1、引言

　　活性污泥法污水處理系利用活性污泥中的微生物在人工供氧的條件下，將污水中的有機物降解氧化為H20，CO2、PO3-4、NH3，—N、H2S等無(wú)機物，同時(shí)微生物利用分解代謝過(guò)程中釋放的能量將分解代謝過(guò)程中的中間代謝產(chǎn)物合成為新的細胞質(zhì)組成部分，使微生物自身生長(cháng)繁殖。由此可見(jiàn)，在污水生化處理中都是通過(guò)處理系統內的活性污泥微生物的代謝活動(dòng)，將污水中的有機物氧化分解為無(wú)機物，從而得以?xún)艋�的。在污水處理過(guò)程中，微生物和它所處的處理系統環(huán)境條件（如溫度、酸堿度、營(yíng)養物質(zhì)、毒物濃度和溶解氧等）是相適應的，在處理系統環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，微生物的種類(lèi)、數量及其活性也會(huì )隨之發(fā)生相應的變化。在一定程度上生物相能反映污水處理系統的處理質(zhì)量及運行狀況。因此，在污水處理系統運行過(guò)程時(shí)可通過(guò)對活性污泥中生物相觀(guān)察來(lái)了解處理系統的運行狀況，并根據觀(guān)察的情況及時(shí)調整處理系統的控制因素，促使有利于氧化分解污水中有機物質(zhì)的微生物生存。目前在污水處理系統運行管理中對生物相觀(guān)察，已越來(lái)越受到運行管理人員的重視。

　　2、活性污泥的生物相觀(guān)察方法

　　活性污泥生物相系指活性污泥中微生的種類(lèi)、數量、優(yōu)勢度及其代謝活力等狀況的概貌。污泥中的微生物和它所處的處理系統環(huán)境條件是相適應的，在處理系統的環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，微塵物的種類(lèi)和數量及其活性也會(huì )產(chǎn)生相應的變化，通過(guò)對活性污泥的生物相觀(guān)察來(lái)了解污泥中的微生物生長(cháng)、繁殖和代謝活動(dòng)以及它們之間的演替情況，可直接反映污水處理設施的運行狀況及處理的效果。

　　活性污泥的沉降性能觀(guān)察，先取曝氣池中的新鮮活性污泥，盛放到100毫升量筒中。靜置5—15分鐘后觀(guān)察在靜置條件下污泥的沉降速率，沉降后泥水界面是否分明，上清液是否清澈透明。

　　活性污泥的生物相觀(guān)察一般通過(guò)光學(xué)顯微鏡來(lái)完成。先用低倍數光學(xué)顯微鏡觀(guān)察污泥絮體的大小、形狀、結構緊密程度，再轉用高倍數顯微鏡觀(guān)察污泥絮粒中的菌膠團細菌與絲狀細菌的比例、絮粒游離細菌的多寡以及微型動(dòng)物的狀態(tài)，最后用油鏡觀(guān)察染色的涂片，分辨細菌的種類(lèi)和觀(guān)察細菌的情況。

　　3、運行狀態(tài)下的活性污泥的生物相觀(guān)察與控制

　　在污水處理系統運行過(guò)程中，我們除了利用物理、化學(xué)手段來(lái)測定活性污泥性質(zhì)外，還可以通過(guò)觀(guān)察污泥的生物相來(lái)監視污水處理的運行狀態(tài)，以便及早發(fā)現異常情況，及時(shí)采取適當的對策，保證運行穩定，提高處理效果。

