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1、活性污泥微生物诊断,提纲： 一、好氧活性污泥概述 二、活性污泥微生物诊断 三、活性污泥微生物与其他控制参数综合分析 四、活性污泥微生物培养及运行管理,一、好氧活性污泥概述,1 什么是好氧活性污泥,好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污水中有机和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。,2 好氧活性污泥的组成和性质,由于活性污泥的组成复杂，不可能测定具体的微生物浓度，因此，工程上一般用混合液悬浮固体浓度（MLSS）或混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）间接表示活性污泥微生物浓度。由于反应池进水水质、BOD-SS负荷和生物固体停留时间
2、（SRT）不同，因此微生物浓度MLVSS与MLSS之比就不同。,活性污泥组成： MLSS=微生物体+代谢产物+惰性有机物+无机物 MLVSS=微生物体+代谢产物+惰性有机物,好氧活性污泥的组成,对于处理城市污水的活性污泥系统，MLVSS/MLSS一般为0.700.85,1 活性污泥对有机物的吸附,2 被吸附有机物的氧化与同化 被吸附的有机物分为： 被氧化分解（产生能量） 被同化合成（合成细胞）,曝气池活性污泥法净化机理,颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过多 含水率在99左右 密度为1.0021.006 大小为0.020.2mm 比表面积为20100cm2ml之间 弱酸性(pH约为
3、6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。,好氧活性污泥的性质,好氧活性污泥中的微生物群落,好氧活性污泥中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫等)。 菌胶团 在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。, 对动物的吞噬起保护作用，同时也增强了微生物对环境的抵抗能力。 菌胶团是活性污泥的重要组成部分，它有较强的吸附和氧化有机物的能力。,菌胶团的功能, 粘性多糖的粘着作用 很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜，当细菌进入老
4、龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。,菌胶团的形成机理, 纤维素性质多糖的勾连作用 将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖。,活性污泥的处理性能的好坏，可以从菌胶团的含量的多少，大小及结构的紧密程度来判断。 新生的菌胶团 ：颜色浅，氧化能力强 老化的菌胶团 ：颜色深，氧化能力弱,菌胶团的效果,菌胶团中的细菌,菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70，生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌见下表,工业
5、废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌主要是对特定工业污染物起主要降解作用的细菌 。,活性污泥中的其它微生物,在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物。它们的数量相比较细菌而言要少得多，通常包括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、累枝虫、草履虫和后生动物中的轮虫。这些微生物与菌胶团细菌构成了稳定的生态体系，它们之间存在着复杂的相互关系，它们的种类、数量随营养条件(废水种类、化学组成、浓度)、温度、供氧、pH等环境条件改变也在不停的发生着变化。,二、污水处理微生物诊断,原生动物、微型后生动物以及其他显微镜能够鉴别的生物，成为判
6、断水处理装置的环境条件和处理水水质等好坏的指标性生物。特别是原生动物及微型后生动物比较容易鉴别和计数，因而在污水处理厂的运行管理方面应将其作为重要的判断项目来进行观察。,污水处理微生物诊断,活性污泥样品采集常见注意点,1、样品采集位置 采集的活性污泥样本位置和检测活性污泥沉降比一样都是来自曝气池末端的混合液，此位置的活性污泥混合液不论从活性污泥的稳定性、絮凝性、种群数量还是原生动物代表性来讲都是最佳的。 微生物种群方面：由于活性污泥中原后生动物的种群在曝气池首端常见的是非活性污泥类原生动物占优势，在曝气池中段是中间性活性污泥类原生动物占优势，而曝气池末端的最终原生动物以何种种类占优势决定了活性
7、污泥生物相所处的功能性状。,2、检测液采集方法 不絮凝控制 所取活性污泥混合液在被取样检测前，最好不要让它发生絮凝沉淀，可以通过不停的缓慢摇动来避免在检测前发生活性污泥沉淀。活性污泥发生絮凝沉淀后，如再次被搅匀，其随后发生的絮凝效果将会略有减弱，而悬浮在上清液的细小絮体将会增多，对观察活性污泥性状会存在一定的误导，例如观察到的活性污泥结构松散、细小、不密实、颜色偏淡等。,目镜,镜筒,转换器,物镜,通光孔,遮光器,反光镜,镜座,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,镜臂,镜柱,压片夹,载物台,光学显微镜,微生物,病毒界：病毒，亚病毒,原核生物界,蓝藻门,细菌门,真细菌,放线菌,古菌,立克次氏体、衣原体、支原体
8、,真菌界,酵母菌,霉菌,动物界,微型后生动物,微型原生动物,水处理中常见的微生物,污水生物处理系统中将污染物质降解的主要是细菌。原生 动物与细菌的关系主要为： 掠食关系，原生动物在食物链中处于捕食细菌的作用。 絮凝作用，细菌生长到一定程度后就凝集成絮状物。这种絮状物为原生动物提供了着生的环境，反过来絮状物上的原生动物能加速絮凝过程。 原生动物分泌的粘液对悬浮颗粒和细菌均有吸附能力。这就促进了菌胶团的形成和处理能力的提高。,原生动物与细菌的关系,要了解污水处理过程的变化或处理水的好坏，最好直接研究分析细菌的生长情况。但是对于细菌的观察、分类鉴定的时间很长，不能及时起指导生产的指示和预报作用。 原
