影响微生物活性的因素
微生物生长与环境因素的关系
微生物生长与环境因素的关系微生物是一种非常重要的生物，它们在地球上的生态系统中占有重要且广泛的地位。
微生物的生长和生存是受到环境因素的影响的，不同的环境因素会对微生物的生长速度、数量和代谢活动产生不同的影响。
在本文中，我们将讨论微生物生长与环境因素之间的关系，探讨环境因素对微生物的生长和生存的影响。
1. 温度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量都是与温度密切相关的。
微生物可以在不同的温度下生长，但是不同的微生物对温度的适应范围是不同的。
一般来说，微生物的生长速度在其最适生长温度范围内最快，超出该范围则生长速度减缓或停止。
温度对微生物的生长速度和数量的影响与微生物的生态类型有关。
温度是一个非常重要的因素，它控制微生物的生长，代谢和繁殖。
在环境中，微生物通常处于最适温度范围内，因为这是它们生长最快和最有效的温度。
此外，在较高温度下，微生物会受到热释放的压力，这会导致代谢产物的累积，从而使细胞停止生长。
2. pH对微生物生长的影响微生物生长所需的pH值与微生物种类相关，不同的微生物对pH的适应范围不同。
通常，微生物生长的最适pH值在7.0左右，当pH值增高或降低时，微生物的生长速度会减缓或停止。
pH值对微生物的生长有两个方面的影响。
一方面，pH值可以影响微生物细胞的代谢和营养的吸收。
在pH值偏离最适值时，会影响到细胞结构，从而影响代谢和吸收。
另一方面，pH值可以影响微生物的酶的活性，从而影响微生物细胞内反应的速率和数量。
3. 湿度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量受到络湿度的影响。
根据菌种的适应性不同，不同的菌种可以在不同的液态或固态环境中生长繁殖。
在过高或过低的络湿度下，微生物的生长速度会减缓或停止。
湿度的影响与环境中的氧气含量有关。
在一些微生物环境中，氧气可以通过大气层直接进入微生物菌液中。
这成为生物反应器的工作原理之一。
但是，在高湿度的环境中，氧气会被阻隔，使微生物无法进行代谢活动，从而导致停滞或死亡。
微生物的生长与控制--环境因素对微生物生长的影响
一、环境因环素境对微因生素物对生长微的生影物响生长的影响概述－pH
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值
➢ 环境pH值对微生物生长的影响：
➢影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力；
➢改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母菌在pH4.5-5产乙醇，
pH6.5以上产甘油、酸；
➢影响培养基中营养物质离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质毒性；
微生物学基础
单元七 微生物的生长与控制
项目二 微生物生长的控制
一、环境因素对微生物生长的影响
１ 环境因素对微生物生长的影响概述 ➢ 微生物与环境之间相互影响和相互作用： ✔各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响； ✔微生物生长繁殖也会影响和改变环境； ➢ 可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面，同时防止它有害的一面； ➢ 影响微生物生长的外界因素：
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 中温型微生物（嗜温微生物）：最适生长温度为20℃~40 ℃，大多数微生物属于此类；
➢ 室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中；
➢ 体温型主要为寄生，在人和动物体内。
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 高温型微生物（嗜热微生物）：最适生长温度为50℃~60℃,主要分布在温泉、堆肥和 土壤中； ➢ 在高温下能生长的原因： ➢ 酶蛋白以及核糖体有较强的抗热性； ➢ 核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键， 增加热稳定性 ）； ➢ 细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态；
脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中；
✔当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些
pH值对微生物生长的影响
pH值对微生物生长的影响pH值，是描述溶液酸碱性的基本指标之一。
在生物学领域中，pH值也是非常重要的指标，不仅影响了生物体内外许多化学反应的进行，同时也对微生物的生长和繁殖有深远的影响。
本文将探讨pH值对微生物生长的影响以及其相关机制。
一、pH值的定义及测定方法pH值是指溶液中氢离子（H+）的活性指数，用数值表达酸性或碱性的强弱程度。
pH值的表达式为：> pH = -log[H+]其中[H+]是溶液中氢离子的浓度，单位为mol/L。
pH值的测定方法有多种，其中最常见的是使用酸碱指示剂或酸度计。
酸碱指示剂是一种能随溶液酸碱性变化而改变颜色的物质，比如常使用的酚酞、苯酚酸、溴甲酚等。
酸度计则是利用氢离子与氢氧根离子（OH-）的比例计算出pH值的仪器。
二、微生物的生长与pH值的关系微生物是一类极小的生物体，通常只有细胞直径的1/100至1/10左右。
它们分为细菌、古菌、真菌、放线菌等多种类型，生活于各种环境中，包括土壤、水体、空气、动植物体内等。
微生物的生长是一个非常复杂的过程，受到许多环境因素的影响，其中之一就是pH值。
微生物的适应pH范围各不相同，不同种类的微生物对pH值的敏感度不同，存在一定的平衡范围。
pH值的过高或过低都可能对微生物的生长造成不利影响。
一些微生物，如酸性菌和碱性菌，对pH值的适应能力强，可以在较低或较高的pH值下正常生长；而一些微生物，如中性菌，对pH值的范围较为狭窄，只能在pH值接近7的中性环境中生长。
此外，一些微生物如典型的异养生物，需要在较低或较高的pH值下保持较高的酸碱度，以满足其能量代谢过程中需要的酶的活性。
三、pH值对微生物生长的影响机制pH值的变化可能对微生物的生长产生直接和间接的影响。
直接的影响是通过改变微生物细胞内部的生理状态来实现的，影响微生物内生物合成、呼吸、能量代谢等过程。
例如，pH值的变化可能导致细胞膜的脱去和颗粒的失活，影响细胞对外环境的适应能力；同时还可能影响到蛋白质的折叠和酶的结构，降低其催化活性。
环境因素对微生物生长的影响
保持在合适的范围内。
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7.5.4 溶解氧（DO)
根据微生物与分子氧的关系，将微生物分为专性 好氧微生物、兼性好氧微生物及专性厌氧微生物。
（1）专性好氧微生物
包括所有需要氧才能生长的微生物。有两类： 一类是专性好氧微生物，它们的生长必需要氧，快 速分裂的细胞比缓慢分裂的细胞需要的氧更多，通 常生长在培养基表面附近；另一类是微好氧微生物， 它们在有少量自由氧存在条件下生长最好，因而生 长在培养基表面之下的某一区域，该区域氧浓度正 好符合它们生长的需要。
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7.6 微生物生长的控制
控制微生物生长的方法很多，大致可以分为 三大类：物理方法，化学方法和生物方法。 7.6.1 物理方法的控制 7.6.1.1 高温灭菌消毒
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（1）高温灭菌
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细菌一般要求环境的pH为中性或偏碱性。某些 细菌，例如氧化硫硫杆菌和极端嗜酸茵，需在 酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1.5 时仍可生活。
各种工业废水的pH不同，通常在6～9之间，个 别偏低或偏高的，可用本厂的废酸或废碱性水 加以调节，使曝气池pH维持在7左右。事实上， 净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较 强，曝气池中的pH维持在6.5～8.0均可不加调
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（2）高温对微生物的影响
过高的环境温度会使细菌死亡，一般来说无 芽孢的细菌在水中加热到70℃十多分钟就会死亡， 在100℃沸水中很快死亡。
高温对微生物产生影响的程度与微生物的种 类、菌龄、有无芽孢有关。
细菌芽抱在100℃以下难以致死，超过100℃ 时需要十几分钟、几十分钟，甚至几十小时才能 死亡。
影响微生物生长与死亡的因素
生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。
环境条件的改变，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变；或者抵抗、适应环境条件的某些改变；当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。
为了抑制和消除微生物的有害作用，人们常采用多种物理、化学或生物学方法，来抑制或杀死微生物。
常用以下术语来表示对微生物的杀灭程度。
灭菌：用物理或化学方法杀灭物体上所有的微生物（包括病原微生物和非病原微生物及细菌芽胞、霉菌孢子等），称为灭菌。
消毒：用物理或化学方法仅能杀灭物体上的病原微生物，而对非病原微生物及芽胞和孢子不一定完全杀死，称为消毒。
用来消毒的药物称为消毒剂。
防腐：防止或抑制微生物生长和繁殖的方法称为防腐或抑菌。
用于防腐的化学药品称为防腐剂。
某些化学药物在低浓度时为防腐剂，在高浓度时则成为消毒剂。
无菌：指没有活的微生物存在。
采取防止或杜绝一切微生物进入动物机体或物体的方法，称为无菌法。
以无菌法操作时称为无菌操作。
在进行外科手术或微生物学实验时，要求严格的无菌操作，防止微生物的污染。
不同的微生物对各种理化因子的敏感性不同，同一因素不同剂量对微生物的效应也不同，或者起灭菌作用，或者可能只起消毒或防腐作用。
在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时，还应考虑多种因素的综合效应。
例如在增高温度的同时加入另一种化学药剂，则可加速对微生物的破坏作用。
大肠杆菌在有酚存在的情况下，温度从30℃增至42℃时明显加快死亡；微生物的生理状态也影响理化因子的作用。
营养细胞一般较孢子抗逆性差，幼龄的、代谢活跃的细胞较之老龄的、休眠的细胞易被破坏；微生物生长的培养基以及它们所处的环境对微生物遭受破坏的效应也有明显的影响。
如在酸或碱中，热对微生物的破坏作用加大，培养基的粘度也影响抗菌因子的穿透能力；有机质的存在也干扰抗微生物化学因子的效应，或者由于有机物与化学药剂结合而使之失效，或者有机质覆盖于细胞表面，阻碍了化学药剂的渗入。
土壤学课后作业答案
土壤学课后作业第十章土壤环境质量评价1、名词解释（1）土壤环境质量土壤容纳、吸收、净化污染物质，维护水和空气洁净的能力；土壤环境因子对人类及陆地生物的生存和繁衍的适宜程度。
（2）土壤环境质量标准土壤环境质量标准是国家为防止土壤污染、保护生态系统、维护人体健康所制订的土壤中污染物在一定的时间和空间范围内的容许含量值。
（3）土壤污染指数土壤污染程度或土壤环境质量等级所用的一种相对的无量纲指数，以单因子表示土壤污染程度或土壤环境质量的等级为单项污染指数（4）土壤单项污染指数评价土壤污染程度或土壤环境质量等级所用的一种相对的无量纲指数。
以单因子表示土壤污染程度或土壤环境质量的等级为单项污染指数（5）土壤环境影响评价根据污染物积累趋势对土壤环境质量的变化进行预测的调查评估工作2、土壤环境质量标准制定过程中为什么要考虑污染物的不同暴露途径？3、国家1995年出台的土壤环境质量标准中对土壤环境质量标准划分为几级，划分的依据是什么？根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：Ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的除外)、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本保持自然背景水平。
Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外)。
土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
标准分级。
一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量的限制值。
二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。
三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。
4.简述土壤环境质量标准中规定不同PH值下污染物浓度的理由。
5.污染土壤的毒理学评价的影响因素（1）土壤性质（2）实验生物（3）摄入途径第十一章重金属污染土壤的修复和利用1、名词解释（1）物理修复以物理手段为主体的移除、覆盖、稀释等土壤污染治理技术。
微生物的生长曲线及相关知识点
微生物的生长曲线及相关知识点一、概述微生物是一类极小的生物体，可以在各种环境中进行生长和繁殖。
它们的生长过程受到许多因素的影响，包括温度、pH值、营养物质和氧气等。
了解微生物的生长规律对于工业生产、环境保护和食品安全具有重要意义。
本文将介绍微生物的生长曲线及相关知识点，帮助读者更好地了解微生物生长的特点和规律。
二、微生物的生长曲线微生物的生长过程可以用生长曲线来描述，一般包括四个阶段：滞留期、指数期、静止期和逝去期。
1. 滞留期在这个阶段，微生物适应新的环境，准备开始生长和繁殖。
这个阶段的时间长短取决于微生物的种类和环境条件。
2. 指数期一旦微生物适应了新的环境，它们就开始以指数增长的方式进行繁殖。
这是微生物生长最快的阶段，细菌数量呈指数级增长。
3. 静止期当环境中的营养物质耗尽或者有毒物质积累时，微生物的生长速度会减缓甚至停止。
这个阶段被称为静止期，微生物会进入休眠状态等待新的适宜条件出现。
4. 逝去期在最终阶段，微生物的数量开始减少，直至全部逝去。
这可能是由于环境不适宜、营养物质耗尽或者毒素积累等原因。
三、微生物生长的影响因素微生物的生长过程受到许多因素的影响，下面将介绍几个重要的影响因素。
1. 温度温度是微生物生长的重要影响因素，它影响微生物的新陈代谢和酶活性。
细菌通常可以分为三类：嗜热菌、中温菌和嗜冷菌，它们分别在不同的温度范围内生长。
2. pH值pH值也是微生物生长的重要因素，不同的微生物对pH值的适应范围不同。
有些微生物适应酸性环境，有些适应碱性环境，而有些在中性环境中生长。
3. 营养物质微生物需要各种营养物质来进行生长和繁殖，包括碳源、氮源、磷源和微量元素等。
不同的微生物对营养物质的需求也各不相同。
4. 氧气氧气是许多微生物进行新陈代谢的必需物质，但也有一些微生物可以在无氧条件下进行生长。
不同的微生物对氧气的需求也不同。
四、微生物生长与工业生产微生物的生长规律对工业生产具有重要意义，特别是在制药、食品加工、酿酒等行业。
微生物降解原理
微生物降解原理微生物降解是指微生物通过代谢活动将有机物质分解为较简单的化合物的过程。
微生物降解具有广泛的应用领域，包括环境治理、废物处理、农业生产等。
本文将从微生物降解的原理、影响因素以及应用等方面进行探讨。
一、微生物降解的原理微生物降解是由微生物通过代谢活动将复杂的有机物分解为较简单的化合物。
微生物降解的原理包括两个方面：微生物的代谢途径和酶的作用。
1. 微生物的代谢途径微生物降解有机物的代谢途径主要包括有氧代谢和厌氧代谢两种。
有氧代谢是指微生物在充氧条件下进行代谢活动，通过氧化反应将有机物质分解为水和二氧化碳等无害物质。
这种代谢途径常见于土壤中的细菌和真菌等微生物。
厌氧代谢是指微生物在无氧或缺氧条件下进行代谢活动，通过还原反应将有机物质分解为甲烷、硫化氢等产物。
这种代谢途径常见于水体中的一些厌氧微生物。
2. 酶的作用微生物降解有机物的过程中，酶起着至关重要的作用。
酶是微生物体内产生的一种催化剂，能够加速有机物质的分解反应。
不同的有机物质需要特定的酶来进行降解。
例如，蛋白质降解需要蛋白酶的作用，脂肪降解需要脂肪酶的作用，纤维素降解需要纤维素酶的作用等。
通过酶的作用，微生物能够将复杂的有机物质分解为较简单的化合物，从而实现降解的过程。
二、微生物降解的影响因素微生物降解的效率受到多种因素的影响，包括温度、pH值、营养物质、氧气浓度等。
1. 温度温度是微生物生长和代谢活动的重要因素，不同的微生物对温度的适应范围不同。
一般来说，微生物的生长速率随温度的升高而增加，但超过一定温度后会导致微生物的死亡。
2. pH值pH值是指环境的酸碱性程度，对微生物的降解活性有一定影响。
不同的微生物对pH值的适应范围也不同，一些微生物对酸性环境较耐受，而一些微生物则对碱性环境较适应。
3. 营养物质微生物降解有机物需要一定的营养物质作为能源和生长因子。
常见的营养物质包括碳源、氮源、磷源等。
不同的微生物对营养物质的需求也不同，营养物质的供应对微生物的降解效率有重要影响。
微生物代谢产物的结构与活性关系分析
微生物代谢产物的结构与活性关系分析微生物是一类具有很强代谢能力的生物体，它们可以利用多种物质进行代谢产物的合成，并且这些产物往往具有特殊的活性和生理作用。
因此，研究微生物代谢产物的结构与活性关系，对于发现新的药物和生物活性分子具有重要意义。
一、微生物代谢产物的结构分析微生物代谢产物通常是一系列复杂分子的混合物，因此需要运用多种化学和分析技术进行结构分析。
其中，核磁共振(NMR)技术是最常用的方法。
通过对微生物代谢产物进行NMR分析，可以确定其分子结构、键合方式、立体构型等信息，从而为后续的活性研究奠定基础。
此外，近年来，利用质谱联用技术分析微生物代谢产物的结构已经成为主流方法，它可以快速高效地分析大量复杂的代谢产物。
二、微生物代谢产物的活性研究微生物代谢产物的活性研究，主要是针对其对人类健康以及对生物体内各种生物学过程的影响进行分析。
这些代谢产物在人体内可以充当多个生理活性分子，比如抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等。
在这种背景下，很多研究人员使用阳性筛选法等技术，对大量微生物代谢产物的活性进行筛查，并发现了很多潜在的药物前体分子。
三、微生物代谢产物的结构与活性关系分析微生物代谢产物的结构与活性关系分析，是微生物化学和药物研究领域的重要研究内容。
它主要探讨微生物代谢产物的分子结构对于其生物活性的影响。
这种分析可以帮助研究人员预测微生物代谢产物的生物活性，并且理解代谢通路的特殊性质。
近年来，通过大量的数据挖掘和机器学习技术，研究人员已经可以预测微生物代谢产物的化学结构，并且发现了很多新的代谢产物，这些发现有助于研究人员深入探索微生物代谢模式和代谢途径。
四、微生物代谢产物在医药领域的应用前景微生物代谢产物在医药领域的应用前景非常广泛。
比如抗生素就是来自微生物代谢产物的一类重要药物，同时，微生物代谢产物还被用来开发多种新药和保健品，如抗肿瘤药物、免疫调节药物等。
基于微生物代谢产物的药物研究也是现代药物研究的热门方向之一。
活性污泥处理微生物生长条件
活性污泥处理微生物生长条件能够影响活性污泥处理微生物生理活动的因素比较多，其中主要有：营养物质、温度、溶解氧、PH值以及有毒物质等。
