① 微生物在污水處理中的應用
微生物在污水生物處理中的作用
一、污水生物處理的特徵
（一）、污水與污水生物處理
污水中的污染物質成分極其復雜。一般生活污水的主要成分是代謝廢物和食物殘渣。工業廢水可能含有較多的金屬、酚類、甲醛等化學物質。此外污水中還含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒。污水的生物處理就是以污水中的混合微生物群體作為工作主體，對污水中的各種有機污染物進行吸收、轉化，同時通過擴散、吸附、凝聚、氧化分解、沉澱等作用，以去除水中的污染物。因此，污水生物處理實際上是水體自凈的強化，不同的是，在去除了污水中的污染物後，必須將微生物從出水中分離出來，這種分離主要是通過微生物本身的絮凝和原生動物、輪蟲等的吞食作用完成的。
（二）、生化需氧量及生物處理的應用
在污水處理中，通常是以有機物在氧化過程中所消耗的氧量這一綜合性指標來表示有機污染物的濃度，如生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD）。生化需氧量是指在特定的溫度和時間（通常這5 d、20℃下，微生物分解污水中有機物所消耗的氧量，稱為BOD5。BOD5約占生化需氧總量的2/3，故採用BOD5來表示污水中可降解有機物的濃度是比較合適的。但污水中有機物並不是都能較快降解的，在工業廢水中，可以結合COD等指標表示有機污染物的濃度。
只有BOD高的廢水才適宜採用生物處理，COD很高但BOD不高的廢水不宜採用生物處理。對於有毒的廢水，只要毒物能降解，就可用生物法處理，關鍵是控制毒物濃度和馴化微生物。
（三）、污水生物處理的效果
污水經過生物處理後，其中的雜質和污染物質能以某種形式（如生物絮凝作用）被分離除去，或被轉為無害的物質。例如，城市生活污水經生物處理後，活性污泥法的BOD和SS（懸浮性固體）去除率都在90%左右；生物濾池法BOD去除率在80%、SS去除率在90%左右。
生物處理還能減少城市污水中的病原微生物和病毒，但濃度仍然較高，因此，出水和剩餘污泥都要消毒。
二、污水生物處理方法
根據微生物對O2的需求不同，污水生物處理可分為好氧處理和厭氧處理兩大類。根據構築物的不同類型以可分為多種方法（表10-1）。
（一）、好氧生物處理
好氧生物處理是在水中有溶解氧存在的條件下，借好氧和兼性厭氧微生物（其中主要是好氧菌）的作用來進行的。在處理過程中，絕大多數的有機物都能被相應的微生物氧化分解。整個好氧分解過程可分為兩個階段。第一階段，主要是有機物被轉化為CO2、H2O、NH3等；第二階段，主要是NH3轉化為NO2和NO3。
用好氧法處理污水，基本上沒有臭氣，處理所需的時間比較短，如果條件適宜，一般可去除BOD580～90%以上。
根據處理構築物的不同，好氧生物處理的方法可分為活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。其中活性污泥法和生物膜法應用最廣泛。
（二）厭氧生物處理
套氧生物處理是在無氧的條件下，借厭氧和兼性厭氧微生物（其中主要是厭氧菌）的作用來分解污水中有機物的，也稱厭氧消化或厭氧發酵。
有機物厭氧分解的錢過程是由三類生理上完全不同的細菌分三個階段完成的（圖10-4）。第一階段，復雜有機物如纖維素、蛋白質、脂肪等在微生物作用下降解為簡單的有機物如糧類、有機酸、醇等，是水解、發酵階段；第二階段，由產氫產乙酸細菌群將有機酸等轉化成乙酸、H2及CO2，為產氫產乙酸階段；第三階段，在產甲烷細菌作用下將乙酸（包括甲酸）、CO2、H2轉化為CH4，是產甲烷階段。
厭氧生物處理主要應用於有機污泥和高濃度有機污水的處理。由於是密閉發酵，所以在處理過程中不影響周圍環境；同時隔絕空氣又加以高溫發酵，可以釘死寄生蟲卵和致病菌；並且可以產生生物能源甲烷。因此厭氧消化法近年來漸漸受到重視，但由於所需時間長，對設備要求嚴格，因而影響其迅速推廣。
三、污水生物處理中的微生物群落及其作用
（一）、活性污泥微生物群落及其作用
活性污泥是指由細菌、微型動物為主的微生物與膠體物質、懸浮物質等混雜在一起形成的，具有很強吸附分解有機物的能力和良好沉降性能的絨絮狀顆粒。活性污泥中生存著各種微生物，構成了復雜的微生物群落。其中主要的微生物是細菌（以好氧性異養菌為主）和原生動物，此外尚有酵母菌、絲狀黴菌、單胞藻類、輪蟲線蟲等。
1、活性污泥中的細菌及其作用 活性污泥中細菌的數量約為108～109
個/ mL，它們是去除水中有機污染物的主力軍。最常出現的優勢種群是：產鹼桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、假單孢菌屬、動膠菌屬，其次尚有無色桿菌、諾卡氏菌、蛭弧菌、分枝蒜苗、硝化細菌、大腸埃希氏菌等。它們全部是化能異養菌，多數為革蘭氏陰性菌，可以有效地分解廢水中的有機污染物。
在活性污泥形成初期，細菌多以游離態存在，隨著活性污泥的成熟，菌膠團細菌分泌胞外聚合物（蛋白質、核酸、多糧等）形成細纖維狀的胞間物質，然後通過它們相互糾纏作用而形成菌膠團絮狀物，隨後絲狀細菌、黴菌、原生動物等交織附著其上，形成活性污泥絨絮狀顆粒，這個過程稱為生物絮凝作用。因此，菌膠團是活性污泥的結構和功能中心，由於其巨大的表面積和粘性，使活性污泥具有魏吸附和分解有機物的能力，同時菌體包埋在絮狀體中，可避免原生動物的吞噬；絮狀體的形成，又為固著生長的微生物提供了附著和棲息的場所，這就為水處理微生物的自下而上和發展提供了方便；更重要的是，絮凝使活性污泥具有了良好的沉降性能，利於二沉池中泥水分離。
活性污泥中的絲狀細菌，如球衣細菌、貝氏硫菌、線硫菌，它們附著於污泥或與菌膠團交織而構成活性污泥的骨架。但若污水中含有大量碳水化合物，低氧和有機物濃度過高低時，都會引起絲狀細菌大量繁殖而造成污泥結構極度鬆散，污泥因浮力增加而上浮，產生污泥膨脹現象，降低處理效果。
2、活性污泥中的原生動物及其作用
活性污泥中原生動物在數量和種類上僅次於細菌，常見的優勢種是纖毛類。它們主要附聚在污泥表面。其作用在於。（1）有些原生動物（如變形蟲）能吞噬水中有機顆粒，對污水有直接凈化作用；（2）某些原生動物（如纖毛蟲）能分泌糧類物質，可促進生物絮凝作用；（3）吞食游離細菌，有利於改善出水水質；（4）可作為污水凈化的指生物。
在活性污泥的培養和馴化階段中，原生動物按一定的順序出現。在運行初期曝氣池中常出現鞭毛蟲和肉足蟲。若鍾蟲出現且數量較多，剛說明活性污泥已成熟，充氧正常。若固著型纖毛蟲減少，游泳型纖毛蟲突然增加，說明污水處理運轉不正常。因此，根據污水中微生物的活動規律就可以判斷水質和污（廢）水處理程度，因為隨著水質條件（營養、溫度、pH值、溶解氧）的變化，細菌與佩型動物的種類和數量出發生一定的變化並遵循一定的演替規律（圖10-5）：細菌→植鞭蟲→動鞭蟲→變形蟲→游泳型纖毛蟲、吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲。
