活性污泥中原生動物和后生動物的種類研究
摘要：用活性污泥法處理污水的運行管理中，由于原生動物和后生動物在活性污泥不同時期呈現(xiàn)不同種類，且原生動物比細菌大得多，以低倍顯微鏡可以觀察到，因此以微生物尤其是原生動物種群的生長情況來判斷活性污泥和出水水質(zhì)的狀況，作為指示生物是較為方便的。
關(guān)鍵詞：原生動物； 活性污泥； 種類
活性污泥中微型動物種類可分為原生動物和后生動物。后生動物很少，只有輪蟲和線蟲類，其他絕大部分都是原生動物。與活性污泥有關(guān)的原生動物主要有三類，即鞭毛類、肉足類和纖毛類。
鞭毛類：這類原生動物因為具有一根或一根以上的鞭毛，作為運動器官，所以統(tǒng)稱鞭毛蟲或鞭毛類原生動物，可分為植物性鞭毛蟲和動物性鞭毛蟲，鞭毛與體長相等或更長些。植物性鞭毛蟲，多數(shù)有綠色的色素體，進行植物性營養(yǎng)的原生動物，少數(shù)為無色的植物性鞭毛蟲，無綠色的色素體，在活性污泥中無色的植物性鞭毛蟲例如綠眼蟲(Euglena viridls)較多；動物性鞭毛蟲，體內(nèi)無綠色的色素體，體形很小，在曝氣初期活性污泥中有較多的動物性鞭毛蟲，包括跳側(cè)滴蟲（Pleuromonas jaculans）、黎波豆蟲 (Bodo)等。
肉足類：只有細胞質(zhì)所形成的一層薄膜，大多沒有固定的形狀，細胞質(zhì)可以伸縮變動形成具有運動和攝食的胞器。大多以動物性營養(yǎng)，以細菌、藻類、有機顆粒為食。主要有變形蟲（Amoeba）、太陽蟲（Actinophrys）。
纖毛類：特點是周身表面或部分表面具有纖毛，作為運動器官。構(gòu)造是原生動物最復(fù)雜的，有胞口、胞咽做消化的器官，有大核為營養(yǎng)核，小核為生殖核。纖毛類分為游泳型（靠自身的纖毛自由游動）和固著型（固著在其他物體上生活，可以形成群體）兩種。在廢水中常見的游泳型纖毛蟲有草履蟲（Parameciom caudatum）、腎形蟲（Colpoda）、豆形蟲（Colpidium）、漫游蟲（Lionotus）、裂口蟲（Amphileptus）等；常見的固著型纖毛蟲有鐘蟲類。
以天津某污水處理廠曝氣池中活性污泥研究為例。
1 以原生動物作為不同狀態(tài)活性污泥的指示生物
由于不同種類的原生動物對環(huán)境條件的要求和對環(huán)境敏感程度的不同，所以可以利用原生動物種群的生長情況來判斷活性污泥的狀況，由于原生動物比細菌大得多，以低倍顯微鏡可以觀察到，因此以原生動物為指示生物是較為方便的。
一般情況下，在活性污泥培養(yǎng)和馴化階段中，原生動物種類的出現(xiàn)和數(shù)量的變化往往按一定順序進行，即根據(jù)原生動物活動規(guī)律判斷活性污泥培養(yǎng)成熟程度，還可判斷水質(zhì)和污（廢）水處理程度。原生動物及微型后生動物出現(xiàn)的先后次序是：運行初期細菌→植物性鞭毛蟲→肉足類（變形蟲）→動物性鞭毛蟲→游泳型纖毛蟲，吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲，污泥中微型動物活躍，主要是鐘蟲類出現(xiàn)，可單個活動，其體內(nèi)的食物泡都能清晰地觀察到，有時多個在一起呈放射形分布。在0.05ｍl混合液中有50～150只鐘蟲時，出水良好，COD<50ｍg/Ｌ，說明污水處理程度高,溶解氧充足，表明活性污泥已經(jīng)成熟；若有柄纖毛蟲數(shù)量最多時，活性污泥性能良好；鐘蟲不活躍或呆滯，往往表明曝氣池供氧不足；若出現(xiàn)鐘蟲等微生物均死亡，則說明曝氣池有毒物進入。當(dāng)發(fā)現(xiàn)沒有鐘蟲，而有大量游動的纖毛蟲，如數(shù)量較多的草履蟲、漫游蟲、豆形蟲、波豆蟲等而細菌以游離細菌為主時，則表明水中的有機物濃度高，指示處理效果不佳。而鞭毛蟲和肉足蟲占優(yōu)勢時，出水水質(zhì)一般較差。隨著污泥齡的增加，活性污泥系統(tǒng)中逐漸出現(xiàn)一些比原生動物高等的后生動物類群。它們攝食細菌、原生動物、活性污泥的碎片。后生動物也可以作為指示生物。輪蟲是活性污泥中最常見的后生動物，在正常的活性污泥中，輪蟲種類和個體數(shù)量都很少。但在BOD5負荷低，污泥停留時間長時，輪蟲擁有足夠的世代時間得以生長繁殖，又由于活性污泥細菌進入衰老期，活性污泥解體破碎，為其提供了充足的餌料，使輪蟲得以大量生長。當(dāng)輪蟲活動緩慢，縮入被甲中時，表明溶解氧過低或有抑制物流入。當(dāng)原污水濃度極低時，鞍甲輪蟲、狹甲輪蟲、單趾輪蟲和腔輪蟲大量出現(xiàn)。當(dāng)曝氣池中的污泥堆積，存在死水區(qū)時，會出現(xiàn)線蟲及寡毛類的仙女蟲。泥齡高的活性污泥中偶爾還可見到熊蟲、枝角類、橈足類和搖蚊幼蟲等節(jié)枝動物。
2 原生動物對污水凈化的影響
