微生物镜检对工艺的指导作用 - 图文

活性污泥微生物镜检对污水处理工艺的指导

青岛中润水处理有限公司 王胜渊

关键词 污水处理 微生物 生态系统

青岛中润水处理有限公司(原青岛经济技术开发区泥布湾污水处理厂）位于青岛经济技术开发区凤凰岛(薛家岛)南、唐岛湾畔，总占地面积1０4亩，服务人口约40万，服务面积51平方公里。

目前，中润水处理公司由污水二期、污水三期、污水四期（建设中）、中水工程（建设中）、配套除臭设施组成，设计污水总处理能力10万吨/日。

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污水二、三期设计处理能力分别为3万吨/日，采用A/O工艺，设计出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B类标准，为了配合青岛开发区将来的中水回用，综合考虑中润水处理有限公司的现状和施工条件，在节约基建投资的前提下，2007年建设了规模为1万吨/日（土建2万吨/日）的中水项目。为普及中水的使用，通过自筹资金，至2012年6月实际建成了约11千米的中水管网。2013年为保证出中水出水水质，在四期改扩建的同时将一期中水处理工艺改扩建为膜工艺，处理能力为2万吨/日。原一期采用三沟式氧化沟工艺，设计处理能力2.5万吨/日，于1999年9月正式投入运营，出水水质要求达到二级排放标准，现该工艺已拆除进行四期工程建设。污水四期设计处理能力4万吨/日，同时新建8万吨/天的深度处理设施，设计出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A类标准，目前该项目正在设备调试阶段，正式投产后中润水处理有限公司出水水质将达到一级A 到要求，日处理污水能力达到10万吨，其中8万吨属于提标改造，2两万吨属于中水项目。

笔者通过多年对活性污泥中微生物观察和对比，发现一些指示性微生物可以为污水处理工艺提供一些有用的帮助和指导，现将积累的经验和同行们共同分享，其中有不足之处请各位专家指正。

1.概述

目前城市污水的处理方法大部分都是生物处理，通过活性污泥中的微生物将水中的污染物分解消化，保正出水水质达标排放。在活性污泥中所有微生物组成一个生态系统，一切微生物都在自己生存的环境中按照生态规律生活，环境条件的变异必然影响到它们的正常生活。同样，微生物的生长亦必然和环境有着密切的关系。因此不同的条件如温度、PH值、营养物质等都对微生物的生长繁殖有着很大的影响，同样在生态系统中占优势种群的微生物对污水处理效果有决定的作用。

本文通过对微生物的观察，了解活性污泥中微生物种类、形状；影响微生物生存的影响因素；微生物对活性污泥的指示作用等方面进行总结。

2.活性污泥中常见微生物

通过多年观察发现在活性污泥中存在的微生物主要有：细菌、原声动物、后生动物三类，其中原声动物主要有：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和吸管纲四个种属。后生动物主要有轮虫、线虫、顠体虫及浮游甲克动物等。

2.1细菌

细菌类微生物是活性污泥中的主要微生物，主要分为异养型和自养型和混合营养型细菌。基本形态有三种：球形、杆状、螺旋状三种形态。除了以上三种形态外还存在一种丝状的菌种。各种细菌是废水处理中的主力，通过光能、化学能和废水中的有机物质作为生长繁殖的能源，将废水中污染物消减；通常大量细菌形成菌胶团，增加对废水中的污染物的吸附能力，提高废水处理效果。另外丝状菌虽然对废水中的污染物有一定的消解能力，但是容易导致污泥膨胀，从而污泥沉降性能变差，导致出水悬浮物升高，严重导致活性污泥随着出水流失。所以污水厂对丝状菌的控制和抑制是保证污水处理顺利进行的非常重要工作。

