1、生物相反應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)
其原理是利用活性污泥中的微生物，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等生物相在曝氣條件下將污水中的有機(jī)物氧化分解成CO2+H2O。一些無(wú)機(jī)物質(zhì)，如NH3－N，分解過(guò)程中產(chǎn)生的能量用于生長(zhǎng)和繁殖微生物本身。
源源不斷的污水進(jìn)入，生物相在污水中不斷生長(zhǎng)繁殖，最終形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的具有一定降解功能的生態(tài)系統(tǒng)。

這種穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的形成得益于生物相良好的生長(zhǎng)環(huán)境，包括溫度、酸堿度、有機(jī)負(fù)荷、抗生素濃度、供氧等，當(dāng)污水處理系統(tǒng)中的各控制因素發(fā)生變化時(shí)，活性污泥中的各種生物相的種類(lèi)、數(shù)量及活性功能也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化。

在一定程度上，處理系統(tǒng)中活性污泥生物相的變化反映了污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和狀態(tài)。

因此，通過(guò)觀察污水處理系統(tǒng)中生物相種群數(shù)量和活性污泥數(shù)量的變化，可以了解處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和質(zhì)量，并可以及時(shí)調(diào)整處理系統(tǒng)的運(yùn)行條件以改變生物相，確保處理系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。當(dāng)前對(duì)污水處理系統(tǒng)中生物相觀察已經(jīng)在水處理領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

2、生物相的觀察手法

1）活性污泥的沉降性能

取新鮮的活性污泥，置于1000毫升的量筒中、靜置一定時(shí)間，仔細(xì)觀察污泥的沉降速率、泥水界面是否清洗、上清液是否透明等。

2）活性污泥的生物相觀察

觀察前將所觀察的樣品混合均勻，用大口徑定量移液管（保證容易取到活性污泥）吸取0.05mL樣品與載玻片上，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。剛開(kāi)始在100倍視野下觀察，環(huán)視整個(gè)視野，對(duì)樣品生物相的大致情況有初步了解，初步掌握絮體的狀態(tài)、粒徑、壓密性以及觀察到的原、后生動(dòng)物的種群。

了解生物相中體型最大的生物種類(lèi)，一定程度上體型最大的生物種類(lèi)表示出污泥的停留時(shí)間。當(dāng)100倍視野觀察不清晰時(shí)，采用400倍視野觀察。尤其是生物相的口、鞭毛著生位置及數(shù)量、纖毛蟲(chóng)纖毛著生方式及絲狀菌生長(zhǎng)情況必須在400倍視野以上才能觀察清楚。

3、生物相的觀察細(xì)節(jié)

1）活性污泥的結(jié)構(gòu)

活性污泥的各種物理、生物性狀能客觀反映污水處理過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)。

若在觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)活性污泥的絮粒大、邊緣清晰、結(jié)構(gòu)致密，吸附性能和沉降性能良好，表明污水處理運(yùn)行狀態(tài)良好，在后續(xù)處理工藝中能很好進(jìn)行泥水分離，污水處理出水效果好。

觀察絮體與絮體之間的水中有無(wú)懸浮物SS，若懸浮物越多，則預(yù)示著污水中含有大量懸浮物。當(dāng)處理系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，污泥結(jié)構(gòu)松散、絮粒變小，出現(xiàn)大量的游動(dòng)型纖毛蟲(chóng)類(lèi)等原、后生動(dòng)物，包括草履蟲(chóng)屬、豆形蟲(chóng)屬、腎型蟲(chóng)屬、變形蟲(chóng)屬、滴蟲(chóng)屬等生物，表明此時(shí)處理系統(tǒng)污泥沉降性能差，泥水分離效果不佳，影響出水效果。

2）原生動(dòng)物、后生動(dòng)物的指示作用

進(jìn)水負(fù)荷指示：

在正常運(yùn)行的活性污泥中，生物相保持相對(duì)穩(wěn)定，原、后生動(dòng)物主要以游仆蟲(chóng)屬、漩口蟲(chóng)屬、輪蟲(chóng)屬等為主。當(dāng)出現(xiàn)熊蟲(chóng)、瓢體蟲(chóng)等高級(jí)后生動(dòng)物時(shí)，則預(yù)示污水進(jìn)水負(fù)荷低，處理系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入老化時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)等微型后生動(dòng)物。

此時(shí)應(yīng)該增加污泥負(fù)荷。當(dāng)活性污泥中的原生動(dòng)物較正常狀態(tài)下的數(shù)量明顯減少，游仆蟲(chóng)等一些低負(fù)荷狀態(tài)下出現(xiàn)的原生動(dòng)物消失，不出現(xiàn)后生動(dòng)物時(shí)，則預(yù)示著進(jìn)水負(fù)荷過(guò)高，變形蟲(chóng)和一些小型鞭毛蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)。此時(shí)應(yīng)采取減少污水進(jìn)水量、減少排泥量等措施來(lái)降低污泥負(fù)荷，維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

溶解氧指示：

活性污泥溶解氧不足時(shí)常出現(xiàn)的阿托氏菌屬、硫細(xì)菌、扭頭蟲(chóng)屬和新態(tài)蟲(chóng)屬等原生動(dòng)物。同時(shí)，在高負(fù)荷、曝氣量不足的狀態(tài)下，則出現(xiàn)大量的小鞭毛蟲(chóng)。此時(shí)應(yīng)采取增加曝氣量等措施增加溶氧量。在溶解氧高時(shí)，常常出現(xiàn)變形蟲(chóng)、肉足蟲(chóng)和輪蟲(chóng)等生物。此時(shí)應(yīng)采取減少曝氣量、提高污泥回流比等措施提高污泥濃度，降低污泥負(fù)荷。

污水酸堿性指示：

當(dāng)污水堿性較強(qiáng)時(shí)，常出現(xiàn)出水渾濁、活性污泥解體、原生動(dòng)物死亡解體、處理效率降低等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)投放酸予以中和。當(dāng)酸性過(guò)強(qiáng)時(shí)，活性污泥處理池常有一股酸味，處理效率降低，各種生物相活性降低，此時(shí)應(yīng)及時(shí)加堿予以調(diào)節(jié)。

3）同一種生物種群數(shù)量變化的指示作用

污水處理系統(tǒng)在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，其所含各生物在數(shù)量和種類(lèi)上是保持相對(duì)穩(wěn)定的，反之當(dāng)各生物的種類(lèi)和數(shù)量發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)，預(yù)示著污水處理系統(tǒng)環(huán)境在發(fā)生相應(yīng)的變化。

當(dāng)污泥中所含絲狀菌大量出現(xiàn)時(shí)，表明污泥已經(jīng)發(fā)生膨脹或即將發(fā)生膨脹，包括球衣菌屬、貝氏硫細(xì)菌、諾卡氏菌屬、霉菌等，應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)措施抑制絲狀菌生長(zhǎng)，調(diào)整系統(tǒng)的各項(xiàng)處理?xiàng)l件，維持處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)絮體結(jié)構(gòu)松散時(shí)，小絮體將成為某些輪蟲(chóng)的食物。在充足的飼料下，輪蟲(chóng)過(guò)度繁殖。出現(xiàn)這種情況時(shí)，污泥老化，應(yīng)采取相應(yīng)的污泥處置措施，以消除污泥老化水處理效果造成的損害。原生動(dòng)物和一些微型動(dòng)物比毒素對(duì)毒素更敏感。屏蔽纖維是活性污泥中的一種重要指標(biāo)。當(dāng)這類(lèi)生活污泥迅速減少時(shí)，表示污水中的有關(guān)有毒物質(zhì)。它需要及時(shí)預(yù)處理。

4）結(jié)合工況實(shí)際分析

活性污泥是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的具有一定降解功能的生態(tài)系統(tǒng)，這種穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的形成得益于生物相良好的生長(zhǎng)環(huán)境，當(dāng)污水處理系統(tǒng)中的環(huán)境條件發(fā)生改變時(shí)，相應(yīng)的生物相也會(huì)隨之改變。生物相的變化在一定程度上反映了污水處理系統(tǒng)的質(zhì)量和狀態(tài)。

在污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理中，可以通過(guò)觀察活性污泥的生物相變化來(lái)研究處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并采取措施保證其連續(xù)性、穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)然，在不同的地區(qū)和不同的污水處理廠，水質(zhì)和加工工藝也不同，污水種類(lèi)繁多，活性污泥的生物相也會(huì)有很大的不同。

因此，在工作實(shí)踐中，應(yīng)參照具體情況，研究適合具體案例的水質(zhì)變化與生物相變化的相互關(guān)系，從而通過(guò)觀察生物相的變化更好的指導(dǎo)污水處理廠的運(yùn)行管理。

4、生物相的實(shí)踐總結(jié)

通過(guò)顯微鏡觀察水樣中活性污泥的結(jié)構(gòu)（是否松散）、狀態(tài)（是否正常）和顏色（褐色最佳），同時(shí)觀察污泥中微生物的數(shù)量（多少）、活性（活躍與否）和狀態(tài)（年輕、正常或老）。一般當(dāng)活性污泥狀態(tài)良好時(shí)，鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、輪蟲(chóng)和線蟲(chóng)較多，活動(dòng)性很強(qiáng)，體積過(guò)小為年輕，過(guò)大為老，均不利于污泥性能。

1）活性污泥凈化性能良好時(shí)出現(xiàn)的微生物有鐘蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)、楯纖蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)及各種后生動(dòng)物及吸管蟲(chóng)類(lèi)等固著性生物或匍匐型生物，當(dāng)這些生物的隔數(shù)達(dá)到1000個(gè)/mL以上，占整個(gè)生物個(gè)體數(shù)80%以上時(shí)，可以斷定這種活性污泥具有較高的凈化效果。

2）活性污泥凈化性能惡化時(shí)出現(xiàn)的生物有多波蟲(chóng)、側(cè)滴蟲(chóng)、屋滴蟲(chