水是生命之源,但隨著社會的快速發(fā)展,城市污水、工業(yè)廢水和雨水混合造成的水污染問題日益突出,湖泊河流富營養(yǎng)化,海洋漏油導(dǎo)致的重金屬污染這些事件成為社會關(guān)注的熱點。處理水污染的重要性,如何處理水污染,水資源再利用都成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須考慮的重點。
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規(guī)律,從微生物生長繁殖、呼吸代謝、遺傳變異、營養(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)得以凈化,完成污水全指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放。
(1)種類。
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、原生動物、后生動物等。針對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、原生動物和微型后生動物,其中原生動物院鞭毛綱(具有一根或多根鞭毛,一般統(tǒng)稱為鞭毛蟲。包括滴蟲、側(cè)跳蟲、波豆蟲、眼蟲、內(nèi)管蟲等),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,大多無固定形態(tài),包括變形蟲、太陽蟲等。纖毛綱(身體表面具有纖毛,以纖毛作為運動和攝食的細(xì)胞器,分為游泳型和固著型,包括喇叭蟲、斜管蟲、豆形蟲、腎形蟲、草履蟲、漫游蟲、楯纖蟲、裂口蟲、扭頭蟲,鐘蟲、獨縮蟲、聚縮蟲、累枝蟲、蓋纖蟲等),吸管綱(呈現(xiàn)球形、三角形長出吸管,以原生動物和輪蟲為食),后生動物院多細(xì)胞動物,包括輪蟲、線蟲、寡毛類動物、浮游甲殼動物。進(jìn)而形成了一個相對復(fù)雜且穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
(2)特點。
微生物個體較小,分布應(yīng)用廣泛,種類繁多,代謝旺盛,繁殖過快,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,實時變化,但在橫縱向時間軸上對比其種類和水量情況,可以觀察出這個生態(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,判斷過去,預(yù)測未來,為工藝調(diào)控提供理論依據(jù)。
二、污水鏡檢技術(shù)
通過顯微鏡觀察鑒別污水中微生物系統(tǒng),通過指示微生物,直觀地將活性污泥系統(tǒng)內(nèi)微生物種類、數(shù)量、豐度等變化情況展現(xiàn)出來。通過分析系統(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,及時調(diào)整系統(tǒng)。每個污水處理廠微生物系統(tǒng)都有獨特性,長期鏡檢得出實際規(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,記錄且形成對比。取混合液或生物膜裝入塑料瓶內(nèi),送入實驗室,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。如果檢測需要,可以采用染色法對其進(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、密實度,對比前期記錄該取樣位置、該時段絮體情況,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,邊緣清晰光滑,內(nèi)部沒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)不同種類的原生動物及后生動物能判斷現(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,無害化,資源化。微生物的檢測雖然不能直接調(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、代謝、遺傳、變異
微生物的生長在適宜的環(huán)境條件下,不斷地吸收利用營養(yǎng)物。通過快速新陳代謝,滿足自身需求的作用下,不斷增長,達(dá)到個體細(xì)胞的一定程度,完成分裂,形成多個個體,通過形成無性孢子或者有性孢子來繁殖。但當(dāng)微生物所在環(huán)境發(fā)生變化時,超出微生物適應(yīng)限度,微生物機(jī)體則會發(fā)生變異。例如抑制活性或者死亡解體,當(dāng)生長、代謝等發(fā)生異常情況,通過鏡檢技術(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16SrRNA,檢測該水樣微生物種群優(yōu)勢菌種種類及占比,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)有污水處理廠在線采用2h自動監(jiān)測,或者人工多點混合平均測樣,但實際運行,可能會出現(xiàn)少量出現(xiàn)在檢測時間盲區(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)入對微生物造成抑制或者直接致死,及時工藝調(diào)控,以防止具有特征濃度的廢水對系統(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程中,可根據(jù)微生物細(xì)胞增殖、代謝、死亡變化周期,來分析上游廢水的排放情況,同樣可預(yù)測若出現(xiàn)相同條件的未來,該如何進(jìn)行應(yīng)對。
(2)生物池異常。
考慮溶解氧,營養(yǎng)物質(zhì),水溫,pH等,結(jié)合長期日常檢測項目和鏡檢生物相,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,原生動物和微型后生動物捕食細(xì)菌類的時間意義,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)判未來同等情況作出指示預(yù)警。
四、小結(jié)
近年來,在不斷的實踐和創(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去,預(yù)測未來。( >
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