学文网【摘 要】本文主要探讨了祥坂污水处理厂生化池活性污泥中原生动物种类组成、数量与污泥指标、出水水质之间的关系以达到通过微生物镜检来评价污水生化处理系统的运行状况以及水质处理效果的目的。研究过程中还总结得出钟虫与出水BOD?的回归方程：Y=0.011X-0.035（X是钟虫数量，Y是对应的出水BOD?值），以达到较准确地预测出水BOD?值的目的。
【关键词】原生动物；污水处理；指示作用
出水水质是考察污水处理运行是否到位的最关键指标，因此及时了解污水在处理过程中的工况变化情况尤为重要。一般城镇污水厂采用活性污泥法处理生活污水，而细菌占活性污泥中微生物总重量的90%-95%，因此了解工况变化的最直接的方式是研究细菌的生长情况，由于细菌体积小、种类多等特点导致通过细菌来了解情况存在一定的局限性。考虑到原生动物与细菌之间相互依存的功能关系：原生动物个体大，使于观察，对于环境变化比细菌敏感，更早更容易反映环境的变化。直接观察原生动物的种类、组成、数量、生长和变化状况，也能反映出细菌的生长和变化情况，间接地评价污水处理过程和处理效果的好坏，因此采用显微镜观察活性污泥中原生动物的数量与类别的方式了解处理厂的运行情况。
1 实验部分
1.1 研究对象
污水厂以处理城市生活污水为主，采用A/O工艺二级生物处理，设计处理能力为7.5万吨/日，主要去除污水中的有机污染物和氨氮、TP、TN等，处理后的水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B排放标准。
1.2 生化池微型动物形态的观察和分析方法
取我厂AO曝气池1系列、2系列的O5段水样（O段末端），将水样滴于载玻片上用低倍显微镜观察，用一滴混合液中原生动物的记录数乘以1ml混合液的滴数（经校准，1ml混合液的滴数为20滴），即为每毫升活性污泥混合液的原生动物数。用低倍显微镜观察微型动物，将观察到的微型动物与标准***谱对照比较以确认其种类，使用便携式DO测定仪测O5段取样池中的DO，采用现行相关有效国家标准规定的方法测相关的出水指标、采用spss17.0软件进行数据的相关统计和分析。
2 原生动物的种类及其与出水水质指标的相关分析
由于污水来源、工艺流程的不同及微生物自身的季节兴衰决定了原生动物的种群研究有一定的针对性。在研究期间（2014年2月15日-2014年6月15日）我对本厂活性污泥中的微生物进行调查分析结果如下：
2.1 微生物分析
污水处理生化池中的微型动物种类在运行中并不是同时出现，个别种类在条件适宜的情况下，繁殖很快，成为优势种。有些种类却很少，有时一个也没有。表1是通过随机取20次观察结果进行分析而得到的微型动物种群情况。由***1可看出我厂生化池原生动物的种类基本恒定，其中纤毛类占到了原生动物的95%以上，占了绝对优势，成为了优势种类，而鞭毛类、吸管类、肉足类所占百分比不及5%。
2.2 本厂活性污泥中纤毛虫类各属分布
纤毛虫类种属繁多，有钟虫属、累枝虫属、盖纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、J纤虫属、漫游虫属、斜管虫属。观察本厂曝气池中的纤毛虫类（如***2），J纤虫属和钟虫属在数量上占有32%和48%，占有绝对优势；累枝虫、斜管虫所占百分比较低分别为11%和9%，独缩虫、聚缩虫、漫游虫则很低分别为5%、1%及2%。
在日常的曝气池运行过程中，纤毛虫数量由于各种因素的影响，也有一定的变化，但其数量一般在2000-5000个/ml之间（如***3）。
2.3 AO池微型动物密度与水质指标的相关分析
AO池中微型动物数量与水质指标各理化参数间相关性统计见（表2），并分析如下：
备注：在研究期间水温都处于一个相对较为稳定的范围（15℃-18℃之间），故水温不列入相关分析范畴。
①纤毛虫类的数量与出水指标BOD、SS、氨氮呈正相关，与COD、TP、TN呈负相关关系。轮虫的密度与出水指标COD、SS呈正相关，因此当观察到轮虫数量增加的时候，要防止污泥老化泥龄过长变得松散，及时分析工艺状况采取相应的措施如：排泥加大、控制生化池的DO值等。以防止出水COD、SS超标，继而因污泥活性下降而引发其他指标的异常。
②经分析可见在曝气池中适当的提高DO浓度可以帮助降低AO池出水TP、TN、COD、 NH4+-N的值。
③纤毛虫类的钟虫属与出水BOD5值之间存在着较大的相关性，经分析二者之间相关性达到了0.29。
3 本厂中原生动物作为污水处理出水水质指示生物的作用
3.1 活性污泥
①污泥恶化：活性污泥絮体偏小颜色较深，其中出现如下原生动物：草履虫属、滴虫属、波豆虫属等。如果污泥恶化程度严重时，几乎不会有微型动物，细菌分散，活性污泥的处理能力大幅度下降。
②污泥解体：污泥中出现变形虫属等原生动物，有些污泥絮凝体针状分散，钟虫大量存在且循纤虫多且活跃，此时污泥可能变得松散。
③污泥膨胀：在镜检过程中发现各种原生动物很少，丝状菌大量生长，出现全毛类原生动物和拟轮毛虫等，而且活性污泥的沉降性能变差，此时，污泥已经膨胀。
④污泥从恶化到正常的恢复过程：在活性污泥从恶化到正常的回复过程中会出现以下原生动物：斜叶虫属、漫游虫属等匍匐行进或者慢速游泳的生物。
⑤污泥正常：如果活性污泥处于正常状态，会出现匍匐性或者固着性种属的原生动物，比如轮虫类、钟虫属等，此时活性污泥活性高且沉降性能好。
3.2 工艺状况
㈠判断溶解氧：研究期间发现钟虫对于溶解氧的反应非常敏感，尤其是单体的钟虫，当DO
②水中有毒物质：在观察原生动物时，若发现J纤虫的数量急剧减少且钟虫的生殖方式发生改变，从无性生殖变为有性生殖，这说明环境发生了改变，则判断可能是水中掺入了有毒废水。2005年某月测得进水水样瞬间PH值极低呈强酸性同期发现出水水质恶化，镜检发现钟虫、J纤虫等原生动物与后生动物不活跃，数量急剧减少，有的甚至濒临死亡，进水CODcr大于600mg/L，当时，我厂就根据微生物的指示功能判断进水中含有有毒物质，做加大排泥量处理。事后，我们重点监测了可疑来水，查明是某药厂废水未经处理，直排入我厂造成的。
③判断废水浓度或者有机物的负荷：当废水浓度过低时，出现的数量较多的微生物是游仆虫等。若BOD负荷较低时，优势生物主要有表壳虫、寡毛虫、轮虫等。
如果以上不利的情况得不到尽快的改善，将会影响原生动物的新陈代谢无法正常进行，为渡过不良的环境，虫体可能发生一系列的变化，虫体变圆、缩小，伪足等细胞器缩入体内甚至消失，细胞水分陆续排出，伸缩泡消失，分泌的胶状物质在体表凝固形成胞壳，最后形成“胞囊”。以此同时，活性污泥可能发生解体的情况，甚至出水水质也会出现恶化。如果环境恢复到正常水平，活性污泥的性能也会逐渐恢复。
3.3 出水指标
我通过对活性污泥曝气池中微型动物进行调查，找到原生动物种类组成与排放水水质之间的关系。
日常管理中出水指标值（除BOD5外）当天就可以通过化验检测得到从而直接反映生化池活性污泥的处理效果如何，而出水BOD5测定周期较长，往往在测试当中，运行状况已有变化，难以起到及时反映出水水质情况和活性污泥的处理效能。因此在反映工艺运行方面有一定的滞后性。原生动物对环境变化十分敏感，生物处理构筑物中各种理化因子（如温度、PH、溶解氧、有机物含量、有毒物质……等）稍有变化，原生动物的种类和数量即有不同，故原生动物的种类和数量与出水BOD5有密切关系。经过研究发现虽然原生动物对环境适应的范围较宽，但最合适、数量最多的是集中在一个狭小的范围内。根据这一特征，将出水BOD5分为4个等级：0～5mg/L，6～10mg/L，11～15mg/L，15～20mg/L，找出活性污泥中纤毛虫的组合比例，并找到与出水BOD5的对应关系，以此来判断出水BOD5处于何种等级。
①建立出水BOD5与原生动物的相关性。在日常管理中只要镜检出原生动物的状况，即可估算出出水水质情况，因此该法具有简便性、直观性、准确性、及时性等特点，可以及时预报出出水水质情况。
研究期间发现出水BOD5与纤毛虫类钟虫属相关性最大，达到了0.29（见表2），于是将观察得到的钟虫数量（见***3）与对应出水BOD5数据进行研究得出二者的散点分析***，并对其进行一元回归分析，得到Y=0.011X-0.035（X是钟虫数量，Y是对应的出水BOD5值）（见***5）。在以后的运行中，只要观察原生动物中钟虫的数量情况，即可以大体预测出水BOD5了，也就可以了解到污水处理的具体情况。
②分析发现在活性污泥系统中，当原生动物主要是固着型的纤毛虫且其活跃性良好时，活性污泥较易形成絮体，且自身沉降性能好，出水水质良好、较为清澈，水中悬浮物质少；与此同时，通过观察有柄的纤毛虫的数量及其在全体原生动物中所占的比例，都可以判断出水的BOD5，结合方程可得到BOD5在1～20mg/L，方法简单方便，只需识别纤毛虫有柄与否，不需要再做其他的分辨；如果有柄纤毛虫的数量突然减少，那么出水BOD5就会有变化，如果发现某一优势种类例如钟虫消失，而游动纤毛虫的数量很大，且细菌以游离细菌为主，结合方程可得到BOD5在20mg/L以上，这说明水中富含有机物质，处理效果会变差应立刻查找原因并尽快解决。
4 结语
我厂曝气池原生动物种类丰富其中以纤毛虫类的J纤虫、钟虫为优势类群，数据显示纤毛虫类的钟虫属与出水存在一定的相关性，所得出的方程能够在一定程度上指示出水BOD5的变化规律。同时污水处理厂在运行过程中要坚持长期通过观察原生动物的生长情况以及数量与类别的方式来判断污水处理厂的运行状况，发现异常时及的对工艺进行调整保证处理水的达标排放。除此之外还要根据各厂的具体情况总结经验，以此来探索运行规律确保更好地生产运行。但任何事物都不是绝对的，因各地的水质条件和气候等差异，决定了曝气池中有不同的微生物种群与优势群，因此必须根据各厂的实际情况进行水质分析、工艺条件、运行参数等总结经验摸索出规律，从而更好地指导生产运行。
参考文献：
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