根據(jù)微生物與氧分子的關(guān)系，將微生物分為好氧微生物（包括專性好氧微生物和微量好氧微生物）、兼性厭氧微生物（或叫兼性好氧）以及厭氧微生物。專性好氧微生物是指在氧分壓為（0.003～0.2）x101kPa的條件下生長繁殖良好的微生物。厭氧微生物包括專性厭氧微生物和兼性厭氧微生物。專性厭氧微生物是指只能在氧分壓小于0.005x101kPa的瓊脂表面生長的微生物。而兼性厭氧微生物是指既可在有氧條件下，又可在無氧條件下生長的微生物。這三種類型微生物對氧的反應(yīng)不同。
好氧微生物與氧的關(guān)系在有氧存在的條件下才能生長的微生物叫好氧微生物。大多數(shù)細菌（芽孢桿菌、假單胞菌屬、動膠菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬、無色桿菌屬、球衣菌屬、根瘤菌、固氮菌、硝化細菌、硫化細菌、無色硫黃細菌）、大多數(shù)放線菌、霉菌、原生動物、微型后生動物等都屬于好氧性徵生物。
好氧微生物利用分子氧進行好氧呼吸獲得能量。藍細菌和藻類等白天進行光合作用，從陽光中獲得能量，合成有機物，放出氧；夜間和陰天則利用氧進行好氧呼吸，分解自身物質(zhì)獲得能量。氧對好氧微生物有兩個作用：a.作為微生物好氧呼吸的最終電子受體；b.參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成。好氧微生物和微量好氧微生物需要氧分子作為呼吸的最終電子受體，并參與部分物質(zhì)合成，因此它們必須在有氧的條件下才能正常生長繁殖。
好氧微生物需要的是溶于水的氧，即溶解氧。氧在水中的溶解度與水溫及大氣壓有關(guān)。低溫時，氧的溶解度大；高溫時，氧的溶解度小。以純水為例，0℃時溶解氧的質(zhì)量濃度為14mg／L；10℃時溶解氧的質(zhì)量濃度為7.7mg／L。含有機物的廢水，由于微生物的作用，其中溶解氧濃度較低。冬季水溫低，污（廢）水好氧生物處理中溶解氧量能保證供應(yīng)。夏季水溫高，氧不易溶于水，常造成供氧不足。常因夏季缺氧，促使適合低溶解氧生長的絲狀細菌（如微量好氧的發(fā)硫菌和貝日阿托菌等）優(yōu)勢生長，從而造成活性污泥絲狀膨脹。
好氧微生物需要供給充足的溶解氧。在污水生物處理中需要設(shè)置充氧設(shè)備充氧，例如，通過表面葉輪機械攪拌、鼓風(fēng)曝氣、壓縮空氣曝氣、溶氣釋放器曝氣、射流器曝氣等方式充氧。在試驗中可用振蕩器（搖床）充氧。充氧量與好氧微生物的生長量、有機物濃度等成正相關(guān)性。因此，在廢水生物處理中，溶解氧的供給量要根據(jù)好氧微生物的數(shù)量、生理特性、基質(zhì)性質(zhì)及濃度等綜合考慮。例如，污水好氧生物處理進水的BOD5為200～300mg／L，曝氣池混合液懸浮固體（MLSS）的質(zhì)量濃度為2～3g／L時，溶解氧的濃度要維持在2mg／L以上。經(jīng)伍赫爾曼（Wuhrmain）研究，曝氣池中溶解氧的質(zhì)量濃度在2mg／L時，直徑為500μm的絮凝體中心點處溶解氧的質(zhì)量濃度只有0.1mg／L，僅有絮凝體表面的微生物得到較多的溶解氧，絮凝體內(nèi)多數(shù)微生物處于缺氧狀態(tài)。
因此，溶解氧的質(zhì)量濃度維持在3～4mg／L為宜。若供氧不足，活性污泥性能較差，導(dǎo)致廢水處理效果下降。好氧微生物中有一些是微量好氧的，它們在溶解氧的質(zhì)量濃度為0.5mg／L左右時生長最好。微量好氧微生物有貝日阿托菌、發(fā)硫菌、浮游球衣菌（在充氧充足和缺氧條件下均可生長良好）、游動性纖毛蟲（扭頭蟲、棘尾蟲、草履蟲）及微型后生動物（如線蟲）等。
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