污水處理與生物相

1、.污水辦理與生物相（2）原生動物的基本特點1.1形態(tài)原生動物門屬真核原生生物界，是單細(xì)胞的微型動物，由原生質(zhì)和一個或多個細(xì)胞核構(gòu)成。原生動物和多細(xì)胞動物相同，擁有新陳代謝、運動、生殖、對外界刺激的感覺性和對環(huán)境的適應(yīng)性等生理功能。原生動物個體很小，長度一般在100300m之間。它們都擁有細(xì)胞膜。多半種屬的細(xì)胞膜結(jié)實而富裕彈性，從而使原生動物本體保持必定的體形。但也有一些種屬，比如變形蟲，只有一層極薄的原生質(zhì)膜，不可以保持固定的體形。原生動物一般擁有一個或兩個以上的細(xì)胞核，其形狀多種多樣，它們在其細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生形態(tài)的分化，形成了能夠執(zhí)行各項生命活動和生理功能的胞器。在運動胞器方面有鞭毛、偽足和纖毛；

2、在營養(yǎng)胞器方面有胞口、胞咽和食品泡；用以排出廢料和調(diào)理浸透壓的胞器有伸縮泡等。有些種類的原生動物的細(xì)胞膜內(nèi)散布著肌絲，擁有縮短變形的功能。1.2營養(yǎng)方式原生動物的營養(yǎng)方式分為以下幾類：動物性營養(yǎng)，以吞食細(xì)菌、真菌、藻類或有機顆粒為生，絕大部分原生動物為動物性營養(yǎng)，有些擁有胞口、胞咽等攝食器；植物性營養(yǎng)，在有陽光的條件下，一些含色素的原生動物可利用二氧化碳和水進行光合作用合成碳水化合物，如植物性鞭毛蟲，但種類和數(shù)目都極少；腐生性營養(yǎng)，以死的機體或無生命的可溶性有機物質(zhì)為生；寄生性營養(yǎng)，以其余生物的機體(即寄主)作為生計的場所，并獲取營養(yǎng)和能量。.1.3分類1981年國際原生動物學(xué)會宣布了原生動物

3、分類系統(tǒng)，此中在水辦理中常有的有三類：肉足類，其細(xì)胞質(zhì)可伸縮改動而形成偽足，作為運動和攝食的胞器，運動速度達3ms，典型的肉足類為變形蟲屬、簡易蟲屬、表殼蟲屬和鱗殼蟲屬等；鞭毛類，擁有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛長度與其體長大概相等或更長些，是運動器官，鞭毛蟲又可分為植物性鞭毛蟲和動物性鞭毛蟲，常有的植物性鞭毛蟲有滴蟲屬、屋滴蟲屬和眼蟲屬等，常有的動物性鞭毛蟲有波豆蟲屬、尾波蟲屬等，鞭毛蟲的運轉(zhuǎn)速度達15300ms；纖毛類，原生動物周身表面或部分表面擁有纖毛，作為行動或攝食的工具，擁有胞口、口圍、口前庭和胞咽等司吞食和消化的細(xì)胞器官，分為游泳型和固著型兩種，游泳型包含遨游蟲屬、草履蟲屬、腎形蟲屬

4、、斜管蟲屬等，固著型常有的有鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、聚縮蟲屬、盾纖蟲屬和殼吸管蟲屬等，纖毛類運動速度較快，可達2001000ms。原生動物與細(xì)菌的關(guān)系2.1活性污泥的基本特點活性污泥是污水活性污泥辦理系統(tǒng)的反響工作主體，是由細(xì)菌、微型動物為主的微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混淆在一同所形成的絮狀體顆粒。優(yōu)秀的活性污泥擁有很強的吸附分解有機物的能力和優(yōu)秀的沉降性能，絮體的大小約為0.020.2mm，多為茶褐色，微具土壤味，密度約為1.005g/cm3，含水率99%左右。活性污泥中生計著各樣微生物，構(gòu)成了復(fù)雜的微.生物相。在多半狀況下，活性污泥中的主要微生物是細(xì)菌，伴之以營腐生的原生動物構(gòu)成基本營養(yǎng)

