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了解活性污泥中原生动物的特征和作用

TAGS: 活性污泥中原生动物

作者:admin时间:2018-08-24 15:16浏览:

  要了解污水处理进程的改动或处理水的好坏,最好直接研讨剖析细菌的成长状况。可是关于细菌的调查、分类判定的时刻很长,不能及时起辅导出产的指示和预告作用。原生动物与细菌之间存在相互依存的功用联系;原生动物个别大,便于调查;关于环境改动比细菌灵敏,更早更简单反映环境的改动。直接调查原生动物的品种组成、数量、成长和改动状况,也能反映出细菌的成长和改动状况,即直接地点评污水处理进程和处理作用的好坏,起辅导出产的作用。

  1 原生动物的基本特征

  1.1 形状

  原生动物门属真核原生生物界,是单细胞的微型动物,由原生质和一个或多个细胞核组成。原生动物和多细胞动物相同,具有推陈出新、运动、繁衍、对外界影响的感应性和对环境的习惯性等生理功用。原生动物个别很小,长度一般在100~300 μm之间。它们都具有细胞膜。大都种属的细胞膜健壮而赋有弹性,从而使原生动物本体坚持必定的体形。但也有一些种属,例如变形虫,只需一层极薄的原生质膜,不能坚持固定的体形。原生动物一般具有一个或两个以上的细胞核,其形状多种多样,它们在其细胞内发生形状的分化,构成了能够履行各项生命活动和生理功用的胞器。在运动胞器方面有鞭毛、伪足和纤毛;在养分胞器方面有胞口、胞咽和食物泡;用以排出废料和调理渗透压的胞器有弹性泡等。有些品种的原生动物的细胞膜内散布着肌丝,具有缩短变形的功用。

  1.2 养分办法

  原生动物的养分办法分为以下几类:①动物性养分,以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒为生,绝大大都原生动物为动物性养分,有些具有胞口、胞咽等摄食器;②植物性养分,在有阳光的条件下,一些含色素的原生动物可利用二氧化碳和水进行光合作用组成碳水化合物,如植物性鞭毛虫,但品种和数量都很少;③腐生性养分,以死的机体或无生命的可溶性有机物质为生;④寄生性养分,以其它生物的机体(即寄主)作为生计的场所,并获得养分和能量。

  1.3 分类

  1981年国际原生动物学会发布了原生动物分类体系,其间在水处理中常见的有三类:

  ①肉足类,其细胞质可弹性改动而构成伪足,作为运动和摄食的胞器,运动速度达3 μm/s,典型的肉足类为变形虫属、简洁虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等;

  ②鞭毛类,具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛长度与其体长大致持平或更长些,是运动器官,鞭毛虫又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫,常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等,常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等,鞭毛虫的运转速度达15~300 μm/s;

  ③纤毛类,原生动物周身外表或部分外表具有纤毛,作为举动或摄食的东西,具有胞口、口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官,分为游水型和固着型两种,游水型包含周游虫属、草履虫属、肾形虫属、斜管虫属等,固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属、盾纤虫属和壳吸管虫属等,纤毛类运动速度较快,可达200~1 000 μm/s。

  2 原生动物与细菌的联系

  2.1 活性污泥的基本特征

  活性污泥是污水活性污泥处理体系的反响作业主体,是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所构成的絮状体颗粒。杰出的活性污泥具有很强的吸附分化有机物的才能和杰出的沉降功用,絮体的巨细约为0.02~0.2 mm,多为茶褐色,微具土壤味,密度约为1.005 g/cm3,含水率99%左右。活性污泥中生计着各种微生物,构成了杂乱的微生物相。在大都状况下,活性污泥中的首要微生物是细菌,伴之以营腐生的原生动物构成基本养分层次,然后是以细菌为食的掠食性原生动物占优势。一起能够检查中国污水处理工程网更多技术文档。

  2.2 原生动物与细菌的功用联系

  在废水生物处理体系中将污染物质降解的首要是细菌。原生动物与细菌的联系首要为:①掠食联系,原生动物在食物链中处于捕食细菌的作用。一方面,原生动物经过对细菌的捕食,能促进细菌的成长,使细菌的成长能维持在对数成长期,防止种群的变老,进步细菌的生机,而且原生动物活动发生溶解性有机物质(DOM)可被细菌再利用,促进了细菌的成长;另一方面,原生动物中存在的某些类型(如纤毛类)具有吞食游离细菌的巨大才能,而游离的细菌个别小、密度小,较难沉积,易被出水带出而影响水质。有人证明奇迹独缩虫在天然水体中 1 h能吃3万个细菌。Curds等人在曝气池中接种纤毛类原生动物,出水大为改进。②絮凝作用,细菌成长到必定程度后就凝集成絮状物。这种絮状物为原生动物供给了着生的环境,反过来絮状物上的原生动物能加快絮凝进程。Curds等证明纤毛虫能排泄两种物质,一种称为P物质,是一种多糖类碳水化合物;另一种是归于单糖结构的葡萄糖及阿拉伯糖,外表电荷为负的悬浮颗粒会吸收这种P物质,经过悬浮颗粒外表电荷的改动,就使悬浮颗粒集结起来,构成絮状物。别的,纤毛虫还能排泄一种粘液,能把絮状物再联合起来。原生动物排泄的粘液对悬浮颗粒和细菌均有吸附才能。这就促进了菌胶团的构成和处理才能的进步。