（二）生物膜中的微生物群落及其作用
當污水通過濾料時，在濾料表面逐漸形成一層粘膜，粘膜中生長著各種微生物，這層粘膜就是生物膜。生物膜有巨大的表面積，能吸附污水中呈各種狀態的有機物，具有非常強的氧化能力。
生物膜中常見的微生物：主要組成菌有好氧的芽孢桿菌、不動桿菌、專性厭氧的脫硫弧菌以及假單孢菌、產鹼桿菌、黃桿菌、無色桿菌、微球菌和動膠菌等兼性菌，這些細菌互相粘連構成菌膠團，擔負著主要的氧化分解有機物的任務，生物膜上的絲狀細菌有球衣細菌、貝氏硫菌等，它們降解有機物的能力極強，在量生長的菌絲體交織粘輻形成層層的網狀結構，對水水具有過濾作用，被處理水中的懸浮物被絲狀菌網吸附截留，出水變得澄清，同時菌絲的交織作用又可使膜塊的機械強度增加，不易脫落更新，但絲狀細菌過速生長會堵塞濾池，影響凈化過程的正常進行；生物膜中出現較多的真菌是鐮刀霉、麴黴、地霉、枝孢霉、青黴及酵母菌、黴菌可形成類似絲狀細菌的網狀結構；藻類僅生長在生物膜表面見光處，主要有小球藻、席藻、絲藻等過度生長，會覆蓋濾池表面，影響水流暢通；原生動物主要是鍾蟲、累枝蟲、蓋纖蟲和草履蟲等纖毛蟲，它們能提高生物濾池的凈化程度和效率；此外尚有輪蟲、線蟲、沙蠶等後生動物去除池內污泥，能防止污泥積聚、抑制生物膜過速生長，保持生物膜的好氧狀態，對廢水凈化有良好作用。
生物膜上微生物的生態演替主要受溶解氧和營養的制約。從膜面到膜內，微生物按好氧化發發→ 兼性→厭氧的順序出現；從濾池的上層到下層，有機物濃度逐漸降低，優勢種以菌膠團細菌→絲狀細菌、鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲→固著型纖毛蟲、輪蟲的序列出現。因此，通過觀察各區段微生物種類的演替情況，有可能判斷出廢水濃度的變化或污泥負荷的變化。
四、污水處理的菌種培養及其對水質要求
（一）菌種培養方法
1、生物膜 的培養和馴化
生物濾池投入運轉初期，必須培養和馴化生物膜。這個過程一方面是使微生物在濾料表面生長繁殖，掛上生物膜；另一方面是使生物膜上的微生物產生一定的變異，能逐漸適應處理的污（廢）水的水質，也就是訓化。培養與馴化的方法有以下幾種：
（1）先將生活污水送入濾池，生物膜在濾料上形成後，逐漸投加准備處理的工業廢水，對生物膜加以馴化。
（2）將生活污水與待處理的工業廢水混合送入濾池，工業廢水混入比例逐漸增大，使掛膜與馴化結合起來同時進行。
（3）用其他污水處理廠的活性污泥或生物膜進行接種培養，並以逐漸增大准備處理的工業廢水投量的方式加以馴化。
2、活性污泥的培養與馴化
活性污泥法處理污水的首要問題是要在曝氣池運行投產前，准備好足夠數量具有處理某種污水能力的活性污泥。培養與馴化方法如下：
（1）將附近同類型污水處理廠成熟的活性污泥取來直接使用。該方法最簡便。
（2）採用生活污水和糞便水曝氣培養，再用需處理的廢水馴化。該法較常用但所需時間長。
（3）在用生活污水、糞便水培養活性污泥的同時，逐漸加入待處理的工業廢水，使培養與馴化同時進行，縮短馴化時間。
活性污泥培養成熟的標志是：具有良好的凝聚、沉澱性能；污泥中有大量的菌膠團和纖毛類原生動物；菌膠團顏色較淺、無色透明、結構緊密，游離細菌少，固著型纖毛類占優勢；可使BOD5去除率達到底0%左右。
（二）污水生物處理對水質的要求
污水生物處理是利用微生物的作用來完成的，因此要給微生物的生長繁殖創造適宜的環境條件。在污水生物處理中，水質條件極重要。
1、pH值 好氧生物處理，pH應保持在6～9范圍內。厭氧生物處理，pH應保持在6.5～8之間。PH過低、過高的污水在進入處理裝置時應先行調整pH值。在運行期間，pH不能突然變化太大，以防微生物生長繁殖受到抑制或死亡，影響處理效果。
2、溫度 一般好氧生物處理要求水溫在20～40℃之間。污泥的厭氧消化需利用高溫微生物進行厭氧發酵，溫度應提高至50～60℃之間。
3、營養 微生物的生長繁殖需要各種營養。好氧微生物群體要求BOD5（C）：N：P=100：5：1，厭氧微生物群體要求BOD5（C）：N：P=100：6：1。城市生活污水能滿足活性污泥的營養要求，但工業廢水除有機物外一般缺乏某些養料，特別是N和P，故這類污水進行生物處理時，需要投加生活污水、糞尿、或氮、磷化合物。但如果工業廢水不缺營養，切勿添加上述物質，否則會導致反馴化。
此外，尚需要考慮污水所含的有機物濃度過高過低皆不宜。一般來說，好氧生物處理法進水有機質濃度不宜超過BOD5500～1000mg/L，不低於50～100mg/L；厭氧生物處理高濃度有機污水，BOD5可高達5000～10000mg/L甚至20000 mg/L。
4、有毒物質 工業廢水中往往含有許多有毒物質，如重金屬、H2S、氰、酚等。雖然所有初次接種到某種廢水中的微生物群體（活性污泥或生物膜）在培養馴化中都已經歷了自然篩選過程，剩下的細菌中絕大部分都是以該種廢水中污染物質為主要營養的降解菌，但當污水中的有毒物質超過一定濃度時，仍能破壞微生物的正常代謝。影響污水生物處理效果。因此，對某種污水進行生物處理是，必須根據具體情況確定處理方法，必要時通過試驗，以確定生物處理中毒物的容許濃度（表10-2所列數字公供參考）。同時，加強微生物馴化以提高對毒物的碉受力。
5、溶解氧 好氧生物處理要保證供應充足的氧氣。否則會使處理效果明顯下降，甚至造成局部厭氧分解，使曝氣池污泥上浮，生物濾池或生物轉盤上的生物膜大量脫落。但溶解氧過多，也不利於生物處理。
② 微生物在生活廢水中的應用論文4000字
水生物處理實際是水體自凈的強化 ，在去除了污水中的污染物後 ，必須將微生物從水中分離出來 ，這種分離主要是通過微生物本身的絮凝和原生動物、輪蟲等的吞食作用完成的。本文主要介紹微生物在生活污水處理中的應用，及幾種主要的污水生物處理技術。
生活污水可生化性相對較高，所以採用生化法處理效果比較好。大多數城市污水處理廠的原水主要是生活污水，其中摻雜的工業污水只佔相當小的一部分，所以生化法一直是城市污水處理廠的首選工藝。
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的無機物和有機物。無機物如氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽和鈉、鉀、鈣、鐵等碳酸鹽，有機物有纖維素、澱粉、脂肪、蛋白質和尿素等。排放入環境中促使浮游植物生長和大量繁殖，形成赤潮和水華。
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈化污水的目的。微生物能從污水中攝取糖，蛋白質，脂肪，澱粉及其它有機化合物作為微生物的營養物質，經過一系列的酶促反應，這些有機物在微生物體內得到分解利用，有些合成微生物自身的結構和功能物質，有些則為微生物提供所需的能量。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,污水生物處理方法分為好氧生物處理和厭氧生物處理.