菌胶团片

2.2原生动物

原生动物是活性污泥中的优势种群，它们以通过吞噬游戏细菌和废水中的有机物来生存繁殖；由于细菌类微生物较小，一般显微镜较难发现，所以，污水处理厂化验室一般通过原生动物的观察来了解活性污泥的性状和出水水质情况，常见原生动物有鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和吸管纲动物。

2.2.1鞭毛纲：有一根或多根鞭毛作为运动工具的原生动物统称为鞭毛虫。本纲的营养类型为全动性营养、植物性营养和腐生性营养。我厂活性污泥中常见的有波多虫、眼虫、杆囊虫、内管虫等。大部分为全动性营养和腐生性营养，当进水严重超标出水水质恶化时或活性污泥老化腐败时该种群动物大量出现。

2.2.2肉足纲：形体小，大多没有固定形态或体形呈球有针形伪足，为全动性营养，以捕食细菌为生。我厂常见的有变形虫、栉毛虫、鳞壳虫、方壳虫和表壳虫等，一般数量比较少且不活跃，当水质恶化时才大量出现。图片如下：

变形虫

栉毛虫

2.2.3纤毛纲：以纤毛作为运动和捕食的器官称为纤毛虫，分为游动型和固着型，捕食细菌和体形较小的原生动物。游动型纤毛虫又分为游泳型和匍匐型纤毛虫。我公司活性污泥中常见的有草履虫、四膜虫、半眉虫、漫游虫、肾形虫、弯豆形虫等，当出水较差时游泳型纤毛虫较多如豆形虫、漫游虫。匍匐型纤毛虫主要有楯纤虫、游仆虫等。固着型纤毛虫主要有钟虫、盖纤虫、累枝虫、独缩虫和聚缩虫。当出水水质好时以固着型纤毛虫为优势种群。（纤毛纲原生动物见下图）

漫游虫

钟虫

累枝虫

2.2.4吸管纲：虫体呈球形、三角形长出吸管，靠一根柄固着生长，以原生动物和轮虫为食。以球形、三角形和四分锤形的吸管虫为主要的种类，当出水水质好且稳定时该种属的微生物常见。如下图

吸管虫

2.3 后生动物

后生动物主要有各种轮虫、线虫和红斑瓢体虫，以细菌、原生动物和污泥碎屑为生。但是当活性污泥出现污泥膨胀趋势时，水质活性污泥絮体较小，轮虫就会大量出现，所以大量轮虫的出现一般指示污泥有发生膨胀趋势或已经发生污泥膨胀。另外由于线虫分为好氧和兼性厌氧的种群，当大量出现线虫时，根据污泥的色泽分析，如污泥色泽较暗淡或发黑就说明混合液溶解氧不足；同时根据出水水质判断，如出水COD、氨氮升高就说明生化系统处于缺氧状态，需要加大曝气量增加溶解氧浓度。（轮虫见下图）

轮虫

3.活性污泥中微生物生存影响因素

微生物群落的组成结构主要由细菌、原生动植物和微型后生动物构成一个平衡的微生物生态系统。由于细菌不易观察，所有主要从原生动物和后生动物的活性、数量、种群等进行

观察、记录，结合出水水质情况，总结对微生物的生产影响因素。在溶解氧充足、营养物质平衡的情况下，各种微生物的种类和种群都变化不大，如果微生物种群数量发生变化就说明外界环境发生变化，通过对微生物种类数量和种群数量变化的观察、记录和分析从中可以发现一些规律变化。具体到我公司A2/O工艺生产运行上对微生物种群数量的影响主要有：PH、温度、溶解氧、进水水质等，同样微生物数量的变化（活性污泥的浓度和活性）也影响着出水水质的变化。下面就从以上几个方面加以分析。

