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活性污泥微生物镜检及运行判定
行业新闻 2020-07-30 16:47

显微镜镜检技术应用于活性污泥法的过程控制和故障诊断,为污水处理场技术人员提供有力帮助。镜检用于判断不同操作条件对生物种类及数量的影响,通过生物相地观察,结合水质信息及菌胶团形态,可准确判断活性污泥系统的运行状态,为系统的操作调整提供指导。


一、微生物镜检概述

在活性污泥中占大多数的细菌在进行显微镜观察时有诸多不便,而其中的原后生动物多以单体存在,且以游离细菌作为捕食对象,在活性污泥控制参数及环境变化时,其种类、数量、丰度等变化可用以指示活性污泥性状。


1、镜检注意事项


1)取样,于曝气池末端采样,因为在活性污泥中原后生动物种群在曝气池首端常见的为非活性污泥类原生动物占优势,中段是中间性活性污泥原生动物占优势,而末端的最终原生动物以何种类占优势决定了活性污泥生物相所处功能性状。


2)采样样品应为泥水充分混合液,生物相观察用样品不可与其他样品混合。


3)取样器要洗涤干净,样品绝不可放入冷藏、冷冻箱内,需进行保存,应该常温下操作并尽早观察。


2、原后生动物分类


1)原生动物


通常为单细胞,没有细胞壁,但有分化的细胞器。通常于水体中常见的有鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲(原吸管纲并入)三大类。


鞭毛纲:具有一根或多根鞭毛,一般统称为鞭毛虫。包括滴虫、侧跳虫、波豆虫、眼虫、内管虫等。


肉足纲:其机体仅有细胞质形成的一层薄膜,体型较小,大多无固定形态。包括变形虫、太阳虫等。


纤毛纲:身体表面具有纤毛,并以纤毛作为运动和摄食的细胞器。分为游泳型和固着型。包括喇叭虫、斜管虫、豆形虫、肾形虫、草履虫、漫游虫、楯纤虫、裂口虫、扭头虫;钟虫、独缩虫、聚缩虫、累枝虫、盖纤虫等。


2)后生动物


原生动物以外的多细胞动物,其中微型后生动物需要借助显微镜予以观察。这类包括轮虫、线虫、寡毛类动物、浮游甲壳动物。


3、生物相变迁


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  活性污泥形成过程中生物相变化情况



二、常见原后生动物一览


在活性污泥系统中,根据对活性污泥是否有利将原生动物分为非活性污泥类原生动物、中间性活性污泥类原生动物和活性污泥类。


1、非活性污泥类原生动物

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2、中间性活性污泥类原生动物

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3、活性污泥类原生动物

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4、后生动物

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活性污泥微生物镜检运行判定


三、生物相与运行


1、活性污泥结构


活性污泥絮体的大小、形状、紧密程度、构成絮体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,但需注意的是,在不同污水处理中絮体粒径状态不同数值有差别;实际絮体粒径受曝气方式和搅拌等不同产生的剪切力影响很大。

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新生态污泥菌胶团

观察到上图所示菌胶团,表示有机物大量存在,细菌处于显著增殖状态。

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絮体良好

良好的絮体,有压密性,呈深褐色,在絮体与絮体之间观察不到针尖状小絮体。

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解体的絮体

新生态污泥菌胶团各类细菌形状清晰,而解体后压密性恶化的絮体,细菌类形状已破裂。


2、通过生物相判断运行


1)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,未见游离细菌、微型动物以固着类纤毛虫为主,如钟虫、盖纤虫、累枝虫等;还可见到楯纤虫在絮粒上爬动,偶尔还可看到少量的游泳型纤毛虫等,轮虫生长活跃。这是运行正常的污水处理设施的活性污泥生物相,表明污泥沉降及凝聚性能较好,它在二沉池能很快和彻底地进行泥水分离,处理出水效果好。在形成这种生物相结构时,应加强运行管理,以继续保持这种运行条件。


