水产微生物—水域微生物生态学

1、第八章 水域微生物生态学第一节 水体中微生物的分布一、内陆水体中微生物的分布内陆水体的自然环境多靠近陆地。 内陆水体大多是淡水， 淡水中的微生物主要来源于土壤、空气、污水、人和动植物排泄物以及动植物尸体等。特别是土壤中的微生物，常随土壤被雨水冲刷进入江河湖泊。因此，土壤中所有细菌、 放线菌和真菌的大部分， 在水体中几乎都能找到。然而，水体中的微生物种类和数量，一般要比土壤中的少得多。水域微生物的区系可分以下几类：（ 1）清水型水域微生物在洁净的湖泊和水库蓄水中，因有机物含量低，故微生物数量很少（10103/ml ）。典型的清水型微生物以化能自养微生物和光能自养微生物为主， 如硫细菌、 铁细菌和

2、衣细菌等， 以及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。（ 2）腐败型水域微生物上述清水型的微生物可认为是水体环境中“土生土长”的土居微生物。流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水以及下水道的沟水中， 由于流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等， 因此有机物的含量大增， 同时也夹入了大量外来的腐生细菌， 使腐败型水域微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到107108个。还有一类是随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病菌， 通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖的要求， 加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系， 一般难以长期生存，但由于水体的流动，

3、也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。二、海洋中微生物的分布海洋是地球上最大的水体。 海水与淡水最大的差别在于其中的含盐量。 含盐量越高， 则渗透压越大， 反之则越小。 因此海洋微生物与淡水中的微生物在耐渗透压能力方面有很大的差别。海水中常见的细菌主要有假单胞菌属、枝动菌属（Mycoplana） 、弧菌属、螺菌属、梭菌属、 变形菌属、 硫细菌、 硝化细菌和蓝细菌的一些种类。 常见的酵母菌有色串孢属 （ Torula ） 和酵母菌属。此外，还有噬菌体、霉菌、藻类和原生动物等。一般霉菌比细菌少，主要是陆 地中常见的种类。海洋中藻类繁多，原生动物数量极大。三、沉积物中微生物的分布（一）内陆水体沉积物中

4、微生物的分布湖泥表层有机营养物质含量高，因此栖息了大量的微生物。湖泥中异养菌数量大大超过湖水中的数量。（二）海洋沉积物中微生物的分布海洋沉积物中栖息着细菌和真菌。沉积物颗粒表面吸附有很多微生物，但确定其数量相当困难。 此处的微生物对有机物矿化作用特别重要， 并且也可能作为海底动物的食物。 沉积物表层细菌总数取决于沉积物种类和水深， 其含量在几十万至几十亿个/cm 3之间。 生活于物体表面的细菌在某种程度上具有很有效的吸附机制， 例如扁平的细胞、 胶鞘和纤毛等， 它 们能牢固地附着于沉积物基质之上。四、水生生物体上微生物的分布在正常情况下， 生活于水中的动植物组织内部是无菌的， 但在体表和消化道

5、内部定居着各种类型的微生物， 其组成和数量常因所生活的环境而有所差异。 它们与宿主的关系较为多样化， 有些和陆地动物的正常菌群一样比较恒定， 有些则是暂时性停留。在正常情况下，它们与宿主共生， 从宿主食物或代谢产物中获取养料的同时， 也能帮助宿主降解某些有机物质，或分泌维生素等供宿主利用。在某些异常情况下， 如饲养管理不善、环境条件改变、鱼体抵抗力下降等， 一些微生物可引起鱼的病害 （鱼类多数病原菌都属于这种条件致病性微生物） 。部分水生动物体表和消化道的细菌可引起水产品的腐败或人的食物中毒。 因此， 对水生动物正常微生物群的研究， 在水生动物疾病的预防、 水生动物的营养生理和饲养管理以及水产