3.1进水ＰＨ值的影响

我公司进水PH值近几年变化不太大，一般保持在 7.5—8.5 之间，活性污泥中的微生物通过多年的驯化已经适应这种PH值进水，相对于其他影响因素PH值对微生物的生长影响不太大。但是通过实际生产经验发现，如果A2/O工艺脱氮效果不理想时，生化池内硝酸盐氮浓度升高，将会影响到生化池混合液的PH值。当生化池混合液PH值在低于6.7以下时会影响到活性污泥中的硝化细菌的活性，出水氨氮就有升高的趋势。所以当进水PH值比较稳定时，好氧混合液和出水PH值较低时需要考虑生物脱氮效果是否出现问题。

3.2温度的影响

相对PH值因素的影响进水温度对微生物的影响相对较大一些 。因为活性污泥中的微生物比较适宜生存的环境温度为16-25℃，高于或低于这个温度范围对微生物的生长繁殖和新陈代谢有很大的影响。由于我公司在北方沿海地区属于海洋气候，由于海洋的影响春季升温较慢秋季降温也慢，从而导致夏秋季节和春冬季节更替不明显，而且夏季由于海洋的影响温度相对内陆地区气温不太高，一般超过30℃的气温通常三四个周，相对进水的温度超过25度的时间基本上也就是一个月的时间。所以说高温对我公司工艺生产中的影响比较小，而我公司进水温度低于15℃的进水从当年的11月中旬到次年的5月初几乎将近半年的时间，其中水温低于10℃的事件差不多有60天左右，所以低温对我公司活性污泥中微生物的影响还是比较大的。 通过对活性污泥中的微生物显微镜观测，可以很明显的看出来。如当年十月底至十二月中旬和次年三月初至五月中旬观察纪录可以看出，当进水温度低于15℃高于10℃时，活性污泥中的微生物活性比夏季时期明显降低很多，新生的菌胶团减少。微生物群落中优势种群主要有纤毛虫和轮虫，其中纤毛虫中匍匐型纤毛虫为优势群体如：楯纤虫、游仆虫表现活跃且数量比较多，而固着类纤毛虫如：各种累枝虫、盖纤虫、聚缩虫，数量较多，但活性不强。另外各种轮虫数量较多，表现活跃。这些微生物大量吞食细菌、小的原生动物和污泥碎屑。所以这一段时期在进水没有严重超标的情况下，只要曝气充足，工艺调整合理，出水COD低于40mg/l 氨氮低于4mg/L悬浮物低于15mg/L。如果有超标进水的影响，在不是连续超标进水的情况下，一般只要工艺中污泥浓度达到5000mg/L以上且正常曝气可耐受短时间（2-5小时）的负荷冲击而出水达标。如果长时间的负荷冲击（连续6小时以上）第二天活性污泥中的微生物可以看出累枝虫、盖纤虫、钟虫等大量消失，而一些游动型纤毛虫如：豆形虫出现，出水水质各项指标开始升高，如果不调整工艺，出水就要超标。在当年十二月底至次年二月初这一段时期进水温度基本在5-10度之间，这一段时间可以说是微生物的冬季，对其生长、繁殖影响很大。在低温环境下各种原生动物新陈代谢都减缓甚至停止以适应恶劣环境，只有一些低等的微生物如各种细菌比较活跃，尤其是一些低温型细菌和霉菌。所以这一时期的活性污泥中原生动物和后生动物种群数量不太大且大部分不活跃，比较常见的是楯纤虫、轮虫、线虫和极个别的固着型纤毛虫如小口钟虫、集盖虫、累枝虫。如果水温在5度左右一段时间，固着类纤毛虫消失不见，出水氨氮含量升高至5-8mg/L时 一些游动型纤毛虫出现，如豆形虫、四膜虫等，还有一些鞭毛虫活跃。

另外我公司为了周边环境于2009年对生物池进行了加盖除臭，生物池处于封闭状态，冬季受外界气温的影响减小，基本在冬季生物池内的水温可以控制在12-15℃。加盖设施虽然减少了气温对微生物活性的影响，但更大的影响是丝状细菌大量繁生，活性污泥发生膨胀，

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