12、简述PCR技术基本原理？16SrRNA序列分析技术的基本原理？
①PCR技术：⑴将带扩增的DNA模板加热变性，分成两条链。⑵在退火温度条件下使引物同模板特异性结合。⑶在DNA聚合酶、4种碱基、Mg+、合适pH缓冲液条件下延伸引物。即：热变性—复性—延伸
②16SrRNA序列分析：⑴从微生物样品中提取16SrRNA基因片段 ⑵通过克隆、测序或酶切、探针杂交获得16SrRNA序列信息 ⑶与数据库中数据对比实现鉴定，或确定在进化树中的位置。
13、简述水体自净过程？以及衡量水体自净的指标？
①水体自净：⑴有机物进入水体后被稀释，有机固体沉底 ⑵好氧菌利用溶解氧分解有机物为简单有机物和无机物，并合成自身物质。造成溶解氧含量下降，鱼类绝迹、原生动物死亡。厌氧菌大量繁殖，进一步将有机物厌氧分解为CO2,H2O,PO43-,NH3，H2S。NH3，H2S经硝化细菌、硫化细菌作用分解为NO33-、SO42-。 ⑶富氧速率小于好氧速率，氧垂曲线降至最低点，往下游有机物减少，氧含量增多至原有水平 ⑷随着水体自净，细菌死亡。
②指标：P/H指数、氧浓度昼夜变化幅度
14、说明水体富营养化概念？富营养化的指标？发生水体富营养化的评价方法？
①由于某些原因，人类将富含氮、磷的城市生活污水、工业废水排入到湖泊、河流、海洋内，使水体中氮磷营养过剩，促使藻类过量生长，使淡水水体发生水华，使海洋发生赤潮的现象。
②指标：无机氮含量超过0.2-0.3mg/l；BOD大于10mg/l；总磷大于0.01-0.02mg/l；PH为7-9的淡水中细菌总数超过105个/ml，表征藻类数量的叶绿素a含量大于10ug/l。
③评价水体富营养化方法：1.观察蓝细菌和藻类等指示植物。2.测定生物现存量。3 测定原初生产力。4 测定透明度。5 测定氮和磷等导致富营养化的物质。
15、好氧活性污泥净化作用机理是什么？好氧活性污泥中各成分分别有什么作用？
①机理：⑴有氧条件下，活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附水中的有机物 ⑵绒粒中水解性细菌水解大分子有机物为小分子有机物，同时合成自身细胞。污水中溶解性有机物直接被细菌吸收，并无机化 ⑶原生动物、微型后生动物吸收或吞噬未分解彻底的有机物及游离细菌。
②菌胶团作用：⑴生物絮凝、吸附分解有机物 ⑵菌胶团分解有机物为原生动物等提供了良好的生存环境 ⑶为原生动物、微型后生动物提供附着栖息场所 ⑷指示作用（颜色、透明度、数量、结构紧密程度）
原生动物、微型后生动物作用：⑴指示作用：1、根据原生动物、微型后生动物的演替和生活规律判断水质。（细菌—植物性鞭毛虫—肉足类—动物性鞭毛虫—游泳型纤毛虫—固着型纤毛虫—轮虫）2、根据原生动物类别判断出水水质。3、根据原生动物遭遇恶劣环境的形体变化判断水质。 ⑵净化作用 ⑶促进絮凝沉淀作用
16、好氧生物膜的净化机理？结构组成是什么？其中有哪些微生物种群？它们的作用是什么？
①机理：⑴上层生物膜中的生物膜生物、生物膜面生物、微型后生生物吸附污水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物，同时生物膜生物吸收溶解性有机物及小分子有机物进入细胞氧化分解，合成自身物质 ⑵上一层代谢产物流向下一层，被下层生物膜生物吸收进一步分解 ⑶老化的生物膜、游离细菌被滤池扫除生物吞食，经微生物化学作用、吞噬作用污水得到净化。
②上层：营养物浓度高，多为细菌少数鞭毛虫
中层：营养物浓度低些，含上层代谢产物，微生物种类较上层多（菌胶团、鞭毛虫、变形虫）
