与载体蛋白之间发生化学反应使物质结构有所改变外与主动运输相似。

10．底物浓度与酶促反应速度的关系?
在一定范围内反应速度随基质浓度的提高而加快，但当基质浓度很大时，就与基质浓度无关。

11．细菌分批培养生长曲线分几个时期，各时期有什么特点？
（1）按重量绘制分为：
1、生长率上升阶段初期：不进行分裂，菌数不增加，但菌体增大，以后很快进入繁殖阶段；上升阶段：食疗充分，生长不受食料数量影响，只受生理机能限制；这阶段后期生长率达到最高。

2、生长率下降阶段：由于食料减少和有毒物质累计使环境不利于微生物生长，微生物生长率基本不受自身生理机能的限制，食料不足成为抑制微生物生长的主要因素。

3、内源呼吸阶段：细菌这时候所合成的新细胞质已不足以补充因内源呼吸而耗去的细胞质，另一方面微生物也在死亡，因此重量在减少。

（2）按数目的对数绘制分为：
1、缓慢期：细菌不繁殖，数目不增加，但细胞生理活性很活跃，菌体体积增长很快，在后期只有个别菌体繁殖；
2、对数期：微生物分裂速度迅速增加；菌体生长繁殖速度逐渐下降，菌体死亡数目逐渐上升，最后达到新增殖的微生物数与死亡数基本相等；
3、稳定期的活菌数保持相对平衡并处于最大值食料减少和有毒代谢产物的积累；
4、衰亡期：细菌死亡速度大大增加，超过繁殖速度，只有少数菌体进行繁殖，细菌进行内源呼吸，生物曲线显著下降。