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1、 西安建筑科技大学环境工程微生物 解答题 答案 2000年 四、 废水生物处理中为什么多是微生物混合群体而非纯种微生物？好氧氧化塘中各种微生物之间又什么关系？生物膜中各种微生物在膜形成以及净化中各有什么作用？答： 1.在一个污水生物处理系统的微生态系统中，不论是用好氧方法处理还是用厌氧方法处理，有好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物以一定的数量比例同时存在都是有好处的。因为它们之间的关系是互相竞争、互相制约，但又互惠互利、协调和谐作用。例如污水厌氧处理，需要人工制造无氧环境为产甲烷菌提供最基本的生存条件，但有时不免有疏忽或漏洞，可能有氧渗入，由于兼性厌氧的水解菌的存在，不但为产甲烷菌提供基质
2、，还将渗入的氧消耗掉，确保了产甲烷菌的无氧环境；又如污水好样处理系统中，在正常情况下，好氧菌能充分发挥其作用，经污水净化彻底，但在供氧不足时好氧菌不能正常发挥作用。由于兼性厌氧菌的存在，它们继续处理污水，只是净化作用的水平比好氧菌稍低。因此，废水生物处理系统中，多是微生物混合群体，而非纯种微生物。 2.氧化塘是人工的、接近自然的生态系统。在氧化塘内，藻类和细菌共同存在于同一环境中，保持互生关系。其中还有霉菌、放线菌、原生动物、轮虫、线虫、浮游甲壳动物、寡毛类、软体动物及水生植物等组成一个生态系统。其食物链与自然水体基本相同。 3.普通滤池内生物膜的微生物群落有：生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫
3、除生物。生物膜生物是以菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等。它们起净化和稳定污水水质的功能。生物膜面生物是固着型纤毛虫及微型后生动物，它们起促进滤池净化速度，提高滤池整体效率的功能。滤池扫除生物有轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕瓢体虫等，它们起去除滤池内的污泥，防止污泥集聚和堵塞的功能。 五、原生动物在污水净化系统中的作用？随反应器中水质梯度变化，原生动物的种类演化有什么规律？为什么说细菌是生物净化的“主力军”？ 答： 1.原生动物及微型后生动物在污水生物处理水体污染及自净中起到了3个积极作用： 指示作用 根据原生动物消长的规律性初步判断污水净化程度，或根据原生动物的个体形态生长状况的变化预报进水
4、水质和运行条件正常与否。 净化作用 原生动物的营养类型多样，腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污水中的溶解性有机物。大多数原生动物是动物性营养它们吞食有机颗粒和游离细菌及其他微小的生物，对净化水质起积极作用。 促进絮凝作用和沉淀作用 固着型纤毛虫本身具有沉降性能，加上和细菌形成絮体，更有利于二沉池的泥水分离。 2.随着污水净化和水体自净程度的提高，原生动物及微型后生动物出现的先后次序是：细菌植物性鞭毛虫肉足虫（变形虫）动物性鞭毛虫游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫轮虫 3.在水处理工程领域内，将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块称为菌胶团，这是广义上的菌胶团菌胶团是活
5、性污泥的结构和功能的中心，表现在数量上占绝对优势（丝状膨胀的活性污泥除外），是活性污泥的基本组分。它的作用表现在： 有很强的生物絮凝吸附能力和氧化分解有机物的能力。一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则对有机物的去除率明显下降，甚至无去污能力。 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。 为原生动物和微型后生动物提供了附着和栖息场所。所以说细菌是生物进化的“主力军”。 六、BOD的高低为什么既可以用来反映某些污染物的量和污水的浓度，也可反映该物质在有氧环境中生物对其的可利用性和该物质对环境可能造成的危害程度？水体为什么具有自净特性？ 1.BOD即生化需氧量，表示
