污水处理生物相诊断.pptx

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污水处理生物相诊断,一、活性污泥生物相诊断的意义二、生物相的观察方法三、活性污泥中微生物的初步观察四、指示微生物的观察五、镜检报告,一、活性污泥生物相诊断的意义,

（1）污水处理主要是由细菌完成的。

活性污泥主要由细菌、真菌、原生动物、后生动物组成。

活性污泥主要通过细菌的吸附和氧化分解来完成对污水的净化作用。

因此细菌分析比物理、化学分析更能直接反映出污水生物处理的本质。

1.理论依据,一、活性污泥生物相诊断的意义,（3）原生动物可以作为指示生物。

原生动物个体大，便于观察；对于环境变化比细菌敏感，更早更容易反映环境的变化。

直接观察原生动物的种属、数量、生长和变化状况，也能反映出细菌的生长和变化情况，即间接地评价污水处理过程和处理效果的好坏，起到指导生产的作用。

1.理论依据,

（2）细菌分析复杂且耗时。

细菌分析比较复杂，尚无简易的分析方法，不能及时起指导生产的指示和预报作用。

一、活性污泥生物相诊断的意义,

（1）连续性。

污水中污染物的含量和其他环境条件的变化，是随时间而变化的，这些变化是因为污水的水量和水质不稳定而造成的。

理化检测分析只能代表取样期间的情况，而生活在污水中的生物不断受到影响，能把一段时间内环境变化情况反映出来.,2.原生动物作为指示生物的优点,理化监测的间断性,一、活性污泥生物相诊断的意义,

（2）综合性。

污水处理过程和效果是水中各种因素综合作用的结果，不是简单的加减关系，而理化分析得到的结果只能反应某个因素的作用，并不能反应综合作用的真实情况，指示生物在污水中承受周围环境共同的影响，所以更能真实、直接地反应污水状况。

2.原生动物作为指示生物的优点,一、活性污泥生物相诊断的意义,（3）灵敏性。

指示生物中某些生物对水中物质的敏感性有时比精密仪器还要强，根据监测结果能更及时地掌握生产运行情况。

2.原生动物作为指示生物的优点,在污水处理厂的运行过程中，可能产生各种异常情况，如果通过化学监测方法，一般只有在活性污泥遭到严重破坏，水质下降后，才能反映出问题，这会造成运行调整的滞后性，带来经济损失和技术问题。

例如，由于丝状菌的大量增殖而造成的污泥膨胀，就需要1020天的时间才能完成活性污泥修复过程。

而通过直接观察指示生物，能迅速反映出活性污泥的生长和变化，及时预报运行情况，在异常初期就可以根据指示生物的变化指导操作运行。

3.案例,

（1）Curds等人在英国75个污水处理厂的91个活性污泥曝气池中进行了调查，总结出纤毛虫与出水的组合比率，且经过28个处理厂的验证，有80%的正确性。

一般污水处理厂均配有镜检设备、检验人员，掌握此方法后，便可作为标准BOD5测定的重要补充方法，及时预报出水质量，该法的推广、应用无疑对污水厂监测和评价水质技术具有重要意义。

（2）AL-Shahwani等人通过回归分析法，建立了出水水质和原生动物种群和数量的数学模型。

通过努力，数学模型在预测出水水质时，具有较高的成功率。

生活污水处理厂BOD5预测成功率为87%,SS为73%；工业污水处理厂BOD5预测成功率为69%，SS为58%。

（3）Macloni等人不仅找出出水BOD5，NO3-N等与原生动物之间的相关关系，同时还比较了各运行参数的变化情况，列出了19种原生动物与NH3-N，MLSS，DO，SVI，SRT等的对照关系。