5、層次，而后是以細(xì)菌為食的掠食性原生動物占優(yōu)勢。2.2原生動物與細(xì)菌的功能關(guān)系在廢水生物辦理系統(tǒng)中將污染物質(zhì)降解的主假如細(xì)菌。原生動物與細(xì)菌的關(guān)系主要為：掠食關(guān)系，原生動物在食品鏈中處于捕食細(xì)菌的作用。一方面，原生動物經(jīng)過對細(xì)菌的捕食，能促使細(xì)菌的生長，使細(xì)菌的生長能保持在對數(shù)生長久，防備種群的衰老，提升細(xì)菌的活力，并且原生動物活動產(chǎn)生溶解性有機物質(zhì)(DOM)可被細(xì)菌再利用，促使了細(xì)菌的生長；另一方面，原生動物中存在的某些種類(如纖毛類)擁有吞食游離細(xì)菌的巨大能力，而游離的細(xì)菌個體小、密度小，較難積淀，易被出水帶出而影響水質(zhì)。有證人明奇景獨縮蟲在自然水體中1h能吃3萬個細(xì)菌。Curds等人在曝氣

6、池中接種纖毛類原生動物，出水大為改良。絮凝作用，細(xì)菌生長到必定程度后就凝集成絮狀物。這類絮狀物為原生動物供給了著生的環(huán)境，反過來絮狀物上的原生動物能加快絮凝過程。Curds等證明纖毛蟲能分泌兩種物質(zhì)，一種稱為P物質(zhì)，是一種多糖類碳水化合物；另一種是屬于單糖構(gòu)造的葡萄糖及阿拉伯糖，表面電荷為負(fù)的懸浮顆粒會汲取這類P物質(zhì)，經(jīng)過懸浮顆粒表面電荷的改變，就使懸浮顆粒集結(jié)起來，形成絮狀物。此外，纖毛蟲還可以分泌一種黏液，能把絮狀物再聯(lián)絡(luò)起來。原生動物分泌的黏液對懸浮顆粒和細(xì)菌均有吸附能力。這就促使了菌膠團的形成和辦理能力的提升。研究活性污泥中原生動物的目的要認(rèn)識污水辦理過程的變化或辦理水的利害，最好直接

7、研究剖析細(xì)菌的生長狀況?？墒顷P(guān)于細(xì)菌的察看、分類判定的時間很長，不可以實時起指導(dǎo)生產(chǎn)的指示和預(yù)告作用。原生動物與細(xì)菌之間存在互相依存的功能關(guān)系；原生動物個體大，便于察看；關(guān)于環(huán)境變化比細(xì)菌敏感，.更早更簡單反應(yīng)環(huán)境的變化。直接察看原生動物的種類構(gòu)成、數(shù)目、生長和變化狀況，也能反應(yīng)出細(xì)菌的生長和變化狀況，即間接地評論污水辦理過程和辦理成效的利害，起指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。4研究剖析方法4.1形態(tài)和生理察看采納顯微鏡對污水辦理過程中的活性污泥生長、變化進行察看。特別是察看原生動物的形態(tài)和生理特點。顯微鏡的放大倍數(shù)采納16或16觀40察到即的可原，生動物應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)圖進行比較。建議能夠采納微型生物監(jiān)測新技術(shù)上的

8、圖片進行比較。經(jīng)過原生動物的形態(tài)來確認(rèn)其種類和特征，從而來剖析其所處的生理狀態(tài)或生理階段，這能間接反應(yīng)活性污泥的特征。4.2數(shù)目剖析建議采納以下簡單易行的方法：用1mL移液管，移取1mL清水到表面皿中。用一橡膠頭小吸管，從表面皿中將1mL水所有吸盡，而后以平均的速度漸漸滴下，記錄1mL水的滴數(shù)，并重復(fù)數(shù)次，免得偏差。用橡膠頭小吸管在反響器中獲得平均的混淆液，滴一滴于載玻片上，蓋上蓋玻片，用低倍顯微鏡由左到右或由上到下(注意應(yīng)采納相同的方向次序)進行原生動物的計數(shù)。應(yīng)把蓋玻片下所有原生動物記錄，并重復(fù)數(shù)次。用一滴混淆液中原生動物的記錄數(shù)乘以計數(shù)吸管1mL水的滴數(shù)，即為每mL活性污泥混淆液的原生動