好氧生物處理是在水中有溶解氧存在的條件下，借好氧和兼性厭氧微生物(其中主要是好氧菌)的作用來進行的。在處理過程中，絕大多數的有機物都能被相應的微生物氧化分解。用好氧法處理污水，基本上沒有臭氣，處理所需的時間比較短，如果條件適宜，—般可去除BOD九成以上 。
厭氧生物處理是在無氧的條件下，借厭氧和兼性厭氧微生物(其中主要是厭氧菌)的作用來分解污水中有機物的，也稱厭氧消化或厭氧發酵。厭氧生物處理主要應用於有機污泥和高濃度有機污水的處理。由於是密閉發酵，所以在處理過程中不影響周圍環境；同時隔絕空氣又加以高溫發酵，可以釘死寄生蟲卵和致病菌；並且可以產生生物能源甲烷。因此厭氧消化法近年來漸漸受到重視，但由於所需時間長，對設備要求嚴格，因而影響其迅速推廣。
在污水處理中，通常是以有機物在氧化過程中所消耗的氧量這一綜合性指標來表示有機污染物的濃度，如生化需氧量和化學需氧量。生化需氧量是指在特定的溫度和時間微生物分解污水中有機物所消耗的氧量，稱為生化需氧量。生化需氧量約占生化需氧總量的一大半，故採用生化需氧量來表示污水中可降解有機物的濃度是比較合適的。但污水中有機物並不是都能較快降解的，在工業廢水中，可以結合化學需氧量等指標表示有機污染物的濃度。
只有生化需氧量高的廢水才適宜採用生物處理，化學需氧量很高但生化需氧量不高的廢水不宜採用生物處理。對於有毒的廢水，只要毒物能降解，就可用生物法處理，關鍵是控制毒物濃度和馴化微生物。
污水生物處理方法包含活性污泥法、生物膜法、生物接觸氧化法、厭氧生物化學法、固定化微生物法，生物處理法通常配合化學混凝處理效果更好，化學混凝葯劑處理法資料至http://www.cl39.com/望採納.
③ 談談微生物學在污水處理中的應用前景
前景還是很廣闊的，雖然目前很多物化法用於污水處理，但還受到內一些制約，如造容價、二次污染、一些關鍵技術無法滿足之類的。在相當長的一段時間內污水處理仍然優選微生物處理，現在又提出基因工程菌污水處理法，如果技術成熟的話，前景一片光明。呵呵
④ 微生物在環境治理中的應用
微生物降解污水的作用。
⑤ 論文：淺談幾種生物膜工藝及其在污水處理中的應用
教學評價是教學過程中的重要環節。沒有評價，也就無法客觀公正地評判教學專目標是否達屬成，教學質量是否提高。新課程倡導「立足過程，促進發展」的課程評價理念，提倡不僅要對學生學業結果進行評價，更要注重對學生學習過程進行評價，努力發揮評價促進學生發展、教師提高和改進教學實踐的功能。所以，美術課程評價既要通過學生的作業評價學生的美術學習結果，更需要通過學生在美術學習過程中的表現對其學習能力、學習態度、情感和價值觀等方面的發展予以評價；在評價主體上，不僅要注重師評，更要注重學生的自我評價、學生之間的互評等多種評價方式，以突出評價的整體性和綜合性
⑥ 學習微生物對污水處理的意義
通過微生物生長曲線可以實時的了解到污水處理的程度。微生物生長曲線按微生物生長速度的情況來劃分，可分為四個時期，1.停滯期（調整期）這是微生物培養的最初階段。在這個時期，微生物剛接入，細胞內各種酶系要有一個適應過程。此階段在污水處理中的實際意義不太大，只是對於剛剛運行的污水處理廠或是停頓檢修之後的再運行有意義。2.對數期（生長旺盛期）細胞經過一定時期調整適應後，就可以最快的速度進行增殖，細胞的生長亦就進入了生長旺盛期。在此時期，細菌數以幾何級數增加。在該期間內，細菌的生長速度最大。微生物周圍的營養物質較豐富，生物體的生長，繁殖不受底物限制。在這期間內，死菌數相對來說是較小的，一般在工程實際中，可略去不計。此時的微生物生長雖然旺盛，但不易沉降，在二沉池中仍以懸浮狀態存在，如果以這種狀態的出水排放的話，難以達到排放標准。3.靜止期（平衡期）細胞經過對數期大量繁殖後，污水中的營養物質逐漸被消耗，減少，細胞繁殖速度逐漸減慢，故有時亦稱為減速生長期。在此期間，細胞繁殖速度幾乎和細胞死亡速度相等，活菌數趨近穩定。這個現象的出現，，主要是由於環境中的養料減少，代謝產物積累過多所致。如果再次期間，繼續再增加營養物質，並排除代謝產物，那麼，菌體細胞又可恢復過去對數期的生長速度。當然我們並不希望將微生物的生長狀態定位在對數期，考慮到出水清澈的要求，我們更希望污泥具有良好的沉降性能，處於此時期的污泥即具有這種良好性能，因此，在污水處理中常將微生物固定在本時期。4.衰老期（衰亡期）在靜止期後，由於污水中的營養物質近乎耗盡，細菌將得不到營養而只能利用菌體內的儲存物質或以死菌體作為養料，進行著內源呼吸，維持生命，故亦稱為內源呼吸期。在這期間，活細胞數急劇下降，只有少數細胞能繼續分裂，大多數細胞出現自溶現象並死亡。菌體細胞的死亡速度超過分裂速度，生長曲線顯著下降。在細菌形態方面，此時是退化型較多，有些細菌在這個時期也往往產生芽孢。處於此時期的污泥沒有什麼活性，對有機物的去除基本沒什麼貢獻，因此常在污泥濃縮過程中使用。
希望對你有所幫助。
⑦ 微生物在污水處理中的應用論文我郵箱是[email protected]謝謝
微生物在污水處理中的應用
摘要：本文主要闡述了各種微生物在不同種類污水中的應用，以及它們不同的應用機理。
關鍵詞：微生物 生活污水 工業污水 農業污水 重金屬 農葯
1.世界水資源現狀
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。
全球水資源狀況迅速惡化，「水危機」日趨嚴重。據水文地理學家的估算，地球上的水資源總量約為13．8億立方公里，其中97．5％是海水（13．45億立方公里）。淡水只佔2．5％，其中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0．01％．
20世紀50年代以後，全球人口急劇增長，工業發展迅速。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。本屆世界水論壇提供的聯合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。
20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施，每年有300萬到400萬人死於和水有關的疾病。到2025年，水危機將蔓延到48個國家，35億人為水所困。水資源危機帶來的生態系統惡化和生物多樣性破壞，也將嚴重威脅人類生存。
水資源危機既阻礙世界可持續發展，也威脅著世界和平。過去50年中，由水引發的沖突共507起，其中37起有暴力性質，21起演變為軍事沖突。專家警告說，隨著水資源日益緊缺，水的爭奪戰將愈演愈烈。
2.污水處理方法分類
2.1物理法
利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質。主要有沉澱法，過濾法，離心分離法，吸附法等。
2.2化學法