6、品 的卫生学上均具有重要意义。 （一）水生动物体表上微生物的分布鱼类和水生无脊椎动物等水生动物都可作为微生物的自然基底。硬骨鱼类的体表常有细菌附着。 在所有动物体表上， 假单胞菌属和节杆菌属的种类数量 最多。此外，很多鱼体上也有真菌附着。海洋附着细菌与大型无脊椎动物附着有着密切关系。 大多数种类的海洋细菌有利于无脊椎动物幼虫的附着， 并可作为幼虫的饵料。 可见， 海洋附着细菌的研究与水产养殖业的发展 密切相关。 （二）鱼类消化道中的微生物 鱼类消化道较短， 呈直线和发夹状， 其结构和机能多未分化。 这些情况不利于专性厌氧菌的繁殖，其微生物种群组成也易受水环境等因素的影响。但由于鱼类胃肠道的 p

7、H为25,处于酸性环境， 且富含胆汁， 对水环境的许多微生物具有抑制作用， 因此形成了与体表和水 环境不同的微生物群落。一般淡水鱼类消化道中的微生物以嗜水气单胞菌、 A 型拟杆菌、假单胞菌属和肠杆菌科的细菌占优势。海水鱼类消化道菌群则以弧菌属细菌为主，每克肠内容物约含104107个。其次是假单胞菌属、莫拉氏菌属、不动杆菌属、拟杆菌科的细菌，其含量为102106个/g。此外，还有芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、梭状芽孢杆菌属、Coryneforme 、葡萄球菌属、着色球菌属的细菌。（三）虾类消化道中的微生物由于虾类大部分时间行底栖生活，属杂食性水生动物，因而其肠道菌落与底栖细菌和沉积物中的菌群有

8、关。 其中以假单胞菌属和弧菌科的细菌为主， 常见的还有不动杆菌属、 肠 杆菌科、黄杆菌属、噬纤维菌属、莫拉氏菌属和发光杆菌属的细菌。（四）藻体上微生物的分布浮游藻类体上常有细菌生长。 各种海藻上附生着特有的霉亮发菌 （ Leucothrix mucor） 。该菌是一种嗜盐种类， 其藻丝含有众多细胞， 并形成丛生而滑动的生殖胞。 绿藻和红藻体上的优势细菌是具有黄、橙色素的黄细菌属和噬纤维菌属的细菌，而褐藻体上的细菌则不然。缘管浒苔的胞外产物能促进这类细菌和假单胞菌的生长，弧菌的生长则受到抑制。第二节 水域微生物的主要作用一、微生物与食物链在各种水体中， 细菌和真菌在食物链中具有重要功能。 它们吸

9、收溶解有机物， 有机物的 大部分是由初级生产者（即浮游植物）释放入水中的。此外，在内陆和沿海水域，特别是河川， 它们与含有大量动植物的陆地区域相邻， 有机物很多不是来自初级生产者， 而是来自周围陆地上的死叶片、 动物粪便及其它有机物， 水体本身含有的动植物尸体及动物粪便和排泄物都是水体有机物来源。 这些有机体通常被细菌极其迅速地转化为颗粒物质 （即有机碎屑） ， 然后， 被其它生物所消耗。 这类有机物依此方式被引入食物链， 否则低浓度的有机化合物就 不能被利用。 细菌和真菌可被多种不同的动物用作食物， 这些动物代表了食物链的不同的营 养级。 首先， 细菌和真菌作为初级消费者即草食性浮游动物的食

10、物。 而属于次级消费者的肉 食性浮游动物， 也摄取细菌和真菌作为其通常的食物， 在某种意义上， 用它们作其营养的补 充物。 随着动物个体的增大， 这种补充物的重要性反而变得越来越小。 结果对终端消费者来 说作用甚微或几乎没有作用。综上所述， 细菌在水生动物营养上起着极其重要的作用。 不仅原生动物、轮虫、甲壳动 物、软体动物等摄食细菌，一些鱼类也食细菌。水中细菌多集聚成絮状、片状和块状等聚合 体， 许多动物不能吃单个细菌但可吃聚合体。 可见细菌是一种营养丰富的食物， 目前光合细 菌已大量培养，已应用到水产养殖中，既改善水质，防治鱼病，又能作为饲料添加剂，能很 好地促进水产经济动物的生长。 二、微