　　對污水處理系統的活性污泥生物相觀(guān)察著(zhù)重從如下幾個(gè)方面觀(guān)察。

　　3.1活性污泥的結構

　　活性污泥絮粒的大小、形狀、緊密程度、構成絮粒的菌膠團細菌與絲狀菌的比例及其生長(cháng)情況能很好地反映污水處理狀況。

　　活性污泥的污泥絮粒大、邊緣清淅、結構緊密，呈封閉狀、具有良好的吸附和沉降性能。絮粒以菌膠團細菌為骨架，穿插生長(cháng)一些絲狀菌，但絲狀菌數量遠少于菌膠團細菌，未見(jiàn)游離細菌、微型動(dòng)物以固著(zhù)類(lèi)纖毛蟲(chóng)為主，如鐘蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等；還可見(jiàn)到木盾纖蟲(chóng)在絮粒上爬動(dòng)，偶爾還可看到少量的游動(dòng)纖毛蟲(chóng)等，輪蟲(chóng)生長(cháng)活躍。這是運行正常的污水處理設施的活性污泥生物相，表明污泥沉降及凝聚性能較好，它在二沉池能很快和徹底地進(jìn)行泥水分離，處理出水效果好。在形成這種生物相結構時(shí)，應加強運行管理，以繼續保持這種運行條件。

　　污泥出現絮體結構松散，絮粒變小，觀(guān)察到大量的游動(dòng)型纖毛蟲(chóng)類(lèi)（豆形蟲(chóng)屬、腎形蟲(chóng)屬、草履蟲(chóng)屬、波多蟲(chóng)屬、滴蟲(chóng)屬等）生物、肉足類(lèi)生物（變形蟲(chóng)屬和簡(jiǎn)便蟲(chóng)屬等）急劇增加的生物相，出現這種生物相時(shí)，污泥沉降性差，影響泥水分離。產(chǎn)生的原因是由于污泥負荷過(guò)低，菌膠團細菌體外的多糖類(lèi)基質(zhì)會(huì )被細菌作為營(yíng)養物用于維持生命需要，從而使絮體結構松散，絮粒變小。若同時(shí)觀(guān)察到大量的游離細菌的生物相時(shí)，則是由污泥負荷過(guò)高引起的，這時(shí)污水中的營(yíng)養物質(zhì)豐富，促使游離細菌生長(cháng)很好，絮凝的菌膠團細菌趨于解絮成單個(gè)游離菌，以增大同周?chē)�環(huán)境的比表面，同樣使污泥結構松散，絮粒變小。此外，由于污泥絮粒的解絮或變小容易被微型生物吞噬，使得微型生物因食物充足而大量繁殖。對由于污泥負荷過(guò)低，應采取減少污泥回流量、投加營(yíng)養物質(zhì)、縮短泥齡等方法提高污泥負荷運行；對由于污泥負荷過(guò)高，則應采取減少進(jìn)水流量，減少排泥等措施降低污泥負荷運行。

　　3.2、生物活動(dòng)的狀態(tài)

　　污水處理系統的環(huán)境變化會(huì )對活性污泥中生物活動(dòng)的狀態(tài)產(chǎn)生反映，我們可通過(guò)觀(guān)察污泥中的生物活動(dòng)狀態(tài)了解污水處理系統的運行狀態(tài)。

　　在處理系統的環(huán)境不利于污泥中原生動(dòng)物生存時(shí)，一般都會(huì )形成胞囊，這時(shí)原生質(zhì)濃縮，蟲(chóng)體變圓收縮，體外圍以很厚的被囊，以利度過(guò)不良條件。如在進(jìn)水PH突變時(shí)，可見(jiàn)鐘蟲(chóng)呈不活躍狀態(tài)，纖毛環(huán)停止擺動(dòng)，輪蟲(chóng)縮入被甲內：在進(jìn)水中難以分解或抑制性物質(zhì)過(guò)多以及水溫過(guò)低時(shí)，可見(jiàn)鐘蟲(chóng)體內積累有未消化顆粒并呈不活躍狀態(tài)，長(cháng)期下去會(huì )引起蟲(chóng)體死亡：當水中溶液解氧過(guò)高或過(guò)低時(shí)，可見(jiàn)鐘蟲(chóng)的頭端突出一個(gè)空泡，呈不活動(dòng)狀態(tài)。出現這些生物相時(shí)，應及時(shí)采取適當的對策，保證運行穩定，提高處理效果。

　　活性污泥中經(jīng)常出現的絲狀硫細菌，如發(fā)硫細菌貝氏硫細菌等，對溶氧水平反應非常敏感。當水中溶解氧不足時(shí)能將水中的H2S氧化為硫，并以硫粒的形式積存于體內，而當溶解氧大于1mg/l時(shí)，體內硫�？杀贿M(jìn)一步氧化而消失。因此，可通過(guò)對硫細菌體內的硫粒的觀(guān)察，間接地推測水中溶解氧的狀況。