MLSS混合液悬浮固体浓度（混合液污泥浓度）SVI污泥指数（曝气池混合液30分钟静沉后污泥沉积（ml）/污泥干重（g）。

反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能）,二、生物相的观察方法,1.活性污泥生物相,

（1）活性污泥生物相指活性污泥中微生物的种类、数量、优势度及其代谢活力等状况的概貌。

（2）活性污泥中的细菌主要有菌胶团细菌及丝状细菌，它们数量可占污泥中微生物总重量的90%95%左右，是构成活性污泥的主体。

原生动物和微型后生动物附着生长于其上或遨游于其间。

2.样品采集,

（1）曝气池的取样必须固定取样点，以便各次观察具有可比性，一般应在曝气池到二沉池的出口处取样。

（3）采样瓶需要贴上标签并注明以下信息：

污水处理厂名称；处理池的名称或编号；样品类型（进水、出水、循环物、碎屑、溢出物、泡沫、浮渣、混合液）；采样的日期和时间；采样者的姓名和电话号码。

（2）显微镜镜检所用的样品一般取50mL，,（4）样品被带入实验室检测之前，采样瓶的外部必须在采样处彻底清洗干净。

（5）用尽可能新鲜的污泥样品进行显微镜观察，因为有些污泥性质在贮存时变化非常快，尤其是从高负荷处理系统取样时其变化更为迅速。

如果活性污泥样品不能立即分析，也可以冷藏（4，1）在带有螺旋盖的塑料瓶中，容器中气体所占的空间须比样品所占的体积大，贮存时间不得超过24h（即使这样部分微生物仍有可能死亡）。

冷藏的样品在镜检之前必须加热到室温。

（6）如果样品需要运到某一实验室进行检测，要用带有冰冻包装袋的冷柜将采样瓶包装好，然后在邮递运走冷柜。

在取样和运送样品之前，先联系好实验室，确保样品到达后尽快检测。

（7）任何用于显微镜镜检的样品都不能被稀释。

如果有沉淀发生，应先将样品搅拌至悬浮状态，然后再镜检。

如果要进行原生动物分析，应用移液管和吸移管使空气沿样品瓶的两侧和底部进入，使变形虫呈悬浮状态，然后再用于镜检。

（8）待测样品禁止添加化学防腐剂，也慎防呈凝固态。

防腐剂和凝结对混合液的特征及混合液中的生物的结构和活动会产生不利影响。

（9）混合液样品需要定期采集和检测（如一周一次），从而准确地判断处良好稳态操作下混合液的重要组分。

在非正常运行情况下，要增加采样的频率和样品的数量，这样才能判断出原因，及时采取措施。

3.显微镜观察,

（1）显微镜的结构,

（2）显微镜的使用方法,显微镜操作的基本要求,如何使用高倍镜,（3）制作湿涂片和涂片,湿涂片的制作过程,湿涂片的制作过程,在实验台的工作区铺上一张干净的纸巾；将2575mm载玻片的表面清洗干净，并置于纸巾上；先摇一摇装有混合液或废水的密封容器，然后将部分液体转移至一个干净的烧杯中，搅拌烧杯中的棍合液。

如果要进行原生动物的实验，在将混合液从容器转移到烧杯之前，以及由烧杯转移到载玻片上之前，需用吸管或吸液管使空气进入到混合液中;用一滴管或移液管，滴一滴混合液于载玻片的正中央；将2222mm盖玻片的表面清洗干净；,按照如下方式将盖玻片盖在液滴上:

在不接触液滴的条件下，用右手的拇指和食指夹住盖玻片使其与载玻片是45度夹角并且45度角朝向液滴；慢慢地朝着液滴的方向滑动盖玻片，使液滴与盖玻片接触并沿其边缘散开；放下盖玻片，使其落于混合液上。

盖玻片下不允许残留气泡；取一干净的纸巾置于盖玻片上，用一块较硬的物体轻轻地压实盖玻片，移去过量的混合液；移送纸巾并妥善处理。

至此，在盖玻片只留下约0.05mL的混合液；用一支蜡笔在载玻片的左边标记上日期和样品名。

制作混合液涂片,制作混合液涂片,在实验台的工作区铺上一张干净的纸巾；将2575mm载玻片的表面清洗干净，并置于纸巾上；先摇一摇装有混合液或废水的密封容器，然后将部分液体转移至一个干净的烧杯中，搅拌烧杯中的棍合液；用一滴耳管、移液管。

滴一滴混合液于载玻片的一端；用右手的拇指和食指夹住载玻片上有液滴的那一端；慢慢地抬高玻片一端至45度角，使混合液沿着玻片向另一端移动；继续慢慢地抬高玻片一端至90度角，使过量的混合液流到纸巾上。