11、生物与物质循环细菌和真菌等微生物在水体的物质循环中起着决定性的作用。 它们参与有机物质的初级生产的意义很小， 但是它们能大规模地将有机质矿化， 在适宜条件下， 它们能分解所有天然 有机化合物，将之分解成原初成分，即二氧化碳、水及各种无机盐。它们的营养类型极多， 生活性强， 自然界中的绝大多数物质都能被某些微生物分解和利用， 例如荧光假单胞杆菌能 利用二百多种有机物质。本节着重介绍微生物在水体物质转化（即物质循环）中的作用。（一）碳素循环水中的初级生产者（光合细菌、蓝细菌、藻类和水生植物）通过光合作用固定CO,将之转化为有机碳化合物。 经食物链而被水生动物所利用。 水生生物在新陈代谢过程中， 分

12、解 一些有机碳化合物，产生CO2 。水生生物的分泌物及其残体以及外来的有机碳化合物最终又经微生物分解，形成CO,重新作为水生自养生物的碳源。在循环中，有一部分无机碳或有机碳由于外流和升入大气而又离开水生态系。这就是水生态系中发生的碳循环的主要过程。生物性碳循环不是完全依靠动物或植物的存在。仅有微生物存在，碳循环也照样进行，特别是海洋内，因为海洋含有的大量硅藻和鞭毛虫的光合作用超过陆地植物。（二）氮素循环氮是蛋白质和核酸的主要成分，是构成生物体的必要元素。水中的氮包括无机氮和有机 氮。无机氮主要以氨、硝酸盐、氮化物和分子氮形式存在。有机氮主要以氨基酸、酰胺氮、喋吟和喀咤等形式存在。水中的分子态氮

13、被有固氮作用的细菌和蓝细菌固定成氨基氮，并转化成为有机氮化物，通过食物链进一步转化为动物蛋白。水生生物及其含氮的排泄物等有机氮化物，被各种微生物所分解，再以氨的形式释放出来供水生植物利用，或被进一步氧化成为硝酸盐。硝酸盐可被植物利用， 也可被进一步还原为分子态氮。这就是水环境中的氮素循环，整个过程包括固氮作用、氨化作用、硝化作用以及脱氮作用（即反硝化作用）。1 .固氮作用分子态氮被还原成氨和其化氮化物的过程称为固氮作用。通过微生物作用的固氮方式称为生物固氮。水中的生物固氮是由水中的各种细菌和蓝细菌所完成的。2 .氨化作用含氮有机物在微生物作用下释放出氨的过程，称为氨化作用。它对水生生物连续地将

14、氨返回氮循环具有特殊意义。很多蛋白质分解细菌和很多真菌能进行这一作用。氨化作用在好气性和嫌气性条件下均能进行。氨化作用形成的氮首先被细菌利用变成菌体蛋白质等，余下的在水中形成溶解的无机态氮氮。3 .硝化作用在微生物作用下，氨转变为硝酸盐的过程， 称为硝化作用。蛋白质分解期间释放的氨可 作为自养和异养微生物的氮源，这也可为硝化细菌提供能量。在氧气存在时，氨氧化为亚硝酸盐，进一步氧化为硝酸盐。即：2NH+3Qf2NO + 2H2O+ 4H+ 152 千卡2NO + Q-2NO +48 千卡其中的第一步称亚硝化作用，第二步称为硝化作用。化能自养的硝化细菌需由硝化作用获得能量，还原二氧化碳，形成有机物

15、质。硝酸盐是有机氮化合物矿化作用的最后一步。硝酸盐经由河流入海， 成为这里浮游植物极其重要的氮源。4 .脱氮作用微生物利用NO，NO作为呼吸系统的电子受体，还原生成N2或N2O的过程，称为脱氮作用，亦称反硝化作用。在厌氧环境中，如果有机氢供体存在，脱氮作用就在很多兼性厌氧细菌作用下进行。即:NO -NO -NO N 20- N2NHzOIH NH在厌氧条件下，硝酸盐或亚硝酸盐分别作为氢受体，此称为硝酸盐呼吸。 在大多数生态环境中，很多生物能还原硝酸盐成为亚硝酸盐，再从亚硝酸盐变为游离氮。因此，哪里有活跃的脱氮作用。哪里就首先产生丰富的亚硝酸盐。细菌具有脱氮作用能力已在所有水体中得到实际证明。一