　　3.3、同一種生物數量增減

　　對于運行正常的污水處理系統的活性污泥中的微生物種類(lèi)、數量以及它們之間的數量比均保持相對恒定，在處理系統環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，污泥中的微生物種類(lèi)、數量以及它們之間的數量比會(huì )進(jìn)行相應變化，以達到新的生態(tài)平衡，由此，我們可通過(guò)對污泥中的某種生物數量的變化來(lái)了解處理系統的運行狀態(tài)。

　　污泥中出現球衣菌屬、發(fā)硫菌屬、諾卡氏菌屬、各種霉菌等絲狀微生物異常增長(cháng)的生物相時(shí)，表明污泥將發(fā)生膨脹現象。絲狀菌導致的污泥膨脹是因為絲狀菌具有耐低營(yíng)養、耐低氧、適合于高N/C污水的特性在污水進(jìn)水的BOD：N或BOD：P比例過(guò)高、PH值偏低BOD負荷高、小分子碳水化合物多、水溫偏低、流入重金屬等有毒物質(zhì)時(shí)可引起絲狀菌過(guò)量繁殖。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們可觀(guān)察污泥中的絲狀細菌的數量和生長(cháng)趨勢，若有繼續增多的趨勢，應及時(shí)采取措施控制絲狀細菌的生長(cháng)、調整運行過(guò)程中的影響因素。

　　出現絮體結構松散解絮時(shí)，細小的絮粒成為輪蟲(chóng)的充足食物，使輪蟲(chóng)惡性繁殖，數量急劇上升的生物相時(shí)，表明污泥老化，此時(shí)應采取增加排泥的措施。

　　原生動(dòng)物及輪蟲(chóng)類(lèi)微型動(dòng)物受有毒物質(zhì)的影響比細菌更為敏感。因此，在生產(chǎn)運行過(guò)程中可采用觀(guān)察微型動(dòng)物的生物相判斷有毒物質(zhì)對活性污泥的影響。木盾纖蟲(chóng)屬作為活性污泥法中最易受到影響的指標性生物，對毒物影響非常敏感。當出現椐木盾纖蟲(chóng)屬急劇減少的生物相時(shí)，就可以判定為受到了進(jìn)水有毒物質(zhì)的影響。此時(shí)，一方面采取提高曝氣池的微生物濃度的措施，另一方面采取去除污染源的有毒物質(zhì)。

　　3.4、生物種類(lèi)的變化

　　在正常運行階段時(shí)，若污泥中的生物的種類(lèi)突然發(fā)生變化，可以推測運行狀態(tài)亦在發(fā)生變化。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中找出運行過(guò)程中的指示性生物，根據指示性生物的數量變化來(lái)了解污水處理的運行狀況，預測處理效果�；钚晕勰嘀欣壑οx(chóng)、木盾纖蟲(chóng)、裂口蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)的數量呈增長(cháng)趨勢時(shí)，出水水質(zhì)明顯變好，出水BOD5值下降，出水懸浮物濃度也隨之下降。在污泥結構松散轉差時(shí)，�？砂l(fā)現游動(dòng)纖毛蟲(chóng)大量的增加，出水混濁、處理效果較差時(shí)，變形蟲(chóng)及鞭毛蟲(chóng)類(lèi)原生動(dòng)物的數量會(huì )大大增加。

　　當貝日阿托氏菌屬、扭頭蟲(chóng)屬、新態(tài)蟲(chóng)屬等能生活在溶解氧不足環(huán)境下的生物出現時(shí)，活性污泥呈黑色，并散發(fā)出腐敗的臭味。出現這種生物相時(shí)表明溶解氧不足，需要向曝氣池內增加供氧量，提高溶解氧濃度。當經(jīng)過(guò)持續地過(guò)度曝氣，使溶解氧濃度超過(guò)5mg/l時(shí)，會(huì )出現大量的各種肉足類(lèi)和輪蟲(chóng)類(lèi)，這時(shí)應減少曝氣量。

　　當污水濃度和BOD負荷低時(shí)，會(huì )以游仆蟲(chóng)屬、旋口蟲(chóng)屬、輪蟲(chóng)屬、表殼蟲(chóng)屬、鱗殼蟲(chóng)屬等生物占優(yōu)勢，這種生物多，標志著(zhù)硝化正在進(jìn)行。出現這種生物相時(shí)應及時(shí)提高BOD負荷運行。

　　在活性污泥出現惡化的情況時(shí)，通過(guò)調整運行環(huán)境，出現漫游蟲(chóng)屬、斜葉蟲(chóng)屬、管葉蟲(chóng)屬等生物時(shí)，表明活性污泥開(kāi)始從惡化恢復到正常狀態(tài)。

　　在培菌階段對污泥中生物的種類(lèi)的演替觀(guān)察非常重要，它可用來(lái)指導培菌工作的進(jìn)行。在培菌初期，水中有機物濃度很高，污泥未形成，這時(shí)可觀(guān)察到大量的游離細菌及鞭毛蟲(chóng)，接著(zhù)出現掠食很強的游動(dòng)纖毛蟲(chóng)，隨著(zhù)培菌的進(jìn)行，水中有機物濃度不斷降低，游離細菌及鞭毛蟲(chóng)數量不斷減少，游動(dòng)纖毛蟲(chóng)因食物減少而不斷減少，當出現了固著(zhù)型纖毛蟲(chóng)標志污泥基本形成，隨著(zhù)污泥成熟及凈化程度好時(shí)，便會(huì )出現輪蟲(chóng)。

　　4、結語(yǔ)

　　污水處理系統不管采用何種處理構筑物的形式及何種工藝流程，都是通過(guò)處理的活性污泥中微生物的代謝活動(dòng)，將污水中的有機物質(zhì)氧化為無(wú)機物質(zhì)，從而使污水得以?xún)艋�。從目前運行的污水處理廠(chǎng)的生物相實(shí)際觀(guān)察和大量的文獻介紹，污水處理系統處理效果都與污水處理系統中組成活性污泥的微生物種類(lèi)、數量及代謝活力有關(guān)，可見(jiàn)污水處理系統的生物相對污水處理具有很好的指示作用。污水處理系統的運行管理主要是為污泥中的微生物提供一個(gè)較好的的生存環(huán)境條件，以發(fā)揮活性污泥中的微生物最大的代謝活力，達到良好的污水處理效果。因此，在運行管理實(shí)踐中可通過(guò)對污泥的生物相觀(guān)察來(lái)指導污水處理系統的運行管理，使處理系統實(shí)現穩定、高效的處理效果。

　　在污水處理系統的運行管理工作過(guò)程中，由于外部因素（如溫度、酸堿度、營(yíng)養物質(zhì)、毒物濃度和溶解氧等）的變化，會(huì )使處理系統出現異常的問(wèn)題（如二沉池飄泥、污泥膨脹、曝氣池有臭味等），導致處理效果下降，嚴重時(shí)會(huì )使污水處理系統運行失敗。因此，通過(guò)對污泥生物相的觀(guān)察，判斷污泥中微生物的種類(lèi)、數量及活性的變化趨勢，分析產(chǎn)生的原因，及時(shí)采取處理措施，預防污水處理系統的異常情況發(fā)生。

　　由于每個(gè)污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水質(zhì)、處理工藝有差異，特別是工業(yè)污水，因其生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品種類(lèi)的原因，導致污水的種類(lèi)繁多，成分各異，使得各處理系統的活性污泥生物相有很大差異。因此，在運行管理實(shí)踐中，應通過(guò)長(cháng)期的觀(guān)察，找出本處理系統污水水質(zhì)變化與生物相變化之間的關(guān)系，確定能判斷污水處理系統的環(huán)境條件和處理水質(zhì)好壞的指示性生物，可以通過(guò)對生物相的觀(guān)察判斷處理系統運行狀態(tài)，從而用來(lái)指導運行管理。