2)污泥出现絮体结构松散,絮粒变小,观察到大量的游泳型纤毛虫类(豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、波豆虫属、滴虫属)等生物、肉足类生物(变形虫类等)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。产生的原因是由于污泥负荷过低,菌胶团细菌体外的多糖类基质会被细菌作为营养物用于维持生命需要,从而使絮体结构松散,絮粒变小。若同时观察到大量的游离细菌的生物相时,则是由污泥负荷过高引起的,这时污水中的营养物质丰富,促使游离细菌生长很好,絮凝的菌胶团细菌趋于解絮成单个游离菌,以增大同周围环境的比表面,同样使污泥结构松散,絮粒变小。此外,由于污泥絮粒的解絮或变小容易被微型生物吞噬,使得微型生物因食物充足而大量繁殖。对由于污泥负荷过低,应采取减少污泥回流量、投加营养物质、缩短泥龄等方法提高污泥负荷运行;对由于污泥负荷过高,则应采取减少进水流量,减少排泥等措施降低污泥负荷运行。


3)在培菌初期,水中有机物浓度很高,污泥未形成,这时可观察到大量的游离细菌及鞭毛虫,接着出现掠食很强的游泳型纤毛虫;随着培菌的进行,水中有机物浓度不断降低,游离细菌及鞭毛虫数量不断减少,游泳型纤毛虫因食物减少而不断减少,当出现了固着型纤毛虫,标志着污泥基本形成。


4)活性污泥中累枝虫、木盾纤虫、裂口虫、钟虫的数量呈增长趋势时,表明出水水质明显变好,在污泥结构松散转差时,常可发现游泳型纤毛虫大量增加,出水混浊;处理效果较差时,变形虫及鞭毛虫类原生动物的数量会大大增加。


5)出现硫细菌、螺旋体、扭头虫时表明溶解氧不足,需要向曝气池内增加供氧量,提高溶解氧浓度。当溶解氧浓度超过5mg/L时,出现大量的各种肉足类和轮虫类,这时应减少曝气量。


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硫细菌

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螺旋体

6)当污水浓度和BOD负荷低时,会以游仆虫属、旋口虫属、轮虫属、表壳虫属等生物占优势,标志着硝化正在进行。出现这种生物相时应及时提高BOD负荷运行。

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游仆虫

7)在活性污泥出现恶化的情况时,通过调整运行环境,出现漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等生物时,表明活性污泥开始从恶化恢复到正常状态。


8)就轮虫属而言,从污泥解体开始到还有大量残留絮体存在时都可见。线虫大量出现,与活性污泥老化有关,其表现通常是活性污泥老化的开始阶段,在活性污泥老化进入加速期,则看不到其占优势的现象。


9)当污泥停留时间长,曝气过量时,处理腐败污水等有机酸多或含油多的污水时,可观察到放线菌出现,它可引起曝气池发泡。

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放线菌


3、工艺操作或进水水质变化时,原后生动物表现表

  

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4、污泥膨胀


污泥发生膨胀在活性污泥运行中是十分恼人的。此时,会使污泥含水率上升,上清液体积减少,活性污泥颜色发生异变。其中对SVI值影响大的丝状菌有021N型、球衣菌、微丝菌、发硫菌、1701型、0961型等。在食品废水中,引起固液分离故障的有021N型、球衣菌、0041型等。

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球衣菌属

当溶解氧浓度低时,可观察到从絮体表面伸出,021N型丝状菌这是引起污泥膨胀的代表性细菌,在低溶解氧浓度下出现。


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发硫菌


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微丝菌

 

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Eikelboom0041型


活性污泥法处理工艺主要是通过工艺运行管理人员一系列人工强化、控制的技术措施,充分发挥活性污泥中微生物群体新陈代谢的生理功能,实现对污水中的有机污染物进行氧化、分解,将其转化为稳定的无机物质,从而使污水得以净化。通过显微镜观察活性污泥内微生物群体的组成、种类、数量、活性及生长状态,辨别认定其群属,可评判、调整活性污泥的运行工况和指征活性污泥的演变趋势,继而对工艺参数调整的效果及结果进行指导和追踪,直接或间接地评价水处理效果及水质处理的优劣。


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