16、旦缺氧，酶系统开关就转向硝酸盐呼吸；然而，这需要一些时间，因为特殊的硝 酸盐还原酶仅在厌氧条件下合成。另一方面，在好气条件下，开关便转向有氧呼吸。这表明 硝酸盐呼吸是在没有更多的氧可供利用时才行使作用的一种替代装置。 其产能仅比氧作为氢受体的低10左右。综上所述， 氧气对氮循环具有重要影响， 它的存在决定着硝酸盐的产生或破坏， 也决定着氮平衡偏向正平衡或负平衡。 在富含腐屑的水体中， 特别是在沉积物中， 硝化作用和脱氮 作用过程随处都能发生。(三)硫循环微生物需要硫元素， 因为其细胞内含物中有许多是有机硫化合物， 如半胱氨酸、 蛋氨酸生物素、硫胺素等。 硫和无机硫化物还提供自养细菌的能源。 硫

17、主要以有机硫化合物、 硫酸盐、硫化氢和元素硫等形式存在。微生物在硫的循环转化中具有重要作用。在蛋白质降解期间， 除氨外，还释放少量硫化氢， 这主要起源于含硫氨基酸，如半胱氨酸和蛋氨酸。一些蛋白分解菌也能进行这一反应， 借助脱硫酶释放巯基。当然，硫酸盐可被浮游植物及其它水生植物吸收利用，并合成含硫氨基酸，继而合成蛋白质。在有氧环境中硫化氢并不稳定， 被化学作用或被细菌和真菌所氧化。 微生物氧化作用经一些中间产物生成硫酸盐， 这是有机硫化合物矿化作用的末端步骤， 且作为绿色植物硫元素的重要来源。这一过程也称为硫化作用：2HS+OfG+2HO+80 千卡G+3Q+2Ho 2H2SQ+240 千卡一些

18、化能自养细菌能氧化硫化氢及其它可氧化的硫化合物， 如硫元素、 硫代硫酸盐和亚硫酸盐，利用获得的能量来还原二氧化碳。它们中最重要的是硫杆菌属 ( Thiobacillus )的多数种类，也包括白硫菌属( Beggiatoa )和丝硫细菌属( Thiothrix )等丝状硫细菌。除了专性和兼性化能自养细菌外，很多异养微生物 (细菌和真菌) 也能氧化含硫化合物。光合自养的紫硫细菌和绿细菌也能氧化还原含硫化合物生成硫或硫酸盐， 以便增加氢来还原二氧化碳。微生物产生硫化氢有两个不同的途径， 其一是通过含硫有机化合物的分解， 这叫腐败作用；其二是通过硫酸盐还原作用。在淡水环境中从有机化合物产生H2S是很有

19、意义的，因为淡水中硫酸盐离子浓度通常很低；但硫酸盐还原是海水中形成H2S 的主要过程，因为海水的硫酸盐浓度较大。硫酸盐还原作用需要硫酸盐还原细菌参与。 还原的必要条件是缺氧和给还原作用供氢的有机质存在。由细菌还原产生的硫化氢可逸散到空气中， 而从基质中损失掉， 这一过程也称为脱硫作用。硫酸盐还原菌通常是专性厌氧菌，不能在有氧环境中生长，完全依赖于硫酸盐呼吸。最广泛分布的硫酸盐还原菌为脱硫弧菌( Desulphovibrio desu1phuricans ) ，存在于湖泊、池塘 的底泥 和 水层 中 。 在 海洋 中 还有 其 近缘种 D.aestuarii 。 此 外 ， 脱硫 肠状杆 菌 (

