浅析活性污泥系统中生物相的指示作用

浅析活性污泥系统中生物相的指示作用
在城市污水处理厂活性污泥系统的运行过程中，会由于水量、气温、进水有机物浓度、pH值、毒物及污泥性能等的突然变化而影响到活性污泥系统的处理效果。

一般情况下，可以通过水质测定结果来预判水质趋势，但水质测定在实际执行过程中有一定的滞后性，而利用生物相的指示作用可以进行有效的预警。

标签：活性污泥；生物相；微生物
1 活性污泥的生物相观察方法
1.1 低倍镜观察
先用低倍数光学显微镜观察生物相的全貌。

首先注意观察污泥絮粒的大小，污泥结构的松紧程度，菌胶团和丝状菌的比例及其生长状况，并加以记录和做出必要的描述，观察微型动物的种类、活动状况，对主要种类进行计数。

1.2 高倍镜观察
用高倍镜观察，可进一步看清微型动物的形态和生理特征。

观察时注意微型动物的外形和内部结构，污泥絮粒中的菌胶团细菌与丝状细菌的比例、絮粒游离细菌的多寡以及微型动物的状态。

例如钟虫体内是否存在食物胞，纤毛的摆动情况等。

2 活性污泥中不同微生物的指示意义
2.1 活性污泥中的微生物
活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。

微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。

其中，菌胶团细菌和丝状细菌构成了活性污泥的骨架，微型动物（原生动物和后生动物）附着其上或漫游期间，是活性污泥形成结构良好的具有吸附和生物降解功能的生物絮体。

2.1.1 菌胶团细菌
菌胶团细菌及其分泌的胶质组成的肉眼可见的细小颗粒，而活性污泥中的细菌大多盆包裹在胶质中，形成菌胶团，也称为絮状体或绒粒；有很强的生物吸附和氧化分解有机物的能力，可以为微型动物和细菌等提供附着场所和较为稳定的生境，有利于细菌进行正常生理活动和生化反应。

菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等各种形状。

通过对菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度的观察，可以衡量好氧活性污泥的性能。

性能较好的菌胶团颜色较浅、透明、结构紧密，
生命力旺盛、吸附和氧化能力强，再生能力强；老化或性能变差的菌胶团颜色深、结构松散、活性不强、吸附和氧化能力差。

2.1.2 丝状细菌
丝状细菌是具有衣壳或不具衣壳的菌体细胞相连而形成丝状的一类细菌。

活性污泥中的丝状细菌主要为球衣菌、发硫细菌和贝氏硫细菌等。

其往往附着或交织于菌胶团，构成活性污泥的骨架。

2.1.3 原生动物
原生动物为体积微小、结构简单的低等的单细胞动物。

由于原生动物对环境条件比较敏感，其种群组成和数量会随环境变化而变化，也常被用作指示生物。

活性污泥中常见的原生动物有钟虫类、变形虫类、鞭毛虫类、游泳型纤毛虫类等所示。

它们通过将有机物颗粒（包括游离细菌和已经老化菌胶团）摄入体内参与废水的净化。

2.1.4 后生动物
活性污泥中除了仅由一个细胞构成虫体的原生动物外，还存在着由多个细胞构成虫体的后生动物，其中以轮虫类和线虫类为主，但个体数目不多；偶尔也会出现腹毛类、寡毛类和甲壳类等。