下层：营养物浓度更低，低分子有机物占多数，微生物种类更多（菌胶团、纤毛虫、轮虫）
③生物膜生物（菌胶团、藻类）：净化和稳定污水水质功能
生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫、微型后生生物）：促进滤池净化速度，提高处理效率功能
滤池扫除生物（轮虫、线虫、寡毛类）：去除池内污泥，防止阻塞的功能
17、什么是污泥膨胀？主要有哪几种类型？丝状膨胀机理是什么？为什么会发生污泥膨胀？引起丝状膨胀的微生物有哪些？污泥膨胀解决办法？
①污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。
②SVI在200ml/g以上就标志着活性污泥膨胀。在运行不正常的情况下，则会形成有丝状菌引起的丝状膨胀污泥和由非丝状菌引起的菌胶团污泥膨胀。
③在单位体积中，呈丝状扩展生长的丝状细菌的表面积与体积比絮凝性菌胶团细菌大，对有限制性的营养和环境条件的争夺占优势，丝状细菌大量生长繁殖成为优势菌，引起丝状膨胀。
④引起活性污泥膨胀的原因有：
⑴温度：活性污泥中各种细菌最适生长温度在30度左右，菌胶团和丝状菌的最适温度相差不大，但是菌胶团是严格好氧菌，丝状菌是好氧和微好氧菌，由于温度影响氧的溶解度。在低溶解氧条件下，丝状菌竞争氧的能力远强于菌胶团菌而优势生长。
⑵溶解氧：丝状菌竞争氧的能力远强于菌胶团菌而优势生长。
⑶溶解性有机物及其种类：几乎所有的丝状菌都吸收溶解性有机物，尤其是低分子的糖类和有机酸。在运行过程中，有机物因缺氧而不能彻底分解，积累大量的有机酸，为丝状菌的生长创造良好的条件，使其优势生长。
⑤诺卡氏菌属、浮游球衣菌、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属
⑥活性污泥膨胀解决办法：⑴改进污水处理工艺 ⑵分析污泥膨胀原因，改变运行条件 ⑶投加絮凝剂 ⑷投加氧化剂。 其中，改革工艺及运行条件、改进曝气器的性能是控制活性污泥膨胀的有效办法。
18、甲烷发酵理论与机制以及所涉及到的方程式？
①第一阶段：有机酸的产生：将复杂的有机物水解为简单有机物。（水解细菌、发酵性细菌）
第二阶段：乙酸和氢气的产生：把第一阶段的产物分解为乙酸和氢气。（产氢和产乙酸细菌群）
第三阶段：甲烷的产生：一组将H2和CO2合成CH4；另一组将乙酸脱羧生成CH4和CO2。（厌氧产甲烷菌群）
第四阶段：同型产乙酸阶段：将H2和CO2转化为乙酸。（同型产乙酸细菌）
②⑴⑵⑷阶段不用写方程式
⑶4H2+CO2——CH4+2H2O ; 3H2+CO——CH4+H2O ; CH3COOH——CH4+CO2
4CH3OH——3CH4+CO2+2H2O ; 2CH3CH2OH+CO2——CH4+2CH3COOH
2C3H7COOH+CO2+2H2O——CH4+4CH3COOH
19、微生物脱氮的过程是什么？不同作用段的机制方程式是？都有什么微生物参与？典型脱氮工艺有哪些？
①脱氮：先利用好氧段的硝化作用，由硝化细菌、亚硝化细菌协同作用将NH3转化为NH2--N和NH3--N。再利用反硝化细菌将NH2--N和NH3--N还原为N2。
②硝化：短程硝化：NH3+1.5O2——HNO2+H2O
全程硝化：NH3+1.5O2——HNO2+H2O HNO2+0.5O2——HNO3
反硝化：2HNO3+CH3CH2OH——N2+2CO2+2[H]+3H2O
NH3+HNO2——N2+2H2O
2NH3+HNO3——1.5N2+3H2O+[H]