20、 Desulphotomaculum) 、致黑 梭 状芽 孢 杆菌 ( Clostridium nigrificans ) 、 假 单 胞菌(Pseudomonas ze1inskii )等也能还原硫酸盐。水体底泥通常缺氧或无氧，并富含有机物质， 因此硫酸盐还原作用较为旺盛。此外，脱硫作用也见于富营养湖泊和池塘以及海湾的低氧区。 黑海存在的绝大多数硫化氢也是由脱硫作用产生的。硫循环受氧气条件的影响。 当在有氧条件下， 有机硫化合物被矿化成硫酸盐， 在无氧环境下，便有H2S 产生，并发生硫的损失。(四)磷循环与无机氨化合物一样， 磷酸盐也是很多水体植物的限制因子。 磷是所有生物生命活动极其重要的

21、元素，是核苷酸的组成成分。此外，磷还存在于磷脂、磷酸己糖和肌醇六磷酸钙镁等化合物中。 水体存在的磷形式有溶解无机磷、 溶解有机磷和悬浮的颗粒磷。 很多细菌能够以多聚磷酸盐的形式将磷酸贮藏在异染粒中。 水体中磷的短缺可能限制细菌和真菌对有机物质的分解。 因此， 磷的周转时间通常很短， 在夏季水温范围内， 从几分钟到几天不等。 很多细菌和真菌通过分解有机磷化合物能从其中释放磷酸盐，因此将之返回到物质循环中。(五)铁和锰循环铁几乎存在于所有的水体之中， 但通常含量很少。 它属于生命必需的元素， 是细胞色素等酶的组成成分。一部分铁细菌能将铁氧化为亚铁化合物：Fe2+fFe3+11.5 千卡铁细菌用获得

22、的能量来还原二氧化碳。 有些种类还可利用锰代替铁， 且以类似的方式将亚锰化合物氧化为锰化合物。大部分铁细菌，如氧化亚铁杆菌( Ferrobacillus ferrooxidans ) 、硫杆菌属、铁锈色披毛菌( Gallionella ferruginea ) 、赭色纤毛菌( Leptothrix ochracea ) 、多孢子铁细菌(Crenothrix polyspora ) 、厚膜菌( Clonothrix fusca )等，能够将亚铁离子氧化为高铁离子，利用这个过程所产生的能量同化二氧化碳。这些细菌一般分布在各种类型的水体中，对水体内铁的循环具有重要作用。 其中氧化亚铁杆菌、 硫杆菌、

23、 铁锈色披毛菌是专性化能自养菌；而赭色纤毛菌、多孢子铁细菌是兼性化能自养菌，能利用诸如蛋白胨等有机物质。微生物也能形成有机铁和锰复合物，各种有机金属化合物和复合物又能被微生物分解。这在一些富营养湖泊中特别重要。总之， 各种元素的循环彼此有关，并非单独进行， 而且是通过微生物联合起作用。 自然界的物质循环与微生物生态密切相关。四、微生物与水污染水污染是指污染物导致水体的利用范围减小的所有变化。污染既改变了水的理化性质，也改变了水生生物的群落特点。 通过对有机废物的分解， 微生物对水体自然自我净化贡献极大。微生物在污染监测、污水处理或加速水的净化方面起着极其重要的作用。(一)污水的微生物区系在很多

24、情况下， 污水具有特征性的微生物区系。 在含有大量粪便、 废水和剩余食物的生活污水中细菌特别丰富。所发现的生物大多是腐败细菌，如荧光假单胞菌( Pseudomonas fluorescens ) 、绿脓杆菌( P.aeruginosa ) 、普通变形杆菌( Proleus vulgaris ) 、枯草芽孢 杆菌( Bacillus subtilis )及其它种类。大肠菌群的比例相对较高，它是含有粪便物质水 体污染的重要指示种类。在城市污水中，大肠杆菌( Escherichia coli )的数量一般在每毫 升几万到几十万个，甚至更多。产气气杆菌( A.aerogenes )也经常发现，与埃希氏