1、营养物质平衡（1）参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断从周围环境的污水中吸取其所必须的营养物质，包括：碳源、氮源、无机盐类以及某些生长素等。
待处理的污水中必须充分含有这些物质。
碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大，一般以BOD5计，不应低于100mg/L。
生活污水碳源比较充足，对于一些碳源不足的工业废水则应补充碳源，如生活污水或是淀粉等。
（2）氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素，氮源可来自N2、NH3、NO3等无机氮化合物，也可以来自蛋白质、胨以及氨基酸等有机含氮化合物。
生活污水中氮源充足，不需要另行投加；工业废水则应考虑含氮是否充足，必要时可投加尿素、硫酸铵等。
（3）磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代谢和物质转化中起重要作用。
辅酶I、辅酶II、磷酸腺苷等都含有磷。
微生物主要从无机磷化合物中获取磷。
磷源不足将影响酶的活性，从而使微生物的生理功能受到影响。
（4）一般三大营养物质（碳源、氮源、磷源）比例关系为BOD:N:P=100:5:1（5）硫是合成细胞蛋白质不可缺少的元素，辅酶A也含有硫。
（6）钠在微生物细胞中调节细胞和污水之间渗透压所必需的。
（7）钾是多种酶的激化剂，具有促进蛋白质和糖的合成作用，还能控制细胞质的胶态和细胞质膜的渗透性。
（8）钙具有降低细胞质的透性，调节酸碱度以及中和其他阳离子所造成的危害。
（9）镁在细胞质合成及糖的分解中起着活化作用，参与菌绿素的合成。
（10）铁是细胞色素氧化酶和过氧化氢结构的一部分，在氧的活化过程中，起着重要的催化作用。
2、溶解氧参与污水活性污泥处理的是以好氧菌为主体的微生物种群。
根据运行经验数据，曝气池中溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（以出口处为准）。
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在污水生化处理过程中，影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类。
基质类包括营养物质，如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素；另外，还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
环境类影响因素主要有：(1)温度。
温度对微生物的影响是很广泛的，尽管在高温环境(50℃～70℃)和低温环境(-5～0℃)中也活跃着某些类的细菌，但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。
在适宜的温度范围内，微生物的生理活动旺盛，其活性随温度的增高而增强，处理效果也越好。
超出此范围，微生物的活性变差，生物反应过程就会受影响。
一般的，控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。
(2)PH值。
活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5，酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长，严重时会使污泥絮体遭到破坏，菌胶团解体，处理效果急剧恶化。
(3)溶解氧。
对好氧生物反应来说，保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。
当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多数为丝状
菌)还可能生长良好，在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。
一般的，曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜，过高则增加能耗，经济上不合算。
在所有影响因素中，基质类因素和PH值决定于进水水质，对这些因素的控制，主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。
对一般城市污水而言，这些因素大都不会构成太大的影响，各参数基本能维持在适当范围内。
温度的变化与气候有关，对于万吨级的城市污水处理厂，特别是采用活性污泥工艺时，对温度的控制难以实施，在经济上和工程上都不是十分可行的。
因此，一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理
要求，以达到处理目标。
因此，工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上，控制的主要任务就是采取合适的措施，克服外界因素对活性污泥系统的影响，使其能持续稳定地发挥作用。