利用化學反應原理及方法來分離，回收廢水中的污染物，或改變污染物的性質，使它從有害變為無害的處理法。主要有化學凝聚法，中和法，氧化還原法，離子交換法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活動過程，對廢水中的污染物質進行轉移和轉化的作用，從而是污水得到凈化的方法。
2.4.微生物簡介
微生物是肉眼看不見或看不清的生物的總稱。包括原核生物（細菌，放線菌和藍細菌），真核生物（真菌和微型藻類），非細胞生物（病毒類）。微生物具有體積小、表面積大、繁殖力驚人等特點，能不斷與周圍環境快速進行物質交換。污水具備微生物生長繁殖的條件，因而微生物能從污水中獲取養分，同時降解和利用有害物質，從而使污水得到凈化。因此微生物可在污水凈化和治理中得到廣泛應用，造福人類。
微生物能降解和轉化污染物主要是因為微生物具有以下幾個特點：個體微小，比表面積大，代謝速率快；種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；具有多種降解酶；繁殖快，易變異，適應性強；共代謝作用等。
3.原理
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖，蛋白質，脂肪，澱粉及其它低分子化合物。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,凈化方法分為好氧凈化和厭氧凈化.
3.1.好氧凈化
氧存在條件下，許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等過程中，獲尋C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧凈化就是模擬上述原理，把微生物置於一定的構築物內通氣培養，高效率凈化污水的方法。
3.2厭氧凈化
微生物在嚴格厭氧條件下，有機物發酵或消化過程中，大部分有機物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等氣體。污水的生物厭氧凈化就是根據污水經厭氧發酵後既到凈化，又獲得了生物能源CH4的原理。微物細胞能量轉移的電子受體，由好氧條件下分子氧改變為厭氧條件下的有機物。在厭氧件下，不溶於水而難分解的大分子有機污物，被微生物的胞外酶降解為可溶性物質，再由產甲烷厭氧細菌和產氫細菌降解成低分子有酸類和醇類、並放出H2和CO2；有機酸類和類經產甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌還可利用H2還原CO2，形成CH4。
微生物凈化過程：
Ⅰ.有機污染物的濃度由高變低
Ⅱ.異養細菌迅速氧化分解有機污染物而大量繁殖，然後是以細菌為食料的原生動物出現數量高峰，再後是由於有機物礦化，利於藻類的生長，而出現藻類的生長高峰。
Ⅲ.溶解氧濃度隨著有機物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低點，隨後，由於有機物的無機化和藻類的光合作用及其他好氧微生物數量的下降，溶解氧又恢復到原來水平。
這樣，在離開污染源相當的距離之後，水中的微生物數量，有機物，無機物的含量，也都下降到最低點。於是，水體恢復到原來的狀態。
微生物處理優點：微生物具有來源廣，易培養，繁殖快，對環境適應性強，易變異的特徵在生產上較容易的採集菌種進行培養繁殖，並在特定條件下進行馴化，使之適應不同的水質條件，從而通過微生物的新陳代謝使有機物無機化。加之微生物的生存條件溫和，新陳代謝時不需要高溫高壓，它是不需要投加催化劑的.生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物處理的人工生態系統中，物質的遷移轉化效率之高是任何天然的或農業生態系統所不能比擬的。
4.污水處理中重要的微生物種群
4．1 絲狀細菌
絲狀細菌(Filamentous bacteria)能顯著影響絮狀活性污泥的沉降性(污泥膨脹)或引起生物量變化和泡沫形成(污泥發泡)，從而嚴重影響活性污泥的處理效率．傳統上，絲狀細菌是通過光學顯微鏡學進行分析鑒定的，如革蘭氏和Neisser染色反應、典型的形態學特徵等．但應用full—cycle rRNA技術發現，傳統形態學鑒定方法不能發現污水廠活性污泥中的許多絲狀細菌 。
系統發生樹部分提供了絲狀菌的系統發生親緣關系，但有些絲狀類型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等則是放置在完全無關的類群中．現在利用rRNA目標寡聚核苷酸探針能迅速地鑒定大多數絲狀菌，證明在活性污泥中有些絲狀菌呈現多態性現象．Kanagawa等(2000)從活性污泥中分離出15種絲狀菌，根據形態被分類為Eikelboom 21 N，利用16S rDNA序列分析表明都同變形桿菌亞綱的Thiothrix絲狀菌形成單系群(monophyletic group).Thiothrix絲狀菌在污水中通常表現出生理多能性，在異養、兼性營養和化能自養情況下，它們都能同標記的乙酸鹽或碳酸氫鹽結合。在厭氧狀況下(無論有無硝酸鹽)，Thiothrix絲狀菌都很活躍，它通過吸收硫代硫酸鹽和乙酸鹽來形成胞內硫粒。
利用絲狀菌的FISH探針，Mircothrix parvicella被發現有特殊的脂消費，在厭氧情況下專門吸收長鏈脂肪酸(而不是短鏈脂肪酸和葡萄糖)，隨後當硝酸鹽或氧可用作電子受體時它們則使用貯存完成生長．不過，在厭氧情況下，M.parvicella不能吸收磷，不適合那些有除磷要求的生物反應器．利用FISH技術對絲狀菌進行系統分類發現，大多數未描述的絲狀菌屬於綠色非硫細菌(Chloroflexi)，也可能是污水生物處理系統中豐度最高的絲狀菌。Liao等(2004)發展一種定量FISH，對實驗室和污水廠反應器中的絲狀菌進行了研究，以增加Sphaerotilus natans的方式來刺激污泥膨脹，結果發現是Eikelboom 1851菌叢(而不是試驗的S．natans菌)同活性污泥容積指數(volume index)極度相關，其可延伸的菌絲長度約為6×10。la,m／mL。
4．2 生物除磷的重要細菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途徑中由完成，該過程通過循環活性污泥進行交替的厭氧、需氧為特徵。基於微生物的純培養技術，變形桿菌綱г亞綱的不動桿菌屬(Acinetobacter)長期被認為是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism)．但實際上，雖然不動桿菌能積累多聚磷酸鹽，卻沒有PAO的典型代謝方式．Wanger等(1994)用rRNA目的探針測試後認為，主要的PAO應該為口亞綱中的Rhoclocyclus群，其次為 亞綱中的Planctomycete群及屈撓桿菌屬(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等．利用螢光抗體染色、呼吸醌檢測和屬特異探針的FISH等非培養方法，證明在EBPR系統中，由於培養偏差顯然高估了不動桿菌的相對豐度，表明其對EBPR系統實際上不是最重要的，而另外一些分離出的細菌才是PAO的候選者。不過，有7個Acinembacter新種從活性污泥中分離到，可望進一步闡釋該屬在脫磷中扮演的角色和意義。
積磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一個高G+C含量的革蘭氏陽性菌，被認為是專性好氧菌，可以通過EMP途徑發酵葡萄糖為乙酸，而不能夠在厭氧情況下生長．有明顯吸收葡萄糖、分泌乙酸的轉化，導致胞內乙酸積累；產生的乙酸在隨後的好氧階段消耗掉．phosphovorus表現出卓越的吸收和釋放磷的能力，磷釋放率和吸收率可分別高達3．34 mmol g／cell•h和1．56 mmol g／cell•h，比Lampropedia spp．和Acinetobacterspp．要高1個數量級，特異探針證明其在EB—PR工廠里可占總細菌的2．7％。
俊片菌屬(Lampropedia)也擁有聚磷菌的基本代謝特徵，但比EBPR模型預言的吸收乙酸鹽釋放磷酸鹽的比率要低很多．那些被建議名為「Candidatus Ac—cumulibacter phosphates」已被證實顯著存在於EBPR系統中．Saunders等(2003) 在對6個運行污水廠進行了檢測後認為，很可能「無關緊要」的「CandidatusAccumulibacter phosphates」正是重要的PAO．另外還有顯微鏡原位觀察顯示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，許多「聚磷菌」很可能是酵母菌的孢子，但其作用機理顯然還需要進一步探討．
4．3 硝化細菌
氮循環是高度依賴微生物活性和轉化的一個過程．這類微生物在污水處理、農業等領域具有極其重要的作用，因此成為近年來世界研究的熱點，變形桿菌的β亞綱幾乎已經成為微生物生態學的模式系統 ．Kindaichi等(2004)對自養硝化生物膜進行了FISH分析表明，膜上有50％屬於硝化細菌，其餘50％為異養細菌，分布為變形桿菌α亞綱23％ ，г亞綱13％ ，綠色非硫細菌9％ ，CFB群2％，未定類群3％．該結果表明，硝化細菌通過可溶性產物的產生支持了異養菌，異養菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態穩定性 ．從培養角度來說，硝化細菌生長極慢；由於硝化細菌的分布同pH、溫度等敏感，所以污水廠的硝化作用常有崩潰的情況發生．
4．3．1 氨氧化茵
基於16S rDNA序列分析，已經分離和描述過的氨氧化細菌都分屬於變形桿菌綱的2個單系群中．Ni-trosococcusoceanus和N．halophilus屬於Proteobacteria的β亞綱，包括亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)和亞硝化葉菌屬(Nitrosolobus)，後3個屬關系密切；而Nitrosococcus mobilis(實際是Nitrosomonas的一個成員)則在β亞綱組成緊密相關的集合．
4．3．2 亞硝酸氧化茵
基於超微特性，已培養出的亞硝酸氧化菌(Nitrite．oxidizing bacteria，NOB)被分為4個已知屬，硝化桿菌屬(Nitrobacter)，硝化刺菌屬(Nitrospina)，硝化球菌屬(Nitrococcus)和硝化螺菌屬(Nhrospira)．16S rDNA序列比較分析表明，硝化桿菌屬及其3個種都屬於變形桿菌的α一亞綱；Nitrospina和Nitrococcus各有一個種，分屬於變形桿菌的δ和г一亞綱；Nitrospira屬包含有moscoviensis和Ⅳ．rrtarin．在傳統上，Nitrobacter一直被認為是最重要的亞硝酸鹽氧化菌．然而，在硝化污水廠內用目的探針的FISH法和定量斑點雜交(Quantitative dot blot)等發現，檢測不到Nitrobacter或者數目很低，因此凸現了非Nitrobacter的NOB在硝化過程中的重要性．Egli等(2003)用不同污泥接種反應器，利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法對穩定的硝化作用反應器進行檢測，發現有活性的都屬於Nitrospira屬 J．以Nitrospira序列發展的特定16S rRNA探針，對活性污泥進行FISH查後表明，未培養的類硝化螺菌(Nitrospira—like)以顯著性數目(總菌數的9％)存在，其對亞硝酸鹽氧化的重要性已由反應器富集研究所證實．Nhrospira能固定CO：，也能利用丙酮酸混合營養生長，而不利用乙酸鹽、丁酸鹽和丙酸鹽。
4．4 反硝化細菌
反硝化細菌(Denitrifying bacteria)的大多數鑒定和計數都是依賴培養法．很多屬的成員，如產鹼桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、甲基桿菌屬(Methylobacteriurn)，副球菌屬(Paracoccus)和生絲微菌屬(Hyphornicrobiurrt)等，都從污水廠中作為脫氮微生物群分離出來過，但這些細菌屬在污水廠中是否具有原位脫氮的活性卻很少被知道．在一個補充以甲醇作為還原碳化物的脫氮沙濾中，使用特異FISH探針監測到有大量數目的P．spp和H．spp；而在沒有附加甲醇的非脫氮沙濾中，兩屬存在的數目都低於總細胞0．1％ ，這間接證明了在脫氮過程中有兩屬的活性參與。
5．水污染物的類型及處理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的無機物，有機物。無機物如氯化物，硫酸鹽，磷酸鹽和鈉，鉀，鈣，鐵等碳酸鹽，有機物有纖維素，澱粉，脂肪，蛋白質和尿素等。排放入環境中促使浮游植物生長和大量繁殖，形成赤潮和水華。
生活污水的處理主要是其中有機物的分解，其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜法具有以下特點：（1）對水量、水質、水溫變動適應性強；（2）處理效果好並具良好硝化功能；（3）污泥量小（約為活性污泥法的3／4）且易於固液分離；（4）動力費用省。
5.1.3AB法
