活性污泥中主要含有细菌、原生动物、后生动物等微生物。
CASS工艺属于活性污泥法的一种，水质不同很大程度上决定着菌群组成，好养活性污泥中主要菌群有：
假单胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、微杆菌属、黄杆菌属、动胶菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属、不动细菌属、微球菌属、气杆菌属、棒状杆菌属、从毛单细胞菌属、杆菌属、诺卡氏菌属、球衣细菌属、短杆菌属、亚硝化单胞菌属、蛭弧菌属、粪大肠菌属、贝氏硫菌属、柄细菌属、噬纤维菌属等
所以下面说的是活性污泥中原生动物的演替规律。
1.废水进入曝气池后，营养充足，部分鞭毛虫（主要是植鞭毛虫）能通过细胞膜的渗透作用，将溶于水中的有机质吸收到体内作为营养物质，细菌中的异养菌分泌胞外酶使大分子有机物降解为小分子再加以利用，肉足虫靠吞噬有机颗粒和细菌为生，因此这三者占优势。
2.由于有机物的减少，各类微生物以食物为中心进行竞争。植鞭毛虫被细菌淘汰，肉足虫被动鞭毛虫淘汰。
3.在这个阶段，异养菌大量繁殖，纤毛虫代替动鞭毛虫成为优势菌种，以纤毛虫为食的吸管虫也开始出现
4.吸管虫减少，游泳型纤毛虫被固着型纤毛虫取代，成为优势群体。
5.有机质越来越少，出现了一有机残渣、死细菌、老化污泥为食的轮虫，轮虫适量的出现指示一个稳定的生态系统。
当CASS工艺运行正常时，活性污泥性能良好，活性污泥表现为絮凝体较大，沉降性好，镜检观察出现的生物有钟虫属、盖虫属、有肋木盾纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、各类吸管虫属、轮虫类、累枝虫属、寡毛类等固着型种属或匍匐型种属。
（1）纤毛虫
动物周身表面或部分表面具有纤毛，作为运动或摄食的工具，具有胞口、口围等吞噬和消化的器官，分固着型和游泳型两种，常见的游泳型有漫游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等；常见的固着型有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝虫等。
（2）后生动物
在活性污泥系统中是不经常出现的，在出水水质较好或较稳定时出现，常见的有轮虫、红斑票贝体虫等。
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