根据微生物与氧分子的关系，将微生物分为好氧微生物（包括专性好氧微生物和微量好氧微生物）、兼性厌氧微生物（或叫兼性好氧）以及厌氧微生物。专性好氧微生物是指在氧分压为（0.003～0.2）x101kPa的条件下生长繁殖良好的微生物。厌氧微生物包括专性厌氧微生物和兼性厌氧微生物。专性厌氧微生物是指只能在氧分压小于0.005x101kPa的琼脂表面生长的微生物。而兼性厌氧微生物是指既可在有氧条件下，又可在无氧条件下生长的微生物。这三种类型微生物对氧的反应不同。

好氧微生物与氧的关系 在有氧存在的条件下才能生长的微生物叫 好氧微生物 。大多数细菌（芽孢杆菌、假单胞菌属、动胶菌属、黄杆菌属、微球菌属、无色杆菌属、球衣菌属、根瘤菌、固氮菌、硝化细菌、硫化细菌、无色硫黄细菌）、大多数放线菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等都属于好氧性徵生物。

好氧微生物利用分子氧进行好氧呼吸获得能量。蓝细菌和藻类等白天进行光合作用，从阳光中获得能量，合成有机物，放出氧；夜间和阴天则利用氧进行好氧呼吸，分解自身物质获得能量。 氧对好氧微生物有两个作用：a.作为微生物好氧呼吸的最终电子受体；b.参与甾醇类和不饱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为呼吸的最终电子受体，并参与部分物质合成，因此它们必须在有氧的条件下才能正常生长繁殖。

好氧微生物需要的是溶于水的氧，即溶解氧。氧在水中的溶解度与水温及大气压有关。低温时，氧的溶解度大；高温时，氧的溶解度小。以纯水为例，0℃时溶解氧的质量浓度为14mg／L；10℃时溶解氧的质量浓度为7.7mg／L。含有机物的废水，由于微生物的作用，其中溶解氧浓度较低。冬季水温低，污（废）水好氧生物处理中溶解氧量能保证供应。夏季水温高，氧不易溶于水，常造成供氧不足。常因夏季缺氧，促使适合低溶解氧生长的丝状细菌（如微量好氧的发硫菌和贝日阿托菌等）优势生长，从而造成活性污泥丝状膨胀。

好氧微生物需要供给充足的溶解氧。在污水生物处理中需要设置充氧设备充氧，例如，通过表面叶轮机械搅拌、鼓风曝气、压缩空气曝气、溶气释放器曝气、射流器曝气等方式充氧。在试验中可用振荡器（摇床）充氧。充氧量与好氧微生物的生长量、有机物浓度等成正相关性。因此，在废水生物处理中，溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度等综合考虑。例如，污水好氧生物处理进水的BOD5为200～300mg／L，曝气池混合液悬浮固体（MLSS）的质量浓度为2～3g／L时，溶解氧的浓度要维持在2mg／L以上。经伍赫尔曼（Wuhrmain）研究，曝气池中溶解氧的质量浓度在2mg／L时，直径为500μm的絮凝体中心点处溶解氧的质量浓度只有0.1mg／L，仅有絮凝体表面的微生物得到较多的溶解氧，絮凝体内多数微生物处于缺氧状态。

因此，溶解氧的质量浓度维持在3～4mg／L为宜。若供氧不足，活性污泥性能较差，导致废水处理效果下降。好氧微生物中有一些是微量好氧的，它们在溶解氧的质量浓度为0.5mg／L左右时生长最好。微量好氧微生物有贝日阿托菌、发硫菌、浮游球衣菌（在充氧充足和缺氧条件下均可生长良好）、游动性纤毛虫（扭头虫、棘尾虫、草履虫）及微型后生动物（如线虫）等。

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