  3 研讨活性污泥中原生动物的意图

  要了解污水处理进程的改动或处理水的好坏,最好直接研讨剖析细菌的成长状况。可是关于细菌的调查、分类判定的时刻很长,不能及时起辅导出产的指示和预告作用。原生动物与细菌之间存在相互依存的功用联系;原生动物个别大,便于调查;关于环境改动比细菌灵敏,更早更简单反映环境的改动。直接调查原生动物的品种组成、数量、成长和改动状况,也能反映出细菌的成长和改动状况,即直接地点评污水处理进程和处理作用的好坏,起辅导出产的作用。

  4 研讨剖析办法

  4.1 形状和生理调查

  选用显微镜对污水处理进程中的活性污泥成长、改动进行调查。特别是调查原生动物的形状和生理特征。显微镜的放大倍数选用16×10或16×40即可,调查到的原生动物应与标准图进行对照。主张能够选用《微型生物监测新技术》上的图片进行比较。经过原生动物的形状来确认其品种和特性,进而来剖析其所处的生理状况或生理阶段,这能直接反映活性污泥的特性。

  4.2 数量剖析

  主张选用以下简单易行的办法:用1 mL移液管,移取1 mL清水到外表皿中。用一橡胶头小吸管,从外表皿中将1 mL水悉数吸尽,然后以均匀的速度缓缓滴下,记载1 mL水的滴数,并重复数次,避免差错。用橡胶头小吸管在反响器中获得均匀的混合液,滴一滴于载玻片上,盖上盖玻片,用低倍显微镜由左到右或由上到下(留意应选用相同的方向次序)进行原生动物的计数。应把盖玻片下一切原生动物记载,并重复数次。用一滴混合液中原生动物的记载数乘以计数吸管1 mL水的滴数,即为每mL活性污泥混合液的原生动物数。

  5 原生动物的指示作用

  5.1 指示活性污泥性质

  (1)污泥恶化。活性污泥絮凝体较小,往往在0.1~0.2 mm以下。首要呈现以下优势原生动物:豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、尾滴虫属、滴虫属等。这些都归于快速游水型的种属。污泥严峻恶化时,微型动物几乎不呈现,细菌很多涣散,活性污泥的凝集、沉降才能下降,处理才能差。

  (2)污泥崩溃。絮凝体细小,有些似针状涣散。首要的优势原生动物有:变形虫属、简洁虫属等肉足类。

  (3)污泥胀大。活性污泥沉降功用差,SVI值高。因为丝状菌的很多成长,呈现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科、全毛类原生动物及拟轮毛虫等。

  (4)污泥从恶化康复到正常。经过反响参数和环境的改动,活性污泥从恶化状况康复到正常的过渡期常常有下列原生动物呈现:周游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等,这些都归于慢速游水或爬行跋涉的生物。

  (5)污泥杰出。易成絮体,活性高,沉降功用好。呈现的优势原生动物为:钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋盾纤虫属、独缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等这些均归于固着性种属或许爬行性种属。

  5.2 指示反响操作环境

  (1)优势种属。Modoni在1988年对污水处理厂进行这方面的研讨,总结出:高负荷、曝气量相对缺乏时,小鞭毛虫占优势;过短的水力停留时刻,造成小的游水型纤毛虫占优势;十分高的负荷或存在难降解的物质时,呈现小的裸变形虫和鞭毛虫;很多呈现爬行性和固着性纤毛虫或有壳变形虫时,标明运转环境杰出,处理作用好。别的有研讨证明,溶解氧缺乏易呈现阿托氏菌属、扭头虫属和新态虫属等;而过火曝气则呈现肉足类及轮虫类;有机负荷很低,呈现硝化作用时,能调查到游仆虫属、旋口虫属、表壳虫属、鳞壳虫属及轮虫等;在除氮污水厂,低负荷,长水力停留时刻及高溶解氧的场合,有壳变形虫是最好的指示生物。

