生物膜或活性污泥中微生物的观察

一、任务目标

1．掌握污废水生物处理系统中生物相的观察对活眭污泥系统的指导意义。

2．观察活性污泥或生物膜}微生物个体形态，学会生物图的绘制。

二、任务相关知识

生态演替是指生物群落经过一定的发展时期及环境内生态因子的改变，而从一个群落类型转变成另一类型，或是一个群落被另一个群落昕取代的现象。生物群落的演替具有一定的方向性，随着生态环境中各生物因子的变化．群落也必然随之按着一定的序列演变．某些种群的出现代替了原有种群构成．，自然水体(包括污水生物处理系统)中原生动物及后生动物随废水有机物浓度改变的演替现象。当BOD₅浓度为60mg/L左右时，常出现大量游泳型纤毛虫；当BOD₅浓度为30mg／L左右时．常见固着型纤毛虫；而BOD₅浓度为15mg/L时，常出现轮虫：值得注意的是，每个种群微生物尽管有特定的生态位，但是由于它们的耐性限度有一定幅宽，因而往往在某一特定群落中常会发现不同类群的原生动物。故本项目主要学习如何利用微生物对污水生物治理运转进行监测与评价。

(一)微生物在污水生物处理运转中的指示作用

1．活性污泥中微生物的指示作用

(1)活性污泥的指示作用

通过絮状体的颜色、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量活性污泥的性能，例如新生的活性污泥颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明其生命力旺盛，吸附和氧化能力强，沉降性能良好。

(2)原生动物和微型后生动物的指示作用

原生动物和微型后生动物便于通过普通光学显微镜观察和分辨，因而可以作为指示生物。依据种类、数量、形态r的变化．判断处理系统运行状况和出水水质状况：

在污水处理生态系统中形成了一条特定的食物链，即细菌→植物性鞭毛虫→肉足虫→动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫。

在活性污泥中出现轮虫，往往表明处理效果良好，但当轮虫数量过多，则可能破坏污泥结构，导致污泥松散上浮。

①根据生物演替判断活性污泥的成熟程度。活性污泥培养初期以鞭毛虫、变形虫为优势种；活性污泥培养中期以游泳型纤毛虫、鞭毛虫为优势种；活性污泥培养成熟期以钟虫等固着型纤毛虫、檐纤虫、轮虫为优势种。

②根据生物种类判断活性污泥和处理水质的效果。如出现大量固着型的纤毛虫和檐纤虫、轮虫时．说明活性污泥状况良好，废水中溶解氧适当，出水水质好；当游泳型纤毛虫和鞭毛虫、根足虫等出现时，说明活性污泥结构松散，出水水质差，运转不正常，必须采取调节措施；当出现线虫则说明缺氧。

③根据生物形态和数量的变化判断处理条件。在生物处理过程中，运行条件的突然变化(如进水水量、有机物浓度、溶解氧、温度、pH值、有毒物质等)，会影响处理效果。通过镜检中原生动物形态和数量的变化情况，了解进水水质及运行条件正常与否，进而采取相应的措施。如当溶解氧不足或其他环境条件恶化时，钟虫开始会变得不活跃随后发生虫体变态尾柄脱落，最后产生次生纤毛环，呈游泳生活；继而虫体变成胞囊或虫体变长直至死亡。如废水水质改善，环境条件恢复正常，虫体可恢复原状及活力。

(3)丝状微生物的指示作用

丝状微生物附着于菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。其中，硫黄细菌能将水中H₂S氧化为硫，并以硫粒形式存于体内。当水中溶解氧浓度高时(大于1mg／L)，体内硫粒可进一步氧化而消失。因此，通过对硫黄细菌体内硫粒存在与否的观察，可间接推测水中溶解氧的状况。

丝状微生物繁殖过多时，往往引起污泥膨胀。然而，由于指示生物与水质、浓度、负荷、季节等因素有关，故不同污水处理厂均应结合自身具体情况．通过长期的探索，找出指示生物及其变化的规律性，而不能将复杂过程简单对待。

2．生物膜中微生物的指示作用

不同环境的生物膜得到的营养(有机物的组分、浓度)是不同的+造成微生物种类、数量各不相同，即生物相是分层的，每层都生长着与进入本层污水水质相适应的微生物，并自然成为优势菌种属。

生物膜中的生物分布是有规律的：在进水端，有机物浓度高，微生物数量多但生物种类少且等级低，多是细菌，也有少数鞭毛虫；中段的有机物较上层低，还含有上层微生物的代谢产物，生物的种类比进水端稍多，等级稍高，有菌胶团、球衣细菌、鞭毛虫、变形虫、豆形虫、肾形虫等；出水端的有机物浓度进一步降低。其中低分子有机物较多，生物种类更多，除菌胶团、球衣细菌外，还有以钟虫为主的固着型纤毛虫和檐纤虫、漫游虫等游泳型纤毛虫，还出现了轮虫、线虫等更高级的生物．说明水质变好。

来源：中国微生物菌种网www.bnbio.com