9、生动物与细菌之间存在相互依存的功能关系； 原生动物个体大，便于观察； 对于环境变化比细菌更敏感，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，即间接地评价污水。,显微镜观察的对象,生物处理设备中最重要的微型动物比较,原后生动物的分类方法,根据原生动物的特殊结构可分为：,根据原生动物的活动方式可分为：,鞭毛虫、纤毛虫,游动型类、爬行类、附着类,原后生动物分类,根据其对活性污泥是否有利可分为：,非活性污泥类生物、中间性活性污泥类生物、 活性污泥类生物,1、活性污泥状态恶化出现的生物（非活性污泥类生物） 非活性污泥类原生动物是指此类原生
10、动物往往是在活性污泥系统发生故障，各种控制项目参数控制不合理的情况下才会大量繁殖并占据活性污泥内原生动物的种群优势。,如豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、屋滴虫属、滴虫属等属于快速游泳型的种属是在活性污泥状态恶化时出现的生物。当这些生物出现时，絮凝体较小，往往在0.10.2mm以下，活性污泥性状恶化的时候，波豆虫属、屋滴虫属、滴虫属等微小鞭毛虫类所占的比例极高。且当处理功能严重恶化时，微型动物几乎不出现，而可以观察到大量的分散装细菌，活性污泥的凝聚能力下降，分散絮粒所占比例极端增高。,豆形虫属（Colpidium） 弯豆形虫（Colpidium campylum）的形态,非活性
11、污泥类原生动物（豆形虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,肾形虫属（Colpoda）的形态 1：粗糙肾形虫（Colpoda aspera） ，2：僧帽肾形虫（Colpoda cucullus） ，3：膨大肾形虫（Colpoda inflata）,非活性污泥类原生动物（肾形虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,草履虫属（Paramecium） 尾草履虫（Paramecium caudatum）的形态,非活性污泥类原生动物（草履虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,瞬目虫属（Glaucoma） 闪瞬目虫（Glaucoma Scintillans）的形态,非活性污泥类原生动物（瞬目虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,波豆虫属（B
12、odo）的形态 1：尾波豆虫（Bodo caudatus） ；2：梨波豆虫（Bodo edax） ； 3：球波豆虫（Bodo globosus） ；4：软波豆虫（Bodo lens） ； 5：变形波豆虫（Bodo mutabilis）,非活性污泥类原生动物（波豆虫属属于原生动物门鞭毛虫纲）,屋滴虫属（Oicomonas）的形态 1：气球屋滴虫（Oicomonas tarmo） ；2：Oicomonas rocialis； 3：斯氏屋滴虫（Oicomonas steinli）,活性污泥状态恶化时出现的生物（屋滴虫属属于原生动物门鞭毛虫纲）,滴虫属（Monas）的形态 1：变形滴虫（Monas a
13、moebina） ；2：普通滴虫（Monas unlgaris） ； 3：斜滴虫（Monas abligua）,非活性污泥类原生动物（滴虫属属于原生动物门鞭毛虫纲）,2、活性污泥过渡阶段出现的生物（中间活性污泥类生物） 多以慢速游泳型为主要特征，无破坏或影响菌胶团絮凝及沉降的不良表现，但其种类数量不多。其存在的时间是在活性污泥系统由培菌初期到活性污泥成熟期的过渡阶段，或者是活性污泥由差转好和由好转差的阶段，究其存在的根本理由是具备少量的游离细菌细菌供其生长繁殖所需。,中间活性污泥性生物有漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等慢速游泳型或匍匐行进的生物。 这些生物很少是以优势出现的，而且这些生物是在过渡
14、期内出现的，所以能大量地观察到的时间不过是510天左右。,漫游虫属（Litonotus）形态 1：片状漫游虫（Litonotus fasciola） ，2：薄片漫游虫（Litonotus lamella）,口缘,中间活性污泥类原生动物（漫游虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,斜叶虫属（Loxophyllum）形态 1：单核斜叶虫（Loxophyllum uninucleatum） ，2：凶猛斜叶虫（Loxophyllum helus）,中间活性污泥类原生动物（斜叶虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,1,2,管叶虫属（Trachelophyllum） 卑怯管叶虫（Trachelophyllum pusill
15、um）形态,中间活性污泥类原生动物（管叶虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,3、活性污泥良好时出现生物（活性污泥类生物） 成熟的活性污泥在其主要控制参数得当的情况下，大量繁殖是存在可能的，特别是附着原生动物。当活性污泥混合液中游离的细菌进一步减少时，可供非活性污泥类及中间性活性污泥类原生动物摄食而大量繁殖的游离细菌量不足以为其提供支持。可以利用游离细菌又可以摄食细小菌胶团的活性污泥类生物即可优势生长。,当活性污泥良好时出现的生物，有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋楯纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等固着型种属或者匍匐性种属。统称为活性污泥性生物，它们的存在表明处理功能得到充分发
16、挥。 另外，在总个体数中，活性污泥生物所占的比例也很重要，一般，如活性污泥性生物占80%以上就能得到良好的处理水水质。,活性污泥类生物的个体数 （N/mL）,普通曝气法 活性污泥类生物个体数与COD的关系,延时曝气法 活性污泥类生物个体数与COD的关系,处理水的COD（mg/L）,处理水的COD（mg/L）,2.5.1 病毒对物理因素的抵抗力,“嘴”,“胃”食物泡,“腿”肌丝,活性污泥类原生动物（钟虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,小口钟虫（Vorticella microstoma）的形态,沟钟虫（Vorlicella convallarin）的形态,累枝虫属（Epistylis）的形状,活性污泥类原生动物（累枝虫属属于原生动物门纤毛虫纲）,50,盖虫属（Opercularia）的形态 1：小盖虫（Opercularia minima） ，2：微盘盖虫（Opercularia microdiscum） ， 3：巧盖虫（Opercularia phryyaneae） ，4：曲柄盖
