一、污水微生物概況
污水微生物,研究水處理行業(yè)中的微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律,從微生物生長(zhǎng)繁殖、呼吸代謝、遺傳變異、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等角度分析,使微生物種群之間,微生物與環(huán)境之間,相互影響,在協(xié)同或拮抗作用下,發(fā)生復(fù)雜變化最終達(dá)到去除污水中的氮、磷,水質(zhì)得以?xún)艋?,完成污水全指?biāo)達(dá)標(biāo)排放。
(1)種類(lèi)。
微生物可分為原核微生物和真核微生物。原核微生物包括細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)菌、衣原體、古細(xì)菌等。真核微生物包括真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等。針對(duì)污水處理活性污泥法,直接分析曝氣池微生物,里面富含菌膠團(tuán)細(xì)菌、絲狀細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物,其中原生動(dòng)物院鞭毛綱(具有一根或多根鞭毛,一般統(tǒng)稱(chēng)為鞭毛蟲(chóng)。包括滴蟲(chóng)、側(cè)跳蟲(chóng)、波豆蟲(chóng)、眼蟲(chóng)、內(nèi)管蟲(chóng)等),肉足綱(其機(jī)體僅有細(xì)胞質(zhì)形成的一層薄膜,體型較小,大多無(wú)固定形態(tài),包括變形蟲(chóng)、太陽(yáng)蟲(chóng)等。纖毛綱(身體表面具有纖毛,以纖毛作為運(yùn)動(dòng)和攝食的細(xì)胞器,分為游泳型和固著型,包括喇叭蟲(chóng)、斜管蟲(chóng)、豆形蟲(chóng)、腎形蟲(chóng)、草履蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)、楯纖蟲(chóng)、裂口蟲(chóng)、扭頭蟲(chóng),鐘蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)等),吸管綱(呈現(xiàn)球形、三角形長(zhǎng)出吸管,以原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)為食),后生動(dòng)物院多細(xì)胞動(dòng)物,包括輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、寡毛類(lèi)動(dòng)物、浮游甲殼動(dòng)物。進(jìn)而形成了一個(gè)相對(duì)復(fù)雜且穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
(2)特點(diǎn)。
微生物個(gè)體較小,分布應(yīng)用廣泛,種類(lèi)繁多,代謝旺盛,繁殖過(guò)快,易變異,易于培養(yǎng)。污水中微小生態(tài)系統(tǒng)隨著復(fù)雜水質(zhì)環(huán)境,實(shí)時(shí)變化,但在橫縱向時(shí)間軸上對(duì)比其種類(lèi)和水量情況,可以觀察出這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)存在的變化規(guī)律,從而判斷環(huán)境中是否發(fā)生異常情況,判斷過(guò)去,預(yù)測(cè)未來(lái),為工藝調(diào)控提供理論依據(jù)。
二、污水鏡檢技術(shù)
通過(guò)顯微鏡觀察鑒別污水中微生物系統(tǒng),通過(guò)指示微生物,直觀地將活性污泥系統(tǒng)內(nèi)微生物種類(lèi)、數(shù)量、豐度等變化情況展現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)分析系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷情況,配合具體工藝參數(shù),全流程數(shù)據(jù)變化,及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)。每個(gè)污水處理廠(chǎng)微生物系統(tǒng)都有獨(dú)特性,長(zhǎng)期鏡檢得出實(shí)際規(guī)律,是污水鏡檢技術(shù)的意義所在。
2.1 取樣觀察
常溫狀態(tài)下,可根據(jù)不同調(diào)查目的,采用不同位置的取樣位置,記錄且形成對(duì)比。取混合液或生物膜裝入塑料瓶?jī)?nèi),送入實(shí)驗(yàn)室,使用移液管取攪拌均勻的液體滴入載玻片上,壓上蓋玻片,置顯微鏡觀察區(qū)域內(nèi),調(diào)整觀察倍數(shù),一般采用100倍(目鏡10倍×物鏡10倍)、400倍。如果檢測(cè)需要,可以采用染色法對(duì)其進(jìn)行染色,再進(jìn)行觀察。
2.2 生物相
