微生物鏡檢診斷在氧化溝工藝運行中的指導作用

來彥彬

（達力（銀川）污水處理有限公司，寧夏銀川 750021）

微生物鏡檢診斷在氧化溝工藝運行中的指導作用

來彥彬

（達力（銀川）污水處理有限公司，寧夏銀川 750021）

通過對氧化溝工藝曝氣池的生物鏡檢診斷，了解該工藝正常運行時的優勢生物種屬，以及曝氣池環境變化時相應的生物鏡檢的變化。根據鏡檢診斷調整工藝運行參數，使微生物的生長趨于良性，確保運行穩定，出水達標排放。關鍵詞：微生物；鏡檢診斷；氧化溝

微生物是指一群形體微小、結構簡單的單細胞或多細胞或無細胞結構的生物，其類群復雜，種類繁多，且繁殖快，易變異，在環境中分布極廣，適應能力極強。水中微生物對水體的自凈有重要作用。這些微生物包括細菌、真菌、單胞藻類、原生動物和后生動物等等，它們與膠體物質、懸浮物質等混雜在一起形成具有很強吸附分解有機物的能力和良好沉降性能的絨絮狀顆粒，稱為活性污泥。活性污泥是污水生物處理的主要工作單元。其中的微生物群體作為工作主體對污水中的各種有機污染物進行吸收、轉化，同時通過擴散、吸附、凝聚、氧化分解、沉淀等作用，去除水中的污染物。

在活性污泥形成初期，細菌多以游離態存在，隨著活性污泥的成熟，菌膠團細菌分泌胞外聚合物（蛋白質、核酸、多糖等）形成細纖維狀的胞間物質，然后通過它們相互糾纏作用而形成菌膠團絮狀物，隨后絲狀細菌、霉菌、原生動物等交織附著其上，形成活性污泥絨絮狀顆粒。

活性污泥中出現的原生動物、微型后生動物及部分細菌類總稱為活性污泥的生物相。利用顯微鏡對這些微生物進行觀察，通過對結果的分析來維護和控制活性污泥法的工藝運行。這種技術也稱為生物相診斷學。

1 研究目的

第二污水處理廠采用卡魯塞爾氧化溝工藝，服務區內主要是生活污水，也有少量的工業污水。進水負荷年均 COD412 mg/L，SS354 mg/L，氨氮 22.13 mg/L，總氮46.10 mg/L，TP7.50 mg/L。處理后的出水按照國家GB18918-2002規定的二級標準排放，今年年內提標擴建升級改造完成，出水需要達到一級A標準。隨著出水標準的提高，實時掌握氧化溝活性污泥的狀態，及時合理調整工藝運行參數。保證出水達標排放。氧化溝工藝也是活性污泥法，活性污泥中細菌占微生物總量的90%～95%，因此了解活性污泥最直接的方式是針對細菌進行研究，可是細菌種類繁雜，體積微小，觀察和分類鑒定需要的時間很長。不能及時對生產起到指示和預報的作用。而原生動物、后生動物與細菌之間有一定的相互依存關系，好多以細菌為食料，像變形蟲、草履蟲、滴蟲、豆形蟲、鐘蟲、累枝蟲、楯遷蟲、獨縮蟲、集蓋蟲、輪蟲等等。這些原生和后生類動物體積大，便于觀察，對于環境的變化比細菌敏感，反應早，更能早期反應環境變化。通過對原生、后生類動物種類、數量、活動狀態變化的觀察，反映出污泥中細菌的變化，間接評價活性污泥的狀態。通過觀察所得并結合氧化溝運行參數和外部環境，分析判斷氧化溝運行的優劣。尤其在進水發生明顯變化時，例如水量的急劇增減，水質的變化（高負荷沖擊或有毒有害物質的沖擊）或者管理過程中工藝調控不當會引起污泥膨脹、解體、老化。這些勢必會影響出水水質。提早預防并相應的調整工藝會做到事半功倍。因此微生物鏡檢就成為一種評價污泥的重要手段。

2 生物相診斷方法和結果分析

采集曝氣池曝氣回流口的泥水混合液或氧化溝流入終沉池的泥水混合液。樣品采集時應注意250 mL～500 mL的采樣瓶內裝入1/3～1/4樣品。樣品不能冷藏或冷凍，因為原生動物和小的后生動物會因為溫度降低停止活動，甚至死亡。所以常溫下保存。先將樣品攪拌均勻，用滴管采樣，滴一滴到載玻片上，量約0.05 mL。將蓋玻片從一側輕輕放下，避免產生氣泡。鏡下觀察。10×10倍鏡開始。如果100倍鏡觀察不清楚微生物的細微部位，可以放大到400倍鏡下觀察。

2.1 形態和生理觀察

2.1.1 絮體狀態 絮體大小、絮體的絮凝性、有無增殖的新生態污泥，絮體之間的懸浮物數量。絮體大小是一個重要的觀察項目，鏡下小絮體粒徑20 μm～30 μm，良好的絮體粒徑可達到500 μm～800 μm。在實際生產中絮體粒徑的大小會受曝氣和攪拌等產生的剪切力的影響。污泥解體時絮體呈現針點狀散在分布。曝氣過度時也會出現這種情況。

2.1.2 絮體之間懸浮物 如果絮體之間散在分布大量的懸浮物，就會影響出水的懸浮物大小。

2.1.3 絲狀菌 正常情況下活性污泥中存在一定數量的絲狀菌。污水處理中絲狀菌的種類已知的有二十多種，研究發現引起污泥膨脹的絲狀菌不多。絲狀菌骨架理論認為[1]：由于絲狀菌構成了活性污泥絮體的“骨架”，菌膠團菌才得以依靠所分泌的EPS黏附于“骨架”之上，構成獨立的菌膠團，不同絲狀菌對污泥的沉降性能影響也不同。

2.1.4 指示生物 又叫生物指標物，就是指那些在一定地區范圍內，能通過其特性、數量、種類和種群等變化，指示環境或某一環境因子特征的生物。在污水處理中通過這些生物的變化情況來指示污水處理的優劣以及運轉的好壞[2]。有研究根據污水特點和污染程度分類出了四種不同污染帶（多污帶、α-中污帶，β-中污帶、寡污帶），以指示生物來檢測污染[3]。

2.2 數量分析

針對二廠氧化溝一年內的微生物鏡檢結果進行統計（見表1）。

由表1可知，氧化溝系統中，原生動物的優勢種群有鐘蟲與累枝蟲，楯遷蟲，螺足蟲。后生動物有輪蟲。數量上＞1 000個/升可以稱為優，100～1 000為良，＜100為差。隨著溫度的變化生物數量也存在差異。結合運行工藝會發現在溶解氧充足的情況下會出現楯遷蟲和輪蟲的數量增加，硝化反應效果好時螺足蟲的數量呈明顯增多的趨勢。絮體在絲狀菌增多的早期也有增大。結合實際生產分析發現，污泥解體時會出現變形蟲，跳側滴蟲；曝氣池溶解氧不足：草履蟲、螺足蟲殼上產生龜裂，豆形蟲，游仆蟲；活性污泥凈化程度差：草履蟲；硝化反應出現：螺足蟲也稱作表殼蟲；污泥堆積，停留時間長：螺足蟲顏色變為深褐色，游仆蟲，線蟲；溶解氧充足時：楯遷蟲、輪蟲。污泥處理狀態良好時：獨縮蟲（群體），群體個數愈多愈好。污泥膨脹時會出現絲狀菌數量增多，菌絲增粗，或搭成網格狀。

表1 微生物鏡檢觀察結果統計

2.3 微生物生長影響因素

在污水處理中，微生物的生長繁殖條件極為重要。影響活性污泥中微生物生理活動的因素比較多，主要有溫度、酸堿度、營養物質、溶解氧以及有毒物質。

溶解氧參與污水活性污泥處理的是以好氧菌為主體的微生物種群，一般工藝運行曝氣池所需的溶解氧濃度以不低于2 mg/L為宜。當曝氣池中的溶解氧低于1 mg/L時，數量最多的鐘蟲體內的伸縮泡會脹的很大，頂端突進有氣泡，蟲體出現死亡。所以有時雖然觀察到鐘蟲數量很多，但是蟲體萎縮或變形時，也可證明細菌的活力衰退，污水處理效果有變差的趨勢。污泥培養初期，鏡檢可以觀察到草履蟲、吸管蟲、漫游蟲等。

溫度：大多數微生物的最適宜溫度為20℃～40℃，在污泥的厭氧消化中利用高溫微生物進行厭氧發酵，所以溫度應提高到50℃～60℃。

有毒物質：廢水中含有酚、氰、砷、重金屬等有毒物質，雖然活性污泥中的微生物群體在培養馴化中已經經歷過自然篩選，剩下的細菌中絕大部分都是以該種廢水中的物質為主要營養的。可是污水中的有毒物質含量超過微生物本身的耐受能力，會使微生物代謝活動受到抑制甚至死亡。楯遷蟲對化學物質很敏感，可以作為有毒物質判定的指標。

營養物質：微生物的生長繁殖需要各種營養物質，如氮、磷、碳等。不同種類的微生物需要的營養物質不盡相同。好氧微生物需要 C：N：P=100：5：1，一般城市生活污水能夠滿足此要求。但是工業廢水就不能滿足這一要求，所以工業污水在處理過程中就要根據具體情況添加一些營養物質。有研究發現氮、磷的缺乏會對污泥有一定的影響，磷缺乏會導致聚磷菌流失，限制菌膠團對碳源的貯存和利用，短期內氮磷同時缺乏，污泥沉降性能變差，微生物經過長期的馴化后種群、結構會發生改變[4]。

微生物鏡檢診斷可以了解從污泥的早期培養到培養成熟的整個過程的生物發展變化，隨時了解曝氣池的生物狀況甚至可以預測維持現狀繼續運行的未來結果。但是微生物從增值到生物相的穩定需要一定的時間，不能實時反應曝氣池的環境變化。而且診斷需要熟練的技能。

3 結語

在氧化溝工藝運行過程中，早期的污泥培養首先會出現以小有機物為食的細菌類之后會出現梨形四膜蟲、草履蟲等，繼而出現纖毛類，由游泳型到固著型。運行良好時鐘蟲與累枝蟲，楯遷蟲，螺足蟲以及后生動物中的輪蟲是優勢種屬。通過微生物鏡檢診斷可以及時發現進水水質狀況，判斷是否有有毒物質排入水體；分析活性污泥的性質，了解氧化溝的環境變化，為工藝運行參數的調整提供了重要保證，也為良性微生物創造出有益的生存條件，確保運行的良性循環，出水達標排放。

［1］Cenens C，Smets I Y，Van Impe J F.Modeling the competition between floc-forming and filamentous bacteria in activated sludge waste water treatment systems（Ⅱ），A prototype mathematical model based on kinetic selection and filamentous backbone theory ［J］.Water Research，2000，34（9）：2535-2541.

［2］王兆蘇.原生動物在環境監測與污水處理中的應用［J］.甘肅科技，2010，26（8）：42-43.

［3］蔡琳娜.原生動物在活性污泥系統中的重要作用［J］.哈爾濱師范大學自然科學學報，2010，26（5）：88-90.

［4］楊雄，彭永臻，郭建華，等.氮磷缺乏對污泥沉降性能及絲狀菌生長的影響［J］.化工學報，2014，65（3）：1041-1047.

Guidance of microbiological microscopic examination in the operation of oxidized ditch

LAI Yanbin
（Taliworks（Yinchuan）Wastewater Treatment Co.，Ltd.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Through the biological microscopic examination of the aeration tank of the oxidation ditch process,the dominant biological species in the normal operation of the process and the corresponding biological microscopic changes in the aeration tank environment were discussed.According to the mirror diagnosis and adjustment process parameters,so that microbial growth tends to benign,to ensure stable operation,water discharge standards.

microbes；microscopic examination；oxidation ditch

TE992.2

A

1673-5285（2017）08-0142-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.033

2017－06-29

來彥彬，女，工程師，2005-2008年在寧夏大學生命科學學院攻讀生物化學與分子生物學碩士研究生，2008年至今一直從事污水監測工作，擔任達力（銀川）污水處理有限公司質檢部第二化驗室主任職務，郵箱：truelaiyb@163.com。