2NH3+H2SO4——N2+S+4H2O
③硝化段微生物：氧化氨的细菌（好氧/厌氧氨氧化细菌，厌氧氨反硫化细菌）、氧化亚硝酸的细菌（硝化细菌）
反硝化段微生物：反硝化细菌
④脱氮工艺：A/O、A2/O、A2/O2、SBR工艺
20、生物除磷的原理是什么？有哪些除磷工艺？若想同时脱氮除磷应注意什么？聚磷菌除磷的化学机制是什么？
①机理：聚磷菌厌氧时释放磷酸盐于体外，好氧时不仅能大量吸收PO43-合成自身物质，而且能逆浓度过量吸收磷合成储能的多聚磷酸盐颗粒于体内。故可创造厌氧-缺氧-好氧环境，让聚磷菌厌氧放磷然后过量吸磷，通过排泥去除磷。
②除磷工艺：A/O、A2/O、Bardenpho生物除磷工艺（缺氧-好氧-缺氧-好氧）、Phoredox工艺（厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧）
③在同一污水中同时脱氮除磷就要合理调整泥龄、水力停留时间，兼顾聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌的生理要求，使他们和谐的生长繁殖，达到脱氮除磷的目的。 要达到好的除磷效果则要：N02-和N03-极低、DO在2mg/L以下、氧化还原电位低于150mV、30度、pH为7-8。
④⑴厌氧放磷过程；产酸菌在厌氧或缺氧的条件下将蛋白质、脂肪、糖类等大分子有机物分解为可快速降解的基质（低级脂肪酸、乳酸、葡萄糖、甲醇等）。聚磷菌在厌氧条件下分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的3类基质进入细胞内合成PHB。与此同时释放出PO43-于环境中。
⑵好氧吸磷过程：聚磷菌在好氧条件下，分解体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的PO43-聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐（异染粒）
21、好氧堆肥的机理是什么？微生物在堆肥过程中的作用与演替？好氧堆肥的条件要求？及常用工艺？堆肥存在的问题有哪些？如何改进？
①机理：在通气条件下，好氧微生物分解大分子有机固体废弃物为小分子有机物，部分有机物被矿化。放出大量的热，使温度上升到50-65度，若不通风升至80-90度。这期间发酵微生物不断分解有机物利用中间产物合成自身物质，以更大量的微生物群来降解有机物，最终使有机固废完全腐熟，成稳定的腐殖质。
②堆肥初期：微生物处于迟滞期，中温好氧的细菌、真菌分解易降解的有机物获得能量、生长繁殖、产生大量的热，使堆温上升至50度。
接着，好热性的细菌、放线菌、真菌分解纤维素、半纤维素，微生物量不断增加，堆温上升至60度，真菌停止活动。（堆温在55-60度维持5-7天杀死致病菌）
之后，好热性的细菌、放线菌继续分解纤维素、半纤维素，堆温上升至70度，若堆温继续升高，细菌、放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定。
③条件要求：碳氮比（25-30）:1 含水率60% 供氧充足 一定氮磷
④堆肥工艺：静态堆肥工艺、高温动态二次堆肥、立仓式/滚筒式堆肥工艺
⑤问题，堆肥设施不过关；堆肥过程升温不快；或达到不到无害化对高温与持续时间要求；堆肥腐熟周期偏长、肥效不高或含有重金属；堆肥过程产生恶臭
⑥改进方法：⑴微生物接种剂对解决上述问题具有积极作用 ⑵解决重金属污染的方法：实行垃圾源头分类收集严格防止含有重金属进入堆肥发酵仓。