至此，一个圆锥形的涂片就制成了；最后，让玻片在室温下干燥，当玻片完全干燥后。

就可以用于染色了。

制作泡沫涂片,制作泡沫涂片,在实验台的工作区铺上一张干净的纸巾；将2575mm载玻片的表面清洗干净，并置于纸巾上；用一小木棒或吸管的尖端转移少量的泡沫至载玻片的一端；用左手的拇指和食指固住载玻片上有泡沫的那一端；取另一干净的推片（载玻片），用右手的拇指和食指夹住它，并使其与载玻片呈45度夹角靠在载玻片上有泡沫的那一端；在加紧两玻片的同时，使推片保持45度角朝载玻片的另一端移动。

至此，一个薄而宽的泡沫涂片就制成了；最后，让玻片在室温下干燥；当玻片完全干燥后，就可以用于染色了。

湿涂片的观察,将湿涂片置于显微镜的载物台上，并确保湿徐片被固定夹或压簧固定在恰当的位置；通过推进器调节旋钮调节湿涂片的位置，使观察者通过使用10物镜就能看清盖玻片的一角；调节光强，使亮点位于盖玻片的一角；仔细观察盖玻片一角的第一个视野，确认可以通过这个视野聚焦到所有视野。

缓慢的逆时针或顺时针调节细准焦螺旋，进行聚焦。

这种物镜的微小升降可以使位于湿涂片底部、中间和底部的物质得到全面的检查；在检查第一个视野后，通过调节推进器调节旋钮使玻片移动到出现第二个亮视野，并确保第二个视野与第一个视野部分重合；,湿涂片的观察,继续移动玻片直到观查完一排视野。

然后，调节推进器调节旋钮，使玻片上下移动，视野转换到另一排并观察之。

确保每一排视野的顶端和低端都部分重迭。

继续观察直到整个湿涂片都被检查完。

一个视野即为通过显微镜观察到的一个圆形区域。

放大倍数越大，视野所呈现的区域越小，所需的光强也越多。

（4）安全问题,由于废水样品中含有大量种类繁多的病原体，在与这些样品接触的工作中，为了阻止或减少受感染的风险，应当遵循以下几条实验室安全规定和指导方针:

勿在实验室喝水、吃东西、吸烟或嚼口香糖。

勿移动实验室内任何样品、湿涂片和涂片。

在进行废水样品实验时，包括使用涂片和湿涂片，务必用合适且具有保护性的乳胶或塑胶手套。

染色操作时，用（衣）夹子固定住涂片，操作须在水槽内进行；完成镜检后，用肥皂、热水和消毒液彻底地将手清洗干净；在完成显微镜镜检后，用消毒液清理实验台；,（4）安全问题,将用过的玻璃仪器放在指定位置清洗；将所有接触过废水样品的纸巾、手套扔进生物危害品袋中用于进一步处理，切勿扔进废纸篓；在工作区，只需一个用于记录显微镜观测结果的记录本，参考书应在远离工作区的地方放置或使用；,禁止用嘴吸取废水样品和试剂；要立即擦干溢出液并进行消毒；将使用过的载玻片和盖玻片放入盛有季胺类消毒液的烧杯中，让载玻片和盖玻片浸在消毒液中自动清洗干净。

消毒后，将载玻片和盖玻片放入垃圾袋内，并在垃圾填埋池进行处理，不要循环利用载玻片和盖玻片。

（4）安全问题,如果盖玻片不慎跌落至试验台或地板上，两块索引卡就可以拾起盖玻片，若用大拇指和食指夹起盖玻片，可能会使碎片嵌入并卡在皮肤里。

一个衣夹子可以安全稳定地固定住用于染色的载玻片，避免手和手指沾上染色剂。

掉落的盖玻片通常很难拾起，但是两张索引卡可以安全稳定地把它们从试验台或地上捡起来。

三、活性污泥中微生物的初步观察,1.对本体溶液的观察,分散生长物被定义为在放大倍数为100的显微镜下观察到的直径10m球形絮状颗粒。

用亮视野掀微镜观察经亚甲基蓝染色后的混合液湿涂片。

（1）分散生长物,相差显微镜观察结果,亮视野显微镜观察结果,在本体溶液中，分散生长物的数量分为三个等级：

少量、大量或过量。

分散生长物的评定包括:

在放大倍数为100时浏览一些视野，以及根据以下类别评估它的相对丰度：

少量指分散生长物数量少“每个视野下少于20个；大量指分散生长物数量较多，成十的分布在每个现野下，如10、20、30、；过量指分散生长物数量极多，成百的分布在每个视野，如100、200、300、；,极稀的分散生长物,较密的分散生长物,极密的分散生长物,分散生长物与相关的操作条件,

（2）微粒物,在活性污泥系统中可以发现各种形状、大小和颜色的微粒物。

微粒物包括可缓慢生物降解的或不可生物降解的惰性（无机）废物。

可生物降解微粒物有植物纤维或纤维素；不可生物物降解微粒物有塑料树脂和粒状活性炭。

在一个运行良好的活性污泥系统中，大多数的微粒物存在于絮状颗粒中，或者从絮状颗粒的周边延伸到本体济液。

微粒物通过与絮状颗粒间的兼容电荷作用，或者通过高等生命形式，特别是有纤毛的原生动物分泌物产生的外套被絮状颗粒吸收，这种分泌物附着在颗粒物和胶体的表面。

在一个不良的活性污泥系统中，溶液中的微粒物的相对丰度可能有所增大，这种增大通常与中断絮状物形成的不利操作条件有关。

中断絮状物的形成导致微粒物从絮状颗粒中释放以及微粒物不被絮状颗粒吸收。

微粒物的评定包括:

在放大倍数为100时浏览一些视野，以及根据以下类别评估它的相对丰度。

“数量少”指每一个视野卜很少或者没有微粒物，“数量多”指每一个视野下有自由漂浮的微粒物，,分布稀疏的微粒物,分布密集的微粒物,亚甲基蓝染色微粒物,微粒物存在与有关的操作条件,（3）螺旋体,螺旋菌是一类革兰氏阴性菌，呈螺旋状，身体细而长，为550m。

