活性污泥中主要微生物类群的特征及作用
活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质,在废水生物处理中,不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程,都是通过处理系统中活性污泥或生物膜微生物的新陈代谢的作用,使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力,在有氧的条件下,将废水中的有机物氧化分解为无机物,从而达到废水净化的目的。处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物的种类、数量及其活性有关。
活性污泥是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的茶褐色的絮凝体。其中的微生物主要由细菌组成,细菌主要有菌胶团细菌和丝状菌,数量可占污泥中微生物总量的90 %～95 %左右,细菌在有机废水的处理中起着最重要的作用,如在A - B 活性污泥法中,A 段在很高的负荷下运行,停留时间、污泥龄期都相对较短,在这种情况下,较高级的真核微生物无法生存,只有某些短世代的原核细菌才能适应、生存并得以生长繁殖。此外,活性污泥中还有原生动物和后生动物等微型动物[ 1 ] 。
在处理生活污水的活性污泥中存在大量的原生动物和部分微型后生动物,通过辨别认定其种属,据此可以判别处理水质的优劣,因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物[ 2 ] 。
1 微生物类群的分类
1. 1 肉足虫
其细胞质可伸缩变动而形成伪足,作为运动和摄食的胞器,常见的有变形虫和表壳虫。
1. 2 鞭毛虫
具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛是其运动器官,常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、豆形虫和粗袋鞭虫等。
1. 3 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。
1. 4 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。根据污水厂两年的镜检记录,红斑票贝体虫平时几乎不见,多在8 ,9 月份出现,这时水温较高,一般为22 ℃左右。
2 代谢捕食方式
1) 通过体表吸收溶解性的有机物,吞噬废水中细小的有机物颗粒,经过新陈代谢作用,然后使之氧化分解为稳定的无机物。
2) 捕食细菌或游离细菌,维持活性污泥系统中生态平衡及改善出水水质。通过捕食细菌,能促进细菌的生长,使细菌的生长能维持在对数生长期,防止种群的衰老,提高细菌的活力;由于游离细菌密度小,较难沉淀,易被出水带出而影响水质,微型动物吞噬游离可大大改善水质。
3) 固着型纤毛虫及吸管虫还可分泌粘液,使之附着在絮凝体上生长;对悬浮颗粒及细菌均有吸附作用,从而有利于菌胶团及絮体的形成。
3 提高出水水质方面的作用
1) 通过某些原生动物的分泌物,在沉降过程中促进游离细菌的絮凝作用,提高细菌的沉降效率和去除率。
2) 原生动物捕食细菌,提高细菌活动能力,提高对可溶性有机物的摄取能力。
3) 原生动物和细菌一起,共同摄食病原微生物。
4 在活性污泥系统中的指示作用
4. 1 活性污泥良好时
当活性污泥性能良好时,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。
4. 2 活性污泥恶化时
活性污泥恶化时,絮凝体较小,出现的生物有豆形虫属、滴虫属和聚屋滴虫属等快速游泳型的生物。当污泥严重恶化时,微型动物大面积死亡或几乎不出现,污泥沉降性下降,处理水质能力差。
4. 3 从恶化恢复到正常时
活性污泥从恶化恢复到正常,在这段过渡期内出现的生物有漫游虫属、管叶虫属等慢速游泳型或匍匐型的生物。
4. 4 活性污泥膨胀时
活性污泥膨胀多发生在秋冬季节,此时污泥沉降性差,30 min沉降比高,而污泥浓度相对较低,导致污泥指数SVI 值相对偏高。丝状菌是导致污泥膨胀的主要生物,由于丝状菌大量繁殖,活性污泥呈棉絮状,颗粒细碎且颜色相对较浅。
4. 5 溶解氧不足时
曝气池中溶解氧持续不足时,活性污泥颜色较正常时发黑,并散发出臭味。
4. 6 溶解氧过高时
在一般情况下,每毫升活性污泥中通过镜检,可以观察到300 个左右轮虫,而在正常情况下,很少能观察到肉足类生物。当曝气池中持续曝气量过高时,会出现大量的肉足类及轮虫类生物。
4. 7 进水浓度和BOD 负荷过低时
当污水浓度和BOD 负荷过低时会出现表壳虫属,也标志着出现了硝化作用。
4. 8 其他环境变化时
当活性污泥中指示性生物量急剧减少时,可能是受到有毒物质的影响或某些环境条件的突然变化,此时必须相应采取措施以减小对微生物的影响。
在活性污泥法的污水处理工艺中,对曝气池内微生物进行的镜检,是对活性污泥运行状态的判断,是污水处理的重要检测手段之一。根据曝气池内微生物种群的变化情况采取相应的工艺调整措施,确保活性污泥处于良好状态、污水处理达标。
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