AB法工藝由德國B0HUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段A段停留時間約20－40分鍾，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完會氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50％以上。B段與常規活性污泥相似，負荷較低，泥齡較長。
5.2工業廢水
工業廢水是水體污染的主要污染源。包括鋼鐵工業廢水，食品工業廢水，印刷廢水，化工廢水等。隨著工業化的發展，含有重金屬離子的廢水產生量越來越多。重金屬離子已成為最重要、最常見的污染物之一。由於重金屬在生物體內的富集、吸收與轉化，從而通過食物鏈危害人體健康。如致癌、致畸等，故而處理重金屬污染刻不容緩。
微生物處理技術在生活污水處理中的應用已經非常成熟並且全面普及，但是在工業污水的處理中還存在著一定的技術問題。相對於生活污水來說，工業污水的成份要復雜的多，大多數工業污水的COD值都相當高，可生化性差，這就給微生物處理帶來了相當大的難度，有些工業污水甚至還有很高的氨氮指標，增加了微生物處理的難度。但是微生物技術的許多優勢註定了它將是工業污水治理的一個方面，而且目前已經有很多行業的工業污水開始採用微生物處理技術並且得到了穩定的運行數據。
這里主要講述關於污水中重金屬的處理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸鹽還原菌凈化法和利用微生物的轉化作用去除重金屬。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量（如發酵工業的剩餘菌體）通過物理化學機制，將金屬吸附或通過細胞吸收並濃縮環境中的重金屬離子，由於重金屬具有毒性，如果濃度太高，活的微生物細胞就會被殺死。所以，必須控制控制被處理水的重金屬濃度。
例如陳小霞等人用小球藻富集鉻離子，研究表明小球藻富集鉻離子的機制主要表現是表面吸附和主動運輸。在生長期和穩定期小球藻富集的鉻以有機鉻存在，而在衰亡期，小球藻富集的鉻以無機鉻存在。
利用工業發酵後剩餘的芽孢桿菌菌體或酵母菌吸附重金屬，具體做法是首先用鹼處理菌體，以便增加其吸附重金屬的能力。然後通過化學交聯法固定這些細胞，固定化的芽孢桿菌對重金屬的吸附沒有選擇性（微生物在結合無機污染物上表現出選擇性，多於大多數合成的化學吸附劑，微生物對金屬的吸附和累積主要取決於不同配位體結合部位對對金屬的選擇性）。可以去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可達99%。吸附在細胞上的重金屬可以用硫酸洗脫，然後用化學方法回收重金屬，經過鹼處理後的固定化細胞還可以重新用於吸附重金屬。
5.2.2硫酸鹽還原菌凈化法
脫硫弧菌屬硫酸鹽還原菌是厭氧化能細菌，它最大的特徵就是在無自由氧的條件下，在有機質存在時通過還原硫酸根變成硫化氫，從中獲得生長能量而大量繁殖;它繁殖的結果是使溶解度很大的硫酸鹽變成了極難溶解的硫化物或硫化氫。這類細菌分布廣泛，海洋、湖泊、河流及陸地上都能存在。在沒有自由氧而有硫酸鹽及有機物存在的地方它就能生長繁殖，其生長溫度為25~35攝氏度，PH值為6.2~7.5.該細菌的作用可將廢水中的硫酸根變成硫化氫，使廢水中濃度較高的重金屬Cu、Pb、Zn等轉變為硫化物而沉澱，從而使廢水中的重金屬離子得以去除。
5.2.3利用微生物的轉化作用去除重金屬
微生物可以通過氧化作用、還原作用、甲基化作用和去烷基化作用對重金屬和重金屬類化合物進行轉化。
細菌胞外的莢膜或粘膜層可產生多種胞外多聚體，胞外多聚體能夠吸附自然條件下或廢水處理設施中的重金屬。其主要成分是多糖、蛋白質和核酸。
真菌的細胞壁內含幾丁質，這和N----乙醯葡糖胺多聚體是一種有效的金屬於放射性核素結合的生物吸附劑。經過氫氧化物處理的各類真菌暴露出來的幾丁質、脫乙醯殼多糖和其他金屬結合的配位體，形成菌絲層，可以有效的去除廢水中的重金屬。
六價鉻具有強烈的毒性，其毒性是三價鉻的100倍，而且能在人體內沉澱。由於六價鉻很容易通過胞膜進入細胞，然後在細胞質、線粒體和細胞核中被還原為三價鉻，三價格在細胞內與蛋白質結合為穩定的物質並且和核酸相作用，而細胞外的三價鉻是不能參透細胞的，細菌利用細胞中的NADH作為還原劑，在厭氧或好氧的狀態下，將六價鉻還原為三價鉻。如陰溝腸桿菌能抗10000µmol/l鉻酸鹽，在厭氧的條件下能使六價鉻還原為三價鉻，三價鉻可以通過沉澱反應與水分離而被去除。
5.3農業廢水
它面廣而量大且分散。農田使用農葯，化學農葯主要是人工合成的生物外源性物質，很多農葯本身對人類及其他生物是有毒的，而且很多類型是不易生物降解的頑固性化合物。農葯殘留很難降解，人們在使用農葯防止病蟲草害的同時，也使糧食、蔬菜、瓜果等農葯殘留超標，污染嚴重，同時給非靶生物帶來傷害，每年造成的農葯中毒事件及職業性中毒病例不斷增加。同時，農葯廠排出的污水和施入農田的農葯等也對環境造成嚴重的污染，破壞了生態平衡，影響了農業的可持續發展，威脅著人類的身心健康。農葯不合理的大量使用給人類及生態環境造成了越來越嚴重的不良後果，農葯的污染問題已成為全球關注的熱點。因此，加強農葯的生物降解研究、解決農葯對環境及食物的污染問題，是人類當前迫切需要解決的課題之一。
5.3.1 農業生產上主要使用的農葯類型
當前農業上使用的主要有機化合物農葯如表1所示。其中，有些已經禁止使用，如六六六、滴滴涕等有機氯農葯，還有一些正在逐步停止使用，如有機磷類中的甲胺磷等。
表1 農業生產中常用農葯種類簡表
類 型 農 葯 品 種
有機磷：敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、乙醯甲胺磷、對硫磷、雙硫磷、樂果等
殺蟲劑 有機氮：西維因、速滅威、巴沙、殺蟲脒等
有機氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等
殺蟎劑 蟎凈、殺蟎特、三氯殺蟎碸、蟎卵酯、氯殺、敵蟎丹等
除草劑 2，4－D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等
殺菌劑 甲基硫化砷、福美雙、滅菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等
生長調節劑 矮壯素、健壯素、增產靈、赤黴素、縮節胺等
人們發現，在自然生態系統中存在著大量的、代謝類型各異的、具有很強適應能力的和能利用各種人工合成有機農葯為碳源、氮源和能源生長的微生物，它們可以通過各種謝途徑把有機農葯完全礦化或降解成無毒的其他成分，為人類去除農葯污染和凈化生態環境提供必要的條件。
5.3.2 降解農葯的微生物類群