它们极其活跃，呈螺旋状移动。

该种菌类具有高度多样性，虽然有些螺旋体是致病的，如导致梅毒的病原体，但大多数都是自生生活于土壤中的，它们通过流入物和渗入物进入活性污泥工艺中。

自由游动的螺旋形螺旋菌,2.对絮状颗粒的观察,活性污泥法能够有效地处理废水，归因于成熟的絮状颗粒的生长和维持。

絮状颗粒中含有细菌、细菌分泌物、油脂类物质、胶体以及降解性的和非降解性的微粒物。

其中，细菌是它的主要组成部分，每克中含数十亿个，细菌不仅数量大而且种类繁多，这使得活性污泥法能处理各种各样的废水,成熟的絮状颗粒,絮凝物形成所必需的细胞成分,

（1）絮状物的结构,在活性污泥系统中，绝大多数的絮状颗粒的结构特性和特征影响处理效率和固体的稳定性、压实和脱水能力，这此特性和特征也反映了混合液的优劣状况。

絮状颗粒的镜检能鉴定出絮状颗粒的优劣，这种检查能反映出絮凝物形成的操作条件。

在良好的稳态条件下，成熟的絮状颗粒呈金棕色、不规则形状、中等大小（150500m）或更大（500m）。

絮状颗粒中含有有限的丝状生物，本体溶液包含少量的分散生长物和微粒物，在絮状颗粒中还存在匍匐型纤毛虫和固着型纤毛虫。

（2）絮状物的观察,通过镜检鉴定絮状物的特性和特征：

包括形状、大小、尺寸范围、颜色、强度、丝状生物体、储存的食物的相对数量和菌胶团,形状。

活性污泥系统的絮状颗粒一般为球形和不规则形状一种罕见的形状为椭球形，有时也称为凝结状。

球形絮状颗粒中或者缺少丝状生物生长，或者只有少量的丝状生物生长。

在絮状颗粒的曝气、混合转移过程，被剪切力修整；当有足够的丝状生物存在下，絮状细菌沿着丝状生物的伸长方向生长，从而导致体积增大，从球形变成不规则型,

（2）絮状物的观察,大小。

絮状颗粒根据其大小分成三类：

较小（150m）、中等（150500m）、较大（500m）。

小的絮状颗粒具有很少或没有丝状生物生长，通常是球形的（由于没有足够的丝状生物生长，这些粒子不能克服活性污泥系统中的涡流或剪切作用）。

中等和较大的絮状颗粒通常有足够的丝状生物生长，呈现不规则的形状。

（2）絮状物的观察,颜色。

絮状颗粒的自然色是由絮状颗粒的年龄或污泥龄决定的。

幼龄细菌只能产生少量的油使颗粒变暗，因此幼龄细菌形成淡颜色或白色的絮状颗粒；随着污泥龄的增长，絮状颗粒的细菌变老，产生丰富的油积聚在絮状颗粒中，油的积累形成了金棕色，因此正在生长的活性絮状颗粒中心是金棕色的。

大多数的老细菌聚集于中心，而它的边缘是白色的，大多数的幼龄细菌集中于此。

正在生长的絮状颗粒,

（2）絮状物的观察,强度。

疏松、上浮的絮状颗粒拥有松散地连接在一起的絮状细菌，这些颗粒很容易被剪切掉，在二沉池中沉淀效果差。

通常，絮状细菌被多细胞聚合物分散得较远，或松散地连接在一起，是由于不利的操作条件，如pH值不稳定或表而表面活性剂的存在引起的。

在甲基蓝染色下，观察到的紧实絮状颗粒,在甲基蓝染色下，观察到的疏松絮状颗粒,

（2）絮状物的观察,丝状生物对絮状颗粒结构的影响。

丝状生物与絮体间的架桥，是指在本体溶液中丝状生物从絮状颗粒上延伸出来，将两个或多个絮状颗粒联结起来，形成絮体网；另外，开放结构的长絮体是由许多小群絮状细菌沿着丝状生物伸长的方向分散开来而形成的。

严重的絮体间的架桥和开放结构的长絮体会对二次沉池中固体的沉降性能产生不利影响,絮体间的架桥,开放结构的长絮体,

（2）絮状物的观察,储存食物的含量对絮状颗粒结构的影响。

营养缺乏（通常指的是氮和磷）的情况下，絮状细菌不能正常降解可溶性cBOD，那些未被细菌吸收的可溶性cBOD转化成不溶性的淀粉，并储存在细菌间的絮状颗粒内。

絮状颗粒对墨汁反染色的阴性反应,絮状颗粒对墨汁反染色的阳性反应,

（2）絮状物的观察,絮状颗粒中储存食物的相对含量可以通过油墨反染色观察到。

经过油墨反染色后.储存食物的区域看起来是自色的，而细菌细胞呈黑色或金棕色；第一种情况，人多数絮状颗粒都含有食物，但这些颗粒对染色起阴性反应，絮状颗粒的大部分区域都是黑色或金棕色。

第二种情况，絮状颗粒储存的食物相讨含量较大，对染色起阳性反应，絮状颗粒的人部分区域都是白色的。

絮状颗粒缺氮能引起沉降和脱水问题,3.对菌胶团的观察,菌胶团或黏性絮状物是絮凝形成的细菌快速大量增殖的产物。

“菌胶团”是以第一种絮凝形成的细菌胶团杆菌命名的，胶团杆菌生活在不稳定的活性污泥系统中，呈杆状,革兰氏阴性，有机营养，能够产生大量胶状胞外多糖，而多糖比废水密度小，阻碍了絮状细菌的压实，使空气和气泡进入细菌内。