25、杆菌属 一样，它隶属于肠杆菌科。粪球链菌( Streptococcus faecalis ) ，也是人类肠道的栖息者。此外，还存在有数量众多的噬菌体。在富含有机质的污水中，鞘细菌也很重要，特别是浮游球衣细菌( Sphaerotilus natans ) ，常被误称为“污水真菌。它是典型的污水生物，常覆盖在杂草丛生的强烈污染水体的水底， 且肉眼可见。 污水中常含有大量的脱硫细菌， 尤其是脱硫弧菌( Desulphovibriodesulphuricans ) ，它在营养丰富并且厌氧的条件下容易生长。很多污水水体也含有硫氧化细菌， 特别是硫杆菌、丝硫细菌和白硫细菌各属的种类， 当硫化氢产生时， 它

26、们能极其迅速地繁殖。此外，脱氮硫杆菌和脱氮微球菌等脱氮菌，以及甲烷产生菌和 Knallgas 细菌等其它细菌都大量存在于生活污水和一些工业污水中； 也有赭色披毛菌和氧化亚铁硫杆菌等多种铁细菌。通常，生活污水也含有大量真菌孢子和菌丝，严格意义上的污水真菌是乳酸细丝菌( Leptomitus lacteus )和水生镰刀菌( Fusarium aquaeductuum) 。在污水严重负荷的水体中，它们大量发生，与浮游球衣细菌一样，也能造成菌丝漂浮。(二)微生物在水体自净中的作用在自然水体尤其是快速流动的水体中， 存在着对有机或无机污染物的自净作用。 其原因是多方面的， 虽有物理性的稀释作用和化学性

27、的氧化作用， 但更重要的却是各种生物学和生物化学作用， 例如好氧菌对有机物的分解作用， 原生动物对细菌等的吞噬作用， 噬菌体对宿主的裂解作用， 以及微生物产生的凝胶物质对污染物的吸附、 沉降作用等， 这就是 “流水不腐”的重要原因。在未净化的城市污水流入河流后， 真细菌的总量通常一开始就减少， 鞘细菌数量常常首先连续增多，然后下一个高峰是原生动物，最后是藻类高峰。水体的自净能力变化很大，水体活泼运动造成污水的迅速扩布和其与大气活跃的气体交换，这里自净作用能力最强。在流动性很小的水体，污水可能滞留一处，并且氧气供应不足，从而导致过早的氧亏， 进而减弱自净作用。 水体的自净能力也随季节的变化而变化

28、， 一般夏季大于冬季， 因为夏季较高的温度有助于细菌活动，并且充足的光照使浮游植物提供更多的氧气。然而， 只有在污染物的组成和数量不超过所接受水体的自净能力时， 水体才能实现自然净化。 即使在最适的条件下，过量的污染物也会引起不良的后果， 造成真正的水污染。 过度的氧气消耗经常导致完全的缺氧区， 在此处净化过程和细菌性硫酸盐还原作用导致硫化氢大量产生， 而引起较高等动物和很多微生物死亡， 余下的少数微生物只能部分地降解有机污染物。硫化铁的形成导致难闻的黑色的腐泥，毒害底栖生物。如果在湖泊、池塘或沿海水域，含有H2S 的底层水突然上升至表层，这可造成鱼类大批死亡，例如在狂风暴雨过后就易于发生这种

29、情况。(三)微生物在污水处理中的作用水域微生物系统的自净作用在一定程度上能够调节环境， 抵销污染所引起的变化， 但是水体的自净能力是有限的， 当进入水体的外来污染物数量， 超过了水体的自净能力， 并达到破坏水体原有用途的程度， 就造成水污染。 所以工业废水和生活污水必须先经过一定程度的净化处理，使水质达到一定标准才能排入江河湖泊等水体。污水的处理方法可分为物理方法、 化学方法和生物方法三大类。 目前国内外多采用二级处理工艺或三级处理工艺治理污水。 一级处理又称预处理， 主要是通过滤筛网及沉淀等物理化学方法除去污水中的粘土、 淤泥及其它碎屑等污染物。 二级处理又称生物处理， 主要是利用微生物的作