(1)第1步,觀察絮體狀態(tài)、絮狀物及內(nèi)部菌膠團(tuán)體積、形狀、密實(shí)度,對(duì)比前期記錄該取樣位置、該時(shí)段絮體情況,判斷絮體是否發(fā)生大量增殖或者解體。其特征是絮體顏色呈現(xiàn)深褐色,合理密實(shí),邊緣清晰光滑,內(nèi)部沒(méi)有針尖狀小絮體散布。
(2)第2步,觀察絲狀菌顏色、增殖狀態(tài),判斷屬于哪種絲狀菌。若出現(xiàn)黑色帶,則可能出現(xiàn)硫的沖擊。
(3)第3步,觀察微生物,出現(xiàn)不同種類(lèi)的原生動(dòng)物及后生動(dòng)物能判斷現(xiàn)有微生物生存環(huán)境,是處于高負(fù)荷、低負(fù)荷、正常狀態(tài)、異常狀態(tài),其種群種類(lèi)及豐度有很大差異。
(4)第4步,觀察自由水情況,是否清澈,有無(wú)空隙,是否含有游離的微生物,從而判斷污水中水質(zhì)變化情況。
三、污水微生物指示預(yù)警
生物法一般指活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法等,其經(jīng)濟(jì)高效,無(wú)害化,資源化。微生物的檢測(cè)雖然不能直接調(diào)控指標(biāo),但全面了解污水中微生物種類(lèi)特性及變化規(guī)律,深入掌握污水處理工藝,預(yù)警判斷微生物變化,可以使污水處理工藝更加便捷。
3.1 微生物生長(zhǎng)、代謝、遺傳、變異
微生物的生長(zhǎng)在適宜的環(huán)境條件下,不斷地吸收利用營(yíng)養(yǎng)物。通過(guò)快速新陳代謝,滿(mǎn)足自身需求的作用下,不斷增長(zhǎng),達(dá)到個(gè)體細(xì)胞的一定程度,完成分裂,形成多個(gè)個(gè)體,通過(guò)形成無(wú)性孢子或者有性孢子來(lái)繁殖。但當(dāng)微生物所在環(huán)境發(fā)生變化時(shí),超出微生物適應(yīng)限度,微生物機(jī)體則會(huì)發(fā)生變異。例如抑制活性或者死亡解體,當(dāng)生長(zhǎng)、代謝等發(fā)生異常情況,通過(guò)鏡檢技術(shù),觀察指示微生物具體變化,進(jìn)而判斷有機(jī)負(fù)荷變化,通多高通量微生物檢測(cè)16SrRNA,檢測(cè)該水樣微生物種群優(yōu)勢(shì)菌種種類(lèi)及占比,從而得出系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)等微生物現(xiàn)存比例狀態(tài),最終微生物的檢測(cè)為污水工藝參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。
3.2 指示預(yù)警
(1)進(jìn)水異常。
現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)在線(xiàn)采用2h自動(dòng)監(jiān)測(cè),或者人工多點(diǎn)混合平均測(cè)樣,但實(shí)際運(yùn)行,可能會(huì)出現(xiàn)少量出現(xiàn)在檢測(cè)時(shí)間盲區(qū)內(nèi)的進(jìn)水。利用鏡檢生物相技術(shù)可以觀察指示微生物活性變化,判斷是否有重金屬污水、超標(biāo)廢水或者毒物進(jìn)入對(duì)微生物造成抑制或者直接致死,及時(shí)工藝調(diào)控,以防止具有特征濃度的廢水對(duì)系統(tǒng)造成沖擊,導(dǎo)致生物法處理出現(xiàn)異常。在分析微生物活性變化的過(guò)程中,可根據(jù)微生物細(xì)胞增殖、代謝、死亡變化周期,來(lái)分析上游廢水的排放情況,同樣可預(yù)測(cè)若出現(xiàn)相同條件的未來(lái),該如何進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
(2)生物池異常。
考慮溶解氧,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),水溫,pH等,結(jié)合長(zhǎng)期日常檢測(cè)項(xiàng)目和鏡檢生物相,記錄生物池內(nèi)微生物變化到穩(wěn)定狀態(tài)下世代變化,在不同有機(jī)負(fù)荷條件下的微生物變化,原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物捕食細(xì)菌類(lèi)的時(shí)間意義,判斷絮體的狀態(tài),進(jìn)而分析污水處理系統(tǒng)內(nèi)部即將發(fā)生、已發(fā)生或者預(yù)判未來(lái)同等情況作出指示預(yù)警。
四、小結(jié)
近年來(lái),在不斷的實(shí)踐和創(chuàng)新中,生物法成為了處理污水中最常用且經(jīng)濟(jì)的工藝方式。微生物是生物法中的最重要的主體,它雖然不能直接體現(xiàn)出水質(zhì)數(shù)據(jù)變化,但從預(yù)警性而言,有著特殊的作用。通過(guò)鏡檢觀察指示微生物的生物相,判斷指示微生物活性變化,從而科學(xué)合理的分析判斷系統(tǒng)內(nèi)前后變化規(guī)律,讓污水處理工藝分析能夠很快得到判斷過(guò)去,預(yù)測(cè)未來(lái)。
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