  (2)形状改动。在必定条件下,原生动物能排泄胶质并构成膜将虫体包围起来,构成孢囊。大大都孢囊用以维护虫体免受晦气的环境因素(如温度不适,pH值改动,食料缺少等)的影响。待环境转好时,虫体能康复生机,脱孢而出。相同,鞭毛虫的鞭毛在条件晦气时,鞭毛消失,条件适合时,又从头生出。当曝气池中溶解氧降低到1 mg/L以下时,钟虫日子不正常,体内弹性泡会胀得很大,顶端突进一个气泡,虫体很快会逝世;当pH值俄然发生改动超过正常规模,钟虫表现为不活泼,纤毛环停止摇摆,虫体缩短成团。所以尽管调查到钟虫数量较大,但虫体萎靡或变形时,则反映出细菌的生机在阑珊,污水处理作用有变差的趋势。

  (3)生殖办法。原生动物的生殖办法有无性生殖和有性生殖。无性生殖即简单的细胞分裂,细胞核和原生质一分为二。在养分、温度、氧等环境条件杰出的场合,原生动物就进行接连的无性生殖。当呈现有性生殖(接合生殖)时,往往预示环境条件变差或种群已处于变老期。

  5.3 估量有机负荷

  Salvado等人发现城市活性污泥污水厂有机负荷的改动会导致原生动物的结构和数量改动,尤其是纤毛虫属。他们选用Shannon等人提出的生物多样性指数(Diversity Index)来核算活性污泥中纤毛类的多样性指数,核算办法如式(1)。

  H=-∑[Pi·(log2Pi)] (1)式中: ∑Pi=1。

  Pi=(取样中i类生物的样本数量)/(取样中总的样本数量)

  并依据很多的实验和运转,得出:纤毛类多样性指数与有机负荷呈负相关联系,且是线性函数。这样,他们画出纤毛类多样性指数与有机负荷之间的联系直线或相关函数模型,经过调查微生物的组成和数量,就能估量污水厂运转的有机负荷。

  5.4 猜测出水水质

  Gurds等人在91个活性污泥曝气池中进行调查,找出原生动物品种组成与排放水水质之间的联系。发现尽管原生动物对环境习惯的规模较宽,但最合适、数量最多的是会集在一个狭小的规模内。依据这一特征,将出水BOD分为4个等级:0~10 mg/L,11~20 mg/L,21~30 m g/L,>30 mg/L,得出活性污泥中纤毛虫的组合比率,并和出水BOD对应,进行列表。反复实验,找出规律。在今后的运转中,只需调查原生动物的构成状况,即能够猜测出水BOD了。实际证明,有柄纤毛虫的数量和质量是猜测出水水质最重要的原生动物。 Al-Shahwani等人为了选用原生动物来反映污水厂的运转作用。经过回归剖析法,树立出水水质和原生动物种群和数量的数学模型。其间有:BOD=a0+a1x1+a2x2+…这儿 x是某一特定原生动物的记载数量,a是对应的回归系数。经过尽力,数学模型在猜测出水水质时,具有较高的成功率,有实用价值。日子污水处理厂BOD猜测成功率为87%,SS为73%;工业污水处理厂BOD猜测成功率为69%,SS为58%。 Madoni等人不仅找出出水BOD,NO3-N等与原生动物之间的相关联系,一起还比较了各运转参数的改动状况,列出了19种原生动物与BOD,NH3-N,NO3-N,MLSS,DO ,SVI,SRT等的对照联系。其间能够看出,有壳变形虫、表壳虫、鳞壳虫、无柄纤毛虫、鞘居虫等能直接反映出水硝化的程度。

  5.5 生物点评指数

  Madoni在选用原生动物组成、数量来指示污水处理状况的基础上,提出用污泥生物指数SBI(Sludge Biotic Index)来点评活性污泥的生物特性。这使一向运用调查的感性认识判别生物特性的办法变为运用详细数值。SBI是依据以下几个方面断定的。

  (1)原生动物的密度。依据遍及的研讨认为:在活性污泥中,原生动物的密度>106个/L为杰出,104~106个/L为中等,<104个/L则为差。因此,SBI在列表时分为≥1066个/L和<106个/L两档,前者比后者的SBI大。

  (2)原生动物的优势种群。把原生动物分为爬行性、部分固着性纤毛类或Testate amoebae类,固着性纤毛类,盖虫属,小口钟虫,游水纤毛虫,小型游水鞭毛虫六类,SBI随以上次序逐步减小。

  (3)原生动物的品种总数。把活性污泥中检测出的一切原生动物品种数量划分为>10,8~10,5~7,<5(单位:个/mL)。SBI随以上次序逐步减小。

  (4)小型鞭毛虫的数量。因为小型鞭毛虫呈现能指示污水处理相对不抱负。所以把其数量划分为<10,10~100(单位:个/mL)。前者SBI大于后者。

  由以上四个方面进行列表,并经过验证,给定不同状况下的污泥生物指数(SBI),最后由污泥生物指数来断定活性污泥法污水处理所具有的质量等级。优(SBI=8~10),良(SBI=6~7),中等(SBI=4~5),差(SBI=0~3)。

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