6、水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化和气体化时所消耗的水中溶解氧的总数量，其单位用mg/L表示。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污水的浓度越大，对环境造成的危害程度也越高，同时有氧环境中生物对其的可利用性越大。因此，BOD的高低既可以用来反映某些污染物的量和污水的浓度，也可反映该物质在有氧环境中生物对其的可利用性和该物质对环境可能造成的危害程度。 2.河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生微生物、动物、植物等因素的综合作用后得到净化。水质恢复到污染前的水平和状态，这叫水体自净。任何水体都有其自净容量。自净容量
7、是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。 七、污泥负荷（F / M）过高或过低对活性污泥中的微生物有什么影响？控制污泥负荷在废水生物处理中有什么意义？ 答： 当活性污泥法处理系统在高BOD5污泥负荷条件下运行时，活性污泥的污泥泥龄较短，每降解单位质量BOD5的需氧量就较低。这是因为在高负荷条件下，一部分被吸附而未被摄入细胞体内的有机污染物随剩余污泥排出。同时，在高负荷条件下活性污泥的内源代谢作用弱，因此需氧量较低。与之相反，当BOD5污泥负荷较低，污泥泥龄较长，微生物对有机污染物分解代谢程度较深，微生物的内源代谢时间长，这样降解单位质量BOD5需氧量就较高。活性污泥要保持正常状态
8、，BOD5污泥负荷在0.20.3Kg/(KgMLSS.d)为宜。污泥负荷过高或过低时容易发生活性污泥丝状膨胀。控制污泥负荷，有助于控制活性污泥丝状膨胀。2001四、 沼气发酵的基本原理是什么？这种原理在环境工程中有何用途？答：1.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；脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。 第二阶段：产氢和产乙酸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：微生物是两组生理性质不同的专性厌氧产甲烷菌群。一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷；另一种是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇
9、及甲基氨裂解成甲烷。 第四阶段：为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将氢气和二氧化碳转化为乙酸的过程。2.沼气发酵也称厌氧消化，在环境工程中常用来处理高浓度有机废水或剩余活性污泥。五、污水生物处理过程中，原生动物起什么作用？为什么细菌主要起净化作用？活性污泥膨胀的主要原因是什么？ 答：1.原生动物在污水生物处理系统中起到3个积极作用。（1）指示作用 可根据原生动物和微型后生动物的演替，根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度，还可判定活性污泥培养的成熟度。 根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的好坏。 还可根据原生动物遇恶劣环境改变形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。（2）
10、净化作用 原生动物的营养类型多样，腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸污水中的溶解性有机物。大多数原生动物是动物性营养，它们吞食有机颗粒及游离细菌和其他微小的生物，对净化水质其积极作用。（3） 促进絮凝作用和沉淀作用 污水生物处理中主要靠细菌起净化作用和絮凝作用，然而有的细菌需要一定量的原生动物，有原生动物分泌一定的粘液物质协同和促使细菌发生絮凝作用。2.在水处理工程领域内，将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块称为菌胶团，这是广义上的菌胶团菌胶团是活性污泥的结构和功能的中心，表现在数量上占绝对优势（丝状膨胀的活性污泥除外），是活性污泥的基本组分。 菌胶团具有很强的生物絮