9、物數(shù)。原生動物的指示作用.5.1指示活性污泥性質(zhì)污泥惡化?；钚晕勰嘈跄w較小，常常在0.10.2mm以下。主要出現(xiàn)以下優(yōu)勢原生動物：豆形蟲屬、腎形蟲屬、草履蟲屬、瞬目蟲屬、波豆蟲屬、尾滴蟲屬、滴蟲屬等。這些都屬于迅速游泳型的種屬。污泥嚴(yán)重惡化時，微型動物幾乎不出現(xiàn)，細(xì)菌大批分別，活性污泥的凝集、沉降能力降落，辦理能力差。污泥解體。絮凝體渺小，有些似針狀分別。主要的優(yōu)勢原生動物有：變形蟲屬、簡易蟲屬等肉足類。污泥膨脹?；钚晕勰喑两敌阅懿睿琒VI值高。因為絲狀菌的大批生長，出現(xiàn)能攝食絲狀菌的裸口目旋毛科、全毛類原生動物及擬輪毛蟲等。污泥從惡化恢復(fù)到正常。經(jīng)過反響參數(shù)和環(huán)境的改變，活性污泥從惡化狀態(tài)

10、恢復(fù)到正常的過渡期經(jīng)常有以下原生動物出現(xiàn)：遨游蟲屬、斜葉蟲屬、管葉蟲屬等，這些都屬于慢速游泳或爬行前進的生物。污泥優(yōu)秀。易成絮體，活性高，沉降性能好。出現(xiàn)的優(yōu)勢原生動物為：鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、有肋盾纖蟲屬、獨縮蟲屬、各樣吸管蟲類、輪蟲類、寡毛類等這些均屬于固著性種屬或許爬行性種屬。5.2指示反響操作環(huán)境優(yōu)勢種屬。Modoni在1988年對污水辦理廠進行這方面的研究，總結(jié)出：高負(fù)荷、曝氣量相對不足時，小鞭毛蟲占優(yōu)勢；太短的水力逗留時間，造成小的游泳型纖毛蟲占優(yōu)勢；非.常高的負(fù)荷或存在難降解的物質(zhì)時，出現(xiàn)小的裸變形蟲和鞭毛蟲；大批出現(xiàn)爬行性和固著性纖毛蟲或有殼變形蟲時，表示運轉(zhuǎn)環(huán)境優(yōu)秀，辦理

11、成效好。此外有研究證明，溶解氧不足易出現(xiàn)阿托氏菌屬、扭頭蟲屬和新態(tài)蟲屬等；而過分曝氣則出現(xiàn)肉足類及輪蟲類；有機負(fù)荷很低，出現(xiàn)硝化作用時，能察看到游仆蟲屬、旋口蟲屬、表殼蟲屬、鱗殼蟲屬及輪蟲等；在除氮污水廠，低負(fù)荷，長水力逗留時間及高溶解氧的場合，有殼變形蟲是最好的指示生物。形態(tài)變化。在必定條件下，原生動物能分泌膠質(zhì)并形成膜將蟲體包圍起來，形成孢囊。大部分孢囊用以保護蟲體免受不利的環(huán)境要素(如溫度不適，pH值變化，食料欠缺等)的影響。待環(huán)境轉(zhuǎn)好時，蟲體能恢復(fù)生力，脫孢而出。相同，鞭毛蟲的鞭毛在條件不利時，鞭毛消逝，條件適合時，又從頭生出。當(dāng)曝氣池中溶解氧降低到1mgL以下時，鐘蟲生活不正常，體內(nèi)

12、伸縮泡會脹得很大，頂端突進一個氣泡，蟲體很快會死亡；當(dāng)pH值忽然發(fā)生變化超出正常范圍，鐘蟲表現(xiàn)為不活躍，纖毛環(huán)停止搖動，蟲體縮短成團。所以固然察看到鐘蟲數(shù)目較大，但蟲體委靡或變形時，則反應(yīng)出細(xì)菌的活力在衰敗，污水辦理成效有變差的趨勢。生殖方式。原生動物的生殖方式有無性生殖和有性生殖。無性生殖即簡單的細(xì)胞分裂，細(xì)胞核和原生質(zhì)一分為二。在營養(yǎng)、溫度、氧等環(huán)境條件優(yōu)秀的場合，原生動物就進行連續(xù)的無性生殖。當(dāng)出現(xiàn)有性生殖(接合生殖)時，常常預(yù)示環(huán)境條件變差或種群已處于衰老期。5.3預(yù)計有機負(fù)荷Salvado等人發(fā)現(xiàn)城市活性污泥污水廠有機負(fù)荷的變化會致使原生動物的構(gòu)造和數(shù)目變化，特別是纖毛蟲屬。他們采納

13、Shannon等人提出的生物多樣性指數(shù)(DiversityIndex)來計算活性污泥中纖毛類的多樣性指數(shù)，計算方法如式(1)。.HPi(log2Pi)(1)式中Pi1。Pi(取樣中i類生物的樣本數(shù)目)/(取樣中總的樣本數(shù)目)并依據(jù)大批的試驗和運轉(zhuǎn)，得出：纖毛類多樣性指數(shù)與有機負(fù)荷呈負(fù)有關(guān)關(guān)系，且是線性函數(shù)。這樣，他們畫出纖毛類多樣性指數(shù)與有機負(fù)荷之間的關(guān)系直線或有關(guān)函數(shù)模型，經(jīng)過觀察微生物的構(gòu)成和數(shù)目，就能預(yù)計污水廠運轉(zhuǎn)的有機負(fù)荷。5.4展望出水水質(zhì)Gurds等人在91個活性污泥曝氣池中進行檢查，找出原生動物種類構(gòu)成與排放水水質(zhì)之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)固然原生動物對環(huán)境適應(yīng)的范圍較寬，但最適合、數(shù)目最

14、多的是集中在一個狹小的范圍內(nèi)。依據(jù)這一特點，將出水BOD分為4個等級：010mgL,1120mgL，2130mgL，30mgL，得出活性污泥中纖毛蟲的組合比率，并和出水BOD對應(yīng)，進隊列表。頻頻試驗，找出規(guī)律。在此后的運轉(zhuǎn)中，只需察看原生動物的構(gòu)成狀況，即能夠展望出水BOD了。實質(zhì)證明，有柄纖毛蟲的數(shù)目和質(zhì)量是展望出水水質(zhì)最重要的原生動物。Al-Shahwani等人為了采納原生動物來反應(yīng)污水廠的運轉(zhuǎn)成效。經(jīng)過回歸剖析法，成立出水水質(zhì)和原生動物種群和數(shù)目的數(shù)學(xué)模型。此中有：BOD?a?0+a1x1+a2x2+這里x是某一特定原生動物的記錄數(shù)目，a?是對應(yīng)的回歸系數(shù)。經(jīng)過努力，數(shù)學(xué)模型在展望出水水

15、質(zhì)時，擁有較高的成功率，有適用價值。生活污水辦理廠BOD展望成功率為87%，SS為73%；工業(yè)污水辦理廠BOD展望成功率為69%，SS為58%。Madoni等人不單找出出水BOD,NO3-N等與原生動物之間的有關(guān)關(guān)系，同時還比較了各運轉(zhuǎn)參數(shù)的變化狀況，列出.了19種原生動物與BOD,?NH3-N，NO3-N，MLSS，DO，SVI，SRT等的比較關(guān)系。其中能夠看出，有殼變形蟲、表殼蟲、鱗殼蟲、無柄纖毛蟲、鞘居蟲等能直接反應(yīng)出水硝化的程度。5.5生物評論指數(shù)Madoni在采納原生動物構(gòu)成、數(shù)目來指示污水辦理狀態(tài)的基礎(chǔ)上，提出用污泥生物指數(shù)SBI(SludgeBioticIndex)來評論活性污泥的生物特征。這使向來使用察看的感性認(rèn)識判斷生物特征的方法變成使用詳細(xì)數(shù)值。SBI是依據(jù)以下幾個方面確立的。(1)原生動物的密度。依據(jù)廣泛的研究以為：在活性污泥中，原生動物的密度106個L為優(yōu)秀，104106個為中等，104個則為差。所以，SBI在列表時分為1066個和106個兩檔，前者比后者的SBI大。(2)原生動物的優(yōu)勢種群。把原生動物分為爬行性、部分固著性纖毛類或Testateamoebae類，固著性纖毛類，蓋蟲屬，小口鐘蟲，游泳纖毛蟲，小型游泳鞭毛蟲六類，SBI隨以上