30、用分解污水中的有机污染物。 三级处理主要是除去排放水中的无机盐类及其它悬浮污染物，因为在二级处理后的出水中，含有氮、磷等无机盐类，排入水体后能造成水体富营养化， 造成二次污染，在三级处理中，常使用沉淀法去磷；在中性条件下增温使氨氮逸出。也可利用微生物的脱氮作用脱氮；借助藻类的大量繁殖以除氮磷， 同时收获藻体。 由此可见，微生物在污水处理中起着非常重要的作用。污水的微生物处理主要有生物膜法、活性污泥法、氧化塘法、厌氧处理法等。1. 生物膜法根据不同的处理装置，该法可分为普通生物滤池、生物转盘、塔式生物滤池等。生物膜由污水与载体的接触而形成。 由于污水通过载体时， 污水中的有机污染物和微生物吸附在

31、载体上，并发生微生物的增殖。在载体表面逐渐形成一层2mnB的生物膜。生物膜主要由菌胶团形成菌和丝状菌组成， 此外还有大量细菌、 真菌、 原生动物、 藻类及后生动物。常见的细菌主要有动胶菌、球衣细菌、白硫细菌、无色杆菌、黄杆菌( Flarobacterium ) 、假单胞菌、 产碱杆菌等， 在生物膜的底层部分， 化能自养菌较多。 真菌主要有镰孢霉、 青霉、毛霉、地霉、分支孢霉和各种酵母。常见的藻类和原生动物主要有席藻、小球藻、丝藻和钟虫等。在生物膜的表面，由于污水的不断流过， 总是吸附一薄层污水。污水流过滤料时， 悬浮物质被截住， 胶体物质被吸附。 污水中的有机污染物就被生物膜中的细菌、 真菌吸

32、附并氧化分解， 而原生动物又以这些菌为食物， 即形成生物膜中的小型食物链。 这对有机污染物的去除意义重大， 因为在食物链的每一步， 都有一部分有机污染物借呼吸作用而被转化为CO2。 因此，能将污水中的有机污染物完全降解。2. 活性污泥法活性污泥法又称曝气法， 是利用曝气池中装填活性污泥使污水净化的生物学方法。 活性污泥是由污水中繁殖的大量微生物凝集而成的褐色而呈絮状泥粒组成的， 具有较强的吸附和氧化有机物质的能力。 活性污泥中的微生物主要由细菌和原生动物组成， 而真菌、 藻类和后 生动物只起次要作用。活性污泥的曝气设备主要由曝气池、 搅拌器或压缩空气设备以及净化池等组成。 处理的污水经隔栅除去

33、大块杂物，进入一次沉淀池， 简单沉淀后，送入曝气池。经过一定时间曝气后， 污染物被驯化的活性污泥所吸附， 有机物被微生物氧化分解， 然后将曝气池内的混合液放入净化池， 停留一定时间使污泥沉淀， 上层澄清液作处理后的水排放出去。 将其中一部分污泥送回曝气池，多余的污泥排出另行处理。3. 氧化塘法氧化塘是一种大面积敞开式的污水处理塘， 是一种与自然水体自净过程极其相近的污水处理法， 其基本原理是利用藻菌共生系统来分解污水中的有机污染物， 使污水得以净化。 即 塘内有机污染物被需氧细菌分解为简单的有机物质、 无机物质和二氧化碳， 而细菌生存所需要的氧气，主要由藻类的光合作用提供，也可通过池塘表面再曝气和机械通气供氧。4. 厌氧处理法厌氧处理法是在缺氧情况下， 利用厌氧微生物分解污水中有机污染物的方法， 又称为厌氧消化法或厌氧发酵法。其净化效率可达90。污水厌氧处理包括一系列复杂的消化和发酵反应。 首先， 复杂有机污染物如纤维素、 蛋 白质、脂肪等，被以兼性菌为主的产酸菌分解成为H2 和 CO2 ，以及简单的有机酸和醇等。参与此作用的细菌主要有梭菌、 假单胞菌、 产气杆菌、 大肠杆菌、 粪链球菌和变