11、凝、吸附能力，和氧化分解有机物的能力。一旦菌团受到各种因素的影响和破坏，则对有机物的去除能力明显下降，甚至无去除能力。3. 活性污泥膨胀的原因有环境因素和生物因素，主导因素是丝状微生物的过度生长。促进丝状微生物过度生长的环境因素有以下几种： （1）温度 （2）溶解氧 （3）可溶性有机物及种类 （4）有机物浓度六、 何谓氧化塘？生物氧化的基本原理是什么，并用图表示。 氧化塘的工艺是特殊的活性污泥法。氧化塘是人工的接近自然的生态系统。在氧化塘内，藻类和细菌共同存于同一环境中，保持互生关系。其中还有霉菌、放线菌、原生动物、轮虫、线虫、浮游甲壳动物、寡毛类、软体动物及水生植物系统组成的一个生态系统，其
12、食物链与自然水体基本相同。 原理:有机污水流入氧化塘，其中的细菌吸收水中的溶解氧将有机物氧化分解为 、 、 、 、 、 。细菌利用自身分解含氮有机物产生的氨气和环境中的营养物合成细胞物质。在光照条件下，藻类利用水和二氧化碳进行光合作用合成糖类，再吸收氨气和硫酸根合成蛋白质，吸收磷酸合成核酸并繁殖新藻体。七、 从微生物学角度分析污水生物处理效果与构筑物环境条件之间的相互关系？ 答：城市生活污水和工业废水生物处理的方法很多，根据微生物与氧的关系分为好氧处理和厌氧处理两大类。根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，分为活性污泥法和生物膜法。城市生活污水和工业废水的各种生物处理构筑物为活性污泥或生
13、物膜提供一个环境（有氧环境和无氧环境）。构筑物中充满活性污泥或生物膜，或活性污泥和生物膜的混合样。有氧环境或无氧环境与其中的活性污泥和生物膜就构成了一个生态系统。活性污泥和生物膜是净化污水的工作主体。八、什么叫水体自净？试分析水体自净的基本原理，并阐述自净内容。答：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生微生物、动物、植物等因素的综合作用后得到净化。水质恢复到污染前的水平和状态，这叫水体自净。任何水体都有其自净容量。自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。自净过程大致如下：（1） 有机污染物排入水体后被水体稀释，有机和无机固体物质沉降到河底。（2） 水体中好
14、样细菌利用溶解氧把有机物分解为简单的有机物和无机物，并用以组成自身的有机体。水中溶解氧急速下降致零，此时鱼类绝迹，原生动物、轮虫、浮游甲壳动物死亡，厌氧菌大量繁殖，对有机物进行厌氧分解。有机物经细菌完全无机化后，产物为二氧化碳、水、磷酸根、氨气和硫化氢。氨气和硫化氢继续在硝化细菌和硫化细菌作用下生成硝酸根和硫酸根。（3） 水体中溶解氧在异养菌分解有机物时被消耗，大气中的氧刚溶于水就被迅速用掉，尽管水中藻类在白天进行光合作用放出氧气，但氧复速率仍小于好氧速率，氧垂曲线下降。在最缺氧点有机物的好氧速率等于河流的复氧速率。再往下游的有机物减少，复氧速率大于好氧速率，氧垂曲线上升。如果河流不再被有机物
15、污染，河水中溶解氧可恢复到原来水平，甚至饱和。（4） 随着水体的自净，有机物缺乏和其他原因使细菌死亡。据测定，细菌死亡数大约为80%90%。九、 研究水体自净对污水生物处理有什么意义？自净基础是什么？答：水体自净是污水生物处理的基本原理所在，污水处理通过各种方法把污水中的污染物质分离出来，或使其转化为无害的物质，从而使污水得到净化的过程。处理污水的方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法四种。物理法主要是通过物理作用来分离或回收污水中的悬浮物质；化学法主要借助化学反应的作用，来回收或去除污水中的溶解性物质；物理化学法是用物理和化学的过程来分离污水中的溶解性污染物，以及使水循环利用等；生物法是利用水中的微生物使污水中的有机污染物分解和转化为简单物质的过程。大多数废水生物处理都是对水体自净过程某些作用的加强。一些新技术的出现也和水体自净规律的研究有着密切的联系。在污水处理中常用到的活性污泥法（包含吸附作用、代谢作用、凝聚和沉降）生物膜法、稳定塘法、厌氧处理法等方法，都是利用水体自净的原理处理，关键是生物链。2002一、微生物有哪些特点？（一）个体极小 微生物的个体极小，有微米级的，要通过光学显微镜才能看见。大多数病毒小于0.2微米，是纳米级的，在光学显微