2.2 活性污泥系统状态与生物相的相关性
2.2.1 污泥恶化
活性污泥恶化时絮凝体较小，往往在100μm以下。

此时系统中出现的原生动物主要有鞭毛虫类，而非活性污泥型生物一般会出现肾形虫属、豆星虫、波豆虫属、草履虫属、屋滴虫属等较多的快速游动型的原生动物。

当系统状态严重恶化时，波豆虫属、屋滴虫属出现，直至系统彻底瘫痪，将不再出现任何微生物。

2.2.2 污泥膨胀
球衣菌属、发硫细菌、诺卡氏细菌、各种霉菌等丝状微生物是造成污泥膨胀的诱因生物。

SVI值在200以上时，可以看到丝状微生物呈棉线状存在。

由于丝状菌的大量生长，出现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科和全毛类原生动物拟轮毛虫。

2.2.3 污泥分散
絮凝体细小似针状分散。

这时候出现的生物有蛞蝓简便虫属、变形虫属等肉足类生物。

如果有数万个以上这类生物出现时，絮凝体会变小、出水浑浊，此时说明系统趋于崩溃，恢复难度剧增；所以，一旦发现此类生物并数量急剧增加时，
立即采取减少回流污泥量和曝气量等应急措施。

2.2.4 污泥从恶化恢复正常
通过反应参数和生存环境的改变，活性污泥从恶化状态恢复到正常的过渡期，常常有漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等缓慢游动或匍匐前进的原生动物出现。

2.2.5 污泥良好
此时活性污泥易于形成絮凝体，活性较高，沉降性能良好。

系统中出现的微生物有钟虫属、累枝虫属、纤虫属、盖虫属、有肋虫属、聚缩虫属、独缩虫属、内管虫属、各种吸管虫属以及各种轮虫类固着性生物或匍匐型生物。

一般来说，如果在1mL曝气池混合液中，这类生物有1000个以上，而且占全部全部生物的80%以上时，就可以判定为活性污泥净化效率很高。

这种情况下，絮凝体大小多为500～1000μm左右。

2.3 曝气池内生化反应环境情况与生物相的相关性
2.3.1 溶解氧不足
在DO不足时，就会出现白色贝日阿托氏细菌、扭头虫属、新态虫属等适应在低溶解氧条件下生活的生物。

当这种生物出现时，活性污泥有时呈黑色并有腐臭味。

2.3.2 曝气过量
如果长时间的连续过量曝气使溶解氧超过5mg/L时，各种变形虫和轮虫就会成为占优势的种属。

2.3.4 废水浓度和有机负荷较低
此时会出现大量的游仆虫属、旋口虫属、轮虫属、表壳虫属、鳞壳虫属等生物。

在脱氮硝化反应器中，低负荷、长水力停留时间及高溶解氧的场合，有壳变形虫是最好的指示生物。

2.3.5 冲击负荷和毒物影响。

原生动物及轮虫等微型动物对外界环境变化影响的敏感性高于细菌，所以根据对微型动物的观察就可以判断活性污泥所受到的影响。

纤虫属是活性污泥型生物种敏感性最高的生物，所以纤虫的急剧减少可作为出现爱你冲击负荷或少量的毒物进入系统的征兆。

当很多生物都濒临死亡的时候，就可以认为活性污泥已经被破坏，必须进行系统的恢复。

2.4 预测出水水质
经过对哈尔滨市某30万吨/日污水处理厂连续5年观察，得出：曝气池优势微型动物依次为钟虫、纤虫、漫游虫、吸管虫、轮虫。

曝气池纤毛虫总数与处理出水BOD5的关系如下：当纤毛虫总数小于200个/ml时，随着纤毛虫总数增加，出水BOD5数值下降；但当纤毛虫总数在200～400个/ml范围内时，出水BOD5反而上升；纤毛虫总数大于400个/ml时出水水质好转，纤毛虫总数大于460个/ml时出水BOD5稳定小于20mg/L。

实际证明，纤毛虫的数量对预测出水水质有重要作用。

3 结束语
污水处理系统的运行管理主要是为污泥中的微生物提供一个较好的生存环境条件，以发挥活性污泥中的微生物最大的代谢活力，达到良好的污水处理效果。

在污水处理厂的运营过程当中，掌握并观察活性污泥系统的生物相是十分必要的，进而对某些异常情况做到提前预判，有助于管理者更好的掌控污水处理厂的运行。

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