土壤中的微生物，包括細菌、真菌、放線菌和藻類等，它們中有一些具有農葯降解功能的種類。細菌由於其生化上的多種適應能力和容易誘發突變菌株，從而在農葯降解中佔有主要地位。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對農葯分解起主要作用的是細菌類，這與農葯類型、微生物降解農葯的能力和環境條件等有關，如在高溫堆肥體系當中，由於高溫階段體系內部溫度較高（大於50 ℃），存活的主要是耐高溫細菌，而此階段也是農葯降解最快的時期。通過微生物的作用，把環境中的有機污染物轉化為CO2和H2O等無毒無害或毒性較小的其他物質。通過許多科研工作者的努力，已經分離得到了大量的可降解農葯的微生物（見表2）。不同的微生物類群降解農葯的機理、途徑和過程可能不同，下面簡要介紹一下農葯的微生物降解機理。
5.3.3 微生物降解農葯的機理
目前，對於微生物降解農葯的研究主要集中於細菌上，因此對於細菌代謝農葯的機理研究得比較清楚。
表2 常見農葯的降解微生物
農 葯 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢桿菌、麴黴、青黴、假單胞桿菌、瓶型酵母
阿特拉津（AT） 煙麴黴、焦麴黴、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、斜卧鐮刀菌、微紫青黴、皺褶青黴、平滑青黴、白腐真菌、菌根真菌、假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌
幼脲3號 真菌
敵殺死 產鹼桿菌
2，4－D 假單胞菌、無色桿菌、節桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生孢食纖維菌屬、鏈黴菌屬、麴黴菌、諾卡氏菌、
DDT 無色桿菌、氣桿菌、芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、假單胞菌、變形桿菌、鏈球菌、無色桿菌、黃單胞菌、歐文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤桿菌、產氣氣桿菌、鐮孢黴菌、諾卡氏菌、綠色木霉等
丙體六六六 白腐真菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生孢梭菌等
對硫磷 大腸桿菌、芽孢桿菌
七 氯 芽孢桿菌、鐮孢黴菌、小單孢菌、諾卡氏菌、麴黴菌、根黴菌、鏈球菌
敵百蟲 麴黴菌、鐮孢黴菌
敵敵畏 假單胞菌
狄氏劑 芽孢桿菌、假單胞菌
艾氏劑 鐮孢黴菌、青黴菌
樂 果 假單胞菌
2,4,5-T 無色桿菌、枝動桿菌
細菌降解農葯的本質是酶促反應，即化合物通過一定的方式進入細菌體內，然後在各種酶的作用下，經過一系列的生理生化反應，最終將農葯完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。如莠去津作為假單胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3種酶參與了降解莠去津的前幾步反應。第一種酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應，得到無毒的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關鍵酶；第二種酶是A tzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應，產生N－異丙基氰尿醯胺；第三種酶是A tzC，催化N－異丙基氰尿醯胺生成氰尿酸和異丙胺。最終莠去津被降解為CO2和NH3。微生物所產生的酶系，有的是組成酶系，如門多薩假單胞菌DR－8對甲單脒農葯的降解代謝，產生的酶主要分布於細胞壁和細胞膜組分；有的是誘導酶系，如王永傑等得到的有機磷農葯廣譜活性降解菌所產生的降解酶等。由於降解酶往往比產生該類酶的微生物菌體更能忍受異常環境條件，酶的降解效率遠高於微生物本身，特別是對低濃度的農葯，人們想利用降解酶作為凈化農葯污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性，而且酶在土壤中的移動性差，這都限制了降解酶在實際中的應用。現在許多試驗已經證明，編碼合成這些酶系的基因多數在質粒上，如2，4－D的生物降解，即由質粒攜帶的基因所控制。通過質粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內把農葯降解。因此，利用分子生物學技術，可以人工構建「工程菌」來更好地實現人類利用微生物降解農葯的願望。
⑧ 微生物在治理環境污染方面有哪些應用
1 微生物技術在廢水處理中的應用
1.1 固定化微生物技術
眾所周知,用物理的方法(如打撈)雖可清除部分污染物,但對氨氮、亞硝酸鹽等化學污染物以及禽畜糞便等的處理難以奏效,用化學的方法則易造成二次污染。隨著科學技術的發展,能夠「吃」污的微生物控制污染技術近年來逐漸受到重視,並在污水處理等領域得到廣泛應用。固定化微生物技術是指通過採用物理或化學的方法將游離微生物細胞定位於限定的空間區域內,使其成為不懸浮於水但保持活性,並可反復使用。
唐鳳舞等[2]用固定化微生物技術對城市污水進行污染物降解處理實驗研究。結果表明,在pH值為8.0、固定化顆粒與污水的質量比例為16%,溫度為25℃時,硝基苯去除率達97.9%,COD去除率達89.2%,出水水質穩定。
龐勝華等[3]用PVA包埋固定化微生物顆粒處理抗生素廢水,活性微生物為經抗生素廢水以l0％濃度增幅馴化75d後的活性污泥。結果表明:廢水濃度(COD)為2000mg/L、曝氣為20h、溫度在10～45℃、pH值7～10,COD的去除率可達到80.57%。
1.2 生物膜技術
生物膜技術是指用天然材料(如卵石),合成材料(如纖維)為載體,在其表面形成一種特殊的生物膜,為微生物提供附著表面,有利於加強對污染物的降解作用。
李健等[4]採用厭氧生物濾池(AF)—好氧生物接觸氧化(BCO)聯合工藝,並在AF的濾料中掛上生物膜,對合成洗滌劑(LAS)廢水進行處理試驗。結果表明,AF反應器在HRT=24h、溫度(32±2)℃、pH為7～8、營養母液質量濃度5mg/L條件下;出水達到國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)規定的一級排放標准。
張鳳君等[5]採用中空纖維膜作為無泡供氧及生物膜載體,採用包埋固定化技術進行掛膜及污水處理研究。實驗結果表明,採用PVA作為包埋劑,且包泥量為1∶1的情況下,COD和氨氮的去除率分別穩定在90%和80%左右。
1.3 復合微生物技術
復合微生物技術是指利用現代微生物技術選育優勢菌種,構建基因工程菌以提高生物處理系統對難降解有機物的去除能力。