活性污泥中原生動物的生長、繁殖、代謝活動以及原生動物之間的演替情況，往往直接反映了污水處理狀況。通過微生物鏡檢可以直觀地了解污泥狀況。由于不同的污水處理工程進水水質(zhì)和處理工藝上有差異，活性污泥的生物相也會有所不同。通過長期觀察分析，可以得出生物相的基本組成及其與水質(zhì)變化之關(guān)系，并以此指導(dǎo)工藝運行，因此原生動物對污水凈化具有重要意義。動物性營養(yǎng)型的原生動物，如動物性鞭毛蟲、纖毛蟲、變形蟲能直接利用水中的有機物質(zhì)，對水中有機物的凈化起一定的積極作用。
在活性污泥中，纖毛蟲可以促進生物絮凝作用，活性污泥絮凝的好，就會在二次沉淀池中沉降的好，從而改善出水水質(zhì)。
若原水水質(zhì)良好，突然出現(xiàn)固定纖毛蟲減少，游動纖毛蟲增加，預(yù)示水質(zhì)要變差。相反,原水質(zhì)極差，逐漸出現(xiàn)游動纖毛蟲，水質(zhì)將向好的方向發(fā)展，直至變?yōu)楣潭ɡw毛蟲為主，則水質(zhì)變得良好，曝氣池中的纖毛蟲尤其是緣毛類纖毛蟲占優(yōu)勢時，出水水質(zhì)好。BOD5負荷低、溶解氧含量高時，出現(xiàn)表殼蟲、鱗殼蟲、板殼蟲和喇叭蟲等，此時出水水質(zhì)良好。
出現(xiàn)簡變蟲可能意味著曝氣過度，而游仆蟲的出現(xiàn)表明流入曝氣池的污水中有機物的濃度很低。楯纖蟲對水質(zhì)的感受性很高，當(dāng)其數(shù)目驟減時，表明有有害物質(zhì)流入。
當(dāng)在鏡檢中發(fā)現(xiàn)積存較多的硫絲細菌、游動細菌(球菌、桿菌、螺旋菌和較多的變形蟲、豆形蟲)時，指示曝氣時間不足，空氣量不足，進水流量過大或水溫較低，處理效果不佳。當(dāng)發(fā)現(xiàn)等枝蟲成堆出現(xiàn)，并不活躍，肉眼能見污泥中有小白點，同時發(fā)現(xiàn)貝氏硫菌和絲硫菌積硫點十分明顯，則表明曝氣池溶解氧很低，一般僅0.5ｍg/Ｌ左右。根據(jù)原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程可判斷進水水質(zhì)變化和運行中出現(xiàn)的問題。固著類纖毛蟲如果纖毛擺動快速，食物泡數(shù)量多，表明活性污泥狀態(tài)良好。如果纖毛蟲的身體畸形、口盤縮進、伸縮泡很大、細胞質(zhì)空泡化、行動遲緩，有接合生殖和形成孢囊等現(xiàn)象，則表明活性污泥的活性受到破壞。當(dāng)溶解氧過高或過低時，能見鐘蟲口圍盤附近突出一個大空泡，俗稱“頭頂氣泡”。進水中難分解物或抑制物濃度過高時，可見鐘蟲體內(nèi)積累有未消化顆粒并呈不活躍狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境條件惡劣時，鐘蟲則由正常蟲體向胞囊演變的一系列變態(tài)變化。鐘蟲的尾柄先脫落，隨后蟲體后端長出次生纖毛環(huán)呈游泳生活狀態(tài)（通常叫游泳鐘蟲），或蟲體變形，甚至呈圓柱形，前端閉鎖，纖毛環(huán)縮到體內(nèi)，依靠次生纖毛環(huán)向著相反方向游泳，如果廢水水質(zhì)不加以改善，蟲體將會越變越長，最后變成胞囊，甚至死亡。如果廢水水質(zhì)改善，蟲體可恢復(fù)原狀，恢復(fù)活性。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)有大量鐘蟲存在的情況下，循纖蟲數(shù)量多而且越來越活躍，指示曝氣池中活性污泥工作不利。此時必須注意污泥可能全變松散，若鐘蟲量遞減，纖蟲量遞增，則潛伏著污泥膨脹的可能。而當(dāng)鏡檢中各類微型動物極少，球衣細菌很多時，污泥已發(fā)生膨脹。當(dāng)活性污泥惡化或者解體時，滴蟲、波豆蟲、袋鞭蟲、變形蟲、太陽蟲和腎形蟲屬的纖毛蟲大量出現(xiàn)。
總之，根據(jù)原生動物不同種類多少的規(guī)律性可以判斷活性污泥的狀態(tài)和污水凈化程度，或根據(jù)原生動物的個體形態(tài)、生長狀況的變化預(yù)報進水水質(zhì)和運行條件正常與否，而化學(xué)方法測定的時間較長，微生物鏡檢很簡便，隨時可了解到原生動物種類和數(shù)量變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)原生動物的個體形態(tài)、生長狀況異常，可及時分析是哪方面的問題并解決。因此原生動物在活性污泥監(jiān)測方面發(fā)揮著重要作用。
參考文獻
[1] 陳聲貴，許木啟，曹宏. 活性污泥運轉(zhuǎn)效能的生物監(jiān)測. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2002，8（4）：22—26.
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