絮凝形成的细菌在活性污泥系统中有两个重要的作用：

促进絮凝物形成和降解cBOD，但它们的快速增殖会导致疏松、上浮的絮状颗粒的产生，沉降问题，二沉池固体物质的流失和白沫的产生。

3.对菌胶团的观察,菌胶团有两种形态，不定形或球状，树枝状或指状。

菌胶团看起来又像墙上白色或灰白的黏膜。

不定形或球状菌胶团,树枝状或指状菌胶团,3.对泡沫的观察,泡沫就是陷在固体层间的空气或气泡，生物泡沫产生于曝气池中，常常流到二沉池中或其他废水处理池中。

当泡沫从一个池中移到另一池中或跨越出水堰掉落时，陷在固体层间的空气或气泡会逃逸掉，泡沫从而崩塌，崩塌后的泡沫常被称为浮渣。

崩塌后的泡沫或浮渣,泡沫,3.对泡沫的观察,产生泡沫的原因：

3.对泡沫的观察,对泡沫的观察：

3.对泡沫的观察,起泡沫的丝状细菌：

已知有三种起泡沫的丝状菌：

微丝菌、诺卡氏菌和1863型菌。

微丝菌和诺卡氏菌对起泡贡献最大，并且很容易通过混合液涂片和泡沫涂片的镜检鉴别出来。

这些典型的丝状菌在泡沫中的丰度比混合液中大。

尽管无数的丝状菌存在于任意的泡沫中，这并不意味着泡沫就是起泡沫的丝状菌大量生长产生的，应当确认出泡沫中是否有起泡沫的菌体存在。

微丝菌,诺卡氏菌,1863型菌,3.对泡沫的观察,诺卡氏菌泡沫是陷在固体层间的空气或气泡，诺卡氏菌泡沫的固体层间包含由絮状颗粒中的诺卜氏菌释放的油脂。

诺卡氏菌是革兰氏阳性菌，产生油腻的巧克力棕黑泡沫。

当被困的幸气和气泡自固体层间逃逸出后，固体物崩塌，崩塌后的泡沫称为浮渣。

微丝菌是格兰氏阳性丝状菌，在显微照片中是黑色的，由这种生物引起的泡沫是黏性的、呈巧克力棕黑色。

在亮视野显微镜下，看起来像一串蓝色的“宝珠。

1863菌是革兰氏阴性的起泡丝状菌，在丝状生物中的细菌细胞呈一节一节的杆状，就像“香肠串”。

3.对泡沫的观察,菌胶团大量生长也会产生泡沫。

幼小絮凝形成的细菌如胶团杆菌导致大量胶状物质的产生，这种物质使细胞间分隔开段距离，在革兰氏染色下，胶状物质就是细胞间的白色区域。

菌胶团导致脆弱上浮的絮状颗粒的产生、当空气或气泡被胶状物质夺取时，浪花状的白沫就形成了。

菌胶团或黏性絮状物是絮体形成的细菌突然快速增殖的结果，这种增殖导致一种胞外胶状物质的大量产生和积累，夺取空气产生气泡。

3.对泡沫的观察,只有检测到有大量不定形和树枝状的菌胶团在增殖，才能确定浪花状的白沫是否由菌胶团所产生。

这一点可以通过混合液的湿涂片观察到。

为了更容易观察到菌胶团，可用一滴亚甲基蓝于涂片上，革兰氏染色的混合液涂片能够显示出细菌细胞间胶状物质的相对含量。

当营养供应不足时，絮状细菌将大量的基质作为不溶性多糖（胞外聚合物）储存于体外，多糖吸收空气成为气泡。

产生了更多的泡沫，也阻挡了墨汁中炭黑粒子向絮状颗粒中的移动，也可以用墨汁染。

多糖越多，未染色的区域也就越大。

3.对泡沫的观察,营养不足的泡沫在较短的污泥龄下呈浪花状、白色，或油脂较长时间存在于絮状颗粒中。

这些油使絮状颗粒呈金棕色，并最终转化成泡沫，也加深了泡沫的颜色，泡沫呈油腻的灰色。

污泥龄较短时，很少有油产生积累在絮状颗粒中，因此絮状颗粒为白色，由于油很少转化成泡沫，泡沫呈浪花状、白色。

墨汁染色的菌胶团,四、活性污泥中指示微生物的观察,1.活性污泥良好状态下的指示生物,

（1）良好的絮体,活性污泥在良好状态时的絮体粒径约500800。

有压密性，呈深揭色。

絮体与絮体之间的空隙中观察不到针尖状的小絮体。

（2）原生动物,楯纤虫,2.负荷非常高状态下出现的指示示生物,3.高负荷状态下出现的指示示生物,4.负荷从高到低趋向正常状态下出现的指示示生物,5.负荷低或者污泥停留时间长状态下出现的指示示生物,分散（解体）絮体,糊状絮体,五、显微镜镜检报告,超级链接,谢谢各位！