高雲超等[6]篩選並制備了復合微生物制劑(CMP)並用於豬場污水處理。研究表明,光合細菌非曝氣處理和CMP曝氣處理對污水的處理效果較好,處理2d後污水的COD值分別降低35.5%和74.1%。CMP接種量為0.1%、1%和10%,CMP對高濃度污水具有較好的處理作用。
2 微生物技術在環境修復中的應用
2.1 微生物技術在土壤修復中的應用
王麗萍等用菌根真菌-植物對石油污染土壤進行修復。結果表明:在石油污染濃度(石油的質量分數)0.2%和2%條件下,石油烴降解率與菌根侵染率、玉米根乾重和植株乾重均呈現相關性。接種叢枝菌根真菌處理的菌根侵染率、玉米生長量和石油烴降解率均遠高於對照處理。
齊建超用4種菌劑與多種有機肥聯合修復石油污染土壤。結果表明,腐植酸、諾沃肥和生物有機鈣等有機肥和菌劑(4%處理)的加入使土壤鹽鹼環境得到明顯改善,土壤pH穩定於6.9;4%菌劑處理與有機肥聯合作用修復效果最顯著,石油烴降解率可達到73%。
2.2 微生物技術在水體修復中的應用
李秋芬等使用有益菌復合菌劑對大菱鮃養殖廢水的凈化效果明顯好於單獨使用某一種有益菌的效果,復合菌的COD去除率為68.4%～73.1%,高於單株菌Lt7222的60.8%,氨氮的降解率為80%,高於A3的25.3%和Y1的77.4%,且有害中間產物亞硝酸氮始終維持在較低水平。
趙宇等用復合光合細菌法對養蝦廢水作研究,其中CODcr的去除率能達到63%,NH3-N的去除率也能達到92.5%。季民等提出了通過投加以光合細菌為主的復合細菌群來強化湖泊水體生物自凈能力,改善湖泊體水質的方法。
3 微生物技術在有害有機污染物治理中的應用
隨著工業技術的發展,廢棄有機物排放到我們所處的環境中,空氣,土壤,水源,嚴重破壞我們的生存環境,國內外專家學者一直在研究解決有害有機污染物的方法,其中,微生物方法以其高效,無二次污染等優點成為研究的熱點,楊彬等通過富集培養,獲得了降解對硝基苯胺的混合培養微生物,並用於降解硝基苯胺。結果表明,在培養液中添加110gPL葡萄糖和110gPL酵母粉,36h內對硝基苯胺去除率可達97%以上,對硝基苯胺降解速率可達411mgPL·h。
⑨ 微生物在污水處理，給排水處理中的作用，機理，以及微生物學在水處理行業中的未來應用前景
真菌
是具有真核和細胞壁的異養生物。種屬很多，已報道的屬達1萬以上，種超過10萬個。其營養體除少數低等類型為單細胞外，大多是由纖細管狀菌絲構成的菌絲體。低等真菌的菌絲無隔膜，高等真菌的菌絲都有隔膜，前者稱為無隔菌絲，後者稱有隔菌絲。在多數真菌的細胞壁中最具特徵性的是含有甲殼質，其次是纖維素。常見的真菌細胞器有：細胞核，線粒體，微體，核糖體，液泡，溶酶體，泡囊，內質網，微管，鞭毛等；常見的內含物有肝糖，晶體，脂體等。
真菌通常又分為三類，即酵母菌、黴菌和蕈菌（大型真菌），它們歸屬於不同的亞門。
大型真菌是指能形成肉質或膠質的子實體或菌核，大多數屬於擔子菌亞門，少數屬於子囊菌亞門。常見的大型真菌有香菇、草菇、金針菇、雙孢蘑菇、平菇、木耳、銀耳、竹蓀、羊肚菌等。它們既是一類重要的菌類蔬菜，又是食品和制葯工業的重要資源。
細菌
隸屬生物學一類，是一類形狀細短，結構簡單，多以二分裂方式進行繁殖的原核生物，是在自然界分布最廣、個體數量最多的有機體，是大自然物質循環的主要參與者。細菌主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體等部分構成，有的細菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結構。絕大多數細菌的直徑大小在0.5~5μm之間。可根據形狀分為三類，即：球菌、桿菌和螺旋菌（包括弧形菌）。 還有一種利用細菌的生活方式來分類，即可分為三大類：腐生生活、寄生生活及自養生存。
病毒
是一類個體微小，無完整細胞結構，含單一核酸（DNA或RNA）型，必須在活細胞內寄生並復制的非細胞型微生物。
原指一種動物來源的毒素。「virus」一詞源於拉丁文。病毒能增殖、遺傳和演化，因而具有生命最基本的特徵。其主要特點是：①含有單一種核酸（DNA或RNA）的基因組和蛋白質外殼，沒有細胞結構；②在感染細胞的同時或稍後釋放其核酸，然後以核酸復制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖；③嚴格的細胞內寄生性。
由於病毒的結構和組分簡單，有些病毒又易於培養和定量，因此從20世紀40年代後，病毒始終是分子生物學研究的重要材料。
在實踐方面，病毒的研究對防治人類、植物和動物的疾病作出了重要貢獻。如病毒疫苗的發展，利用昆蟲病毒作為殺蟲劑等。1982 年將資料齊全而能分類的病毒劃分為7大群：（雙鏈）ds DNA，有包膜；（雙鏈）ds DNA，無包膜 ；(單鏈)ss DNA ，無包膜；（雙鏈）ds RNA，有包膜；（雙鏈）ds RNA，無包膜； （單鏈）ss RNA，有包膜；（單鏈）ss RNA，無包膜。
「virus」一詞源於拉丁文，原指一種動物來源的毒素。病毒能增殖、遺傳和演化，因而具有生命最基本的特徵，但至今對它還沒有公認的定義。最初用來識別病毒的性狀，如個體微小、一般在光學顯微鏡下不能看到、可通過細菌所不能通過的濾器、在人工培養基上不能生長、具有致病性等，現仍有實用意義。但從本質上區分病毒和其他生物的特徵是：①含有單一種核酸（DNA或RNA）的基因組和蛋白質外殼，沒有細胞結構；②在感染細胞的同時或稍後釋放其核酸，然後以核酸復制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖；③嚴格的細胞內寄生性。病毒缺乏獨立的代謝能力，只能在活的宿主細胞中，利用細胞的生物合成機器來復制其核酸並合成由其核酸所編碼的蛋白，最後裝配成完整的、有感染性的病毒單位，即病毒粒。病毒粒是病毒從細胞到細胞或從宿主到宿主傳播的主要形式。
目前，病毒一詞的涵義可以是:指那些在化學組成和增殖方式是獨具特點的，只能在宿主細胞內進行復制的微生物或遺傳單位。它的特點是：只含有一種類型的核酸（DNA或RNA)作為遺傳信息的載體；不含有功能性核糖體或其它細胞器；RNA病毒，全部遺傳信息都在RNA上編碼，這種情況在生物學上是獨特的；體積比細菌小得多，僅含有少數幾種酶類；不能在無生命的培養基中增殖，必須依賴宿主細胞的代謝系統復制自身核酸，合成蛋白質並裝配成完整的病毒顆粒，或稱病毒體（完整的病毒顆粒是指成熟的病毒個體）。
⑩ 微生物在污水處理中的應用有什麼優勢
生物處理法是來利用自然環境源中微生物來氧化分解廢水中的有機物和某些無機毒物（如氰化物、硫化物），並將其轉化為穩定無害的無機物的一種廢水處理方法。污水生物處理方法是建立在環境自凈作用基礎上的人工強化技術，其意義在於創造出有利於微生物生長繁殖的良好環境，增強微生物的代謝功能，促進微生物的增殖，加速有機物的無機化，增進污水的凈化進程。該方法具有投資少、效果好、運行費用低等優點