微生物对污水处理运行管理的指导作用
摘 要：在污水处理系统运行过程中可通过对活性污泥中生物相观察来了解处理系统的运行状况,并根据观察的情况及时调整处理系统的控制因素，改善降解污染物质的微生物生存环境。目前，在污水处理系统运行管理中对生物相观察，已经越来越受到运行管理人员的重视。
关键词：活性污泥 生物相 污水处理 运行管理
城市生活污水的处理多是采用活性污泥法，通过微生物的新陈代谢，将污水中的有机污染物矿化，再进行泥水分离从而使污水得以净化，污水处理的效果受微生物的种类、数量及其活性的影响较大，因此在污水处理系统的运行管理过程中，必须重视生物相的观察，保证生物相处于最佳运行工况下。本文通过对深圳GL污水处理厂一年的活性污泥观察研究，总结出在南方地区，生物相对污水处理系统的指导作用。
一、研究方法
GL污水处理厂位于深圳市特区外，采用CASS工艺处理城市生活污水，设计处理规模为6万m3/d，共设计有四组生物反应池。
从2005年6月至2006年5月，对每组反应池每天按运行周期采样二次，从曝气池末端采样，混合污泥迅速送回化验室，并同时测量水温。
对混合污泥首先测量其沉降比，并观察上清液，然后用低倍光学显微镜观察污泥絮体的大小、形状、结构紧密程度，再用高倍数显微镜观察污泥絮粒中的菌胶团细菌与丝状细菌的比例、絮粒游离细菌的数量以及微型动物的状态，最后用油镜观察染色的涂片，分辨细菌的种类和观察细菌的情况。
在观察生物相的同时也对该污水处理厂进出水水质进行理化分析。常规理化指标主要是五日生物需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODCr）、pH、固体悬浮物（SS）、氨氮(NH4-N) 和总磷(TP)。
二、研究结果
1. 混合液悬浮固体中微生物组成
通过对深圳某污水厂四组主反应池中的微生物进行的观察，发现各类常见微型动物主要为原生动物，纤毛虫也在所有水样中出现。绝大多数水样中有肉足虫纲，轮虫经常出现，但数量不多。线虫和红斑瓢体虫偶尔出现，且数量稀少。褶累枝虫和彩盖虫主要出现在冬天，当时水温在15-18℃之间变化。球核甲变形虫、鞘居虫属、水虱伪独缩虫、红斑瓢体虫主要出现在炎热高温的夏季。
在活性污泥系统中的所有动物种类中，褶累枝虫出现得最多，沟钟虫为最常见的钟虫，轮虫是活性污泥中最常见的后生动物，全年出现在活性污泥系统中。
红斑瓢体虫在水温超过28℃的6月至8月间出现较多，时常伴随着柱头虫、小毛板壳虫和锐利纤虫一同出现。
枝角类通称水蚤，俗称红虫，GL污水处理厂在4月由于设备故障，长时间无进水而间断曝气，水中藻类开始大量繁殖，红虫也开始大量繁殖。
2.活性污泥的结构
活性污泥是污水生物处理的工作主体，其絮粒的大小、形状、紧密程度、构成絮粒的菌胶团细菌与丝状菌的比例及其生长情况能很好地反映污水处理状况。
(1)正常的活性污泥组成
污水处理厂运行正常状况下，活性污泥的污泥絮粒大、边缘清淅、结构紧密，呈封闭状、具有良好的吸附和沉降性能。絮粒以菌胶团细菌为骨架，穿插生长一些丝状菌，但丝状菌数量远少于菌胶团细菌，微型动物以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等，还可见到 纤虫在絮粒上爬动，偶尔还可看到少量的游动纤毛虫等，轮虫生长活跃。
(2)异常状况下活性污泥组成
污水处理厂运行出现异常情况时，污泥出现絮体结构松散，絮粒变小，观察到大量的游动型纤毛虫类（豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、波多虫属、滴虫属等）生物、肉足类生物（变形虫属和简便虫属等）急剧增加的生物相，出现这种生物相时，污泥沉降性差，影响泥水分离。
3.原生动物的指示作用
原生动物对污泥性状有着一定的指示作用，通常可以通过原生物动物在活性污泥中的变化可以判断活性污泥的状况。
污泥恶化：主要出现以下原生动物：豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、尾滴虫属、滴虫属等。污泥严重恶化时，微型动物几乎不出现，细菌大量分散。
污泥解体：主要的原生动物有：变形虫属、简便虫属等肉足类。
污泥膨胀：主要是因为丝状菌的大量生长，出现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科、全毛类原生动物及拟轮毛虫等。
污泥从恶化恢复到正常：活性污泥从恶化状态恢复到正常状态时有下列原生动物出现：漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等。
污泥良好：主要原生动物为：钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋纤虫属、独缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等固着性或者匍匐性微生物。
4.同一种微生物数量变化的指示作用
对于运行正常的污水处理系统的活性污泥中的微生物种类、数量以及它们之间的数量比均保持相对恒定，在处理系统环境发生变化时，污泥中的微生物种类、数量以及它们之间的数量比会进行相应变化。
污泥中出现球衣菌属、发硫菌属、诺卡氏菌属、各种霉菌等丝状微生物异常增长的生物相时，表明污泥将发生膨胀现象。应及时采取措施控制丝状细菌的生长、调整运行过程中的影响因素。
出现絮体结构松散解絮时，细小的絮粒成为轮虫的充足食物，使轮虫恶性繁殖，数量急剧上升的生物相时，表明污泥老化，此时应采取增加排泥的措施。
原生动物及轮虫类微型动物受有毒物质的影响比细菌更为敏感。 纤虫属作为活性污泥法中最易受到影响的指标性生物，对毒物影响非常敏感。当出现 纤虫属急剧减少的生物相时，就可以判定为受到了进水有毒物质的影响。
5.微生物变化与水质的关系
该污水处理厂在2006年04月28日-2006年05月12日因设备故障停止进水，2006年05月13日恢复正常进水。在这期间详细记录了活性污泥中微生物变化情况，在恢复生产后，随着微生物种类及数量的变化，出水水质有了显著的变化，活性污泥中累枝虫、纤虫、裂口虫、钟虫的数量呈增长趋势时，出水水质明显变好，出水BOD5值下降,出水悬浮物浓度也随之下降。
三、结论
从GL污水处理厂运行过程中生物相的观察和大量的文献介绍，污水处理系统处理效果都与污水处理系统中组成活性污泥的微生物种类、数量及代谢活力有关，可见污水处理系统的生物相对污水处理具有很好的指示作用。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。因此，在运行管理实践中可通过对污泥的生物相观察来指导污水处理系统的运行管理，使处理系统实现稳定、高效的处理效果。
由于每个污水处理厂的进水质、处理工艺有差异，特别是工业污水，因其生产工艺、产品种类的原因，导致污水的种类繁多，成分各异，使得各处理系统的活性污泥生物相有很大差异。因此，在运行管理实践中，应通过长期的观察，找出本处理系统污水水质变化与生物相变化之间的关系，确定能判断污水处理系统的环境条件和处理水质好坏的指示性生物，可以通过对生物相的观察判断处理系统运行状态，从而用于指导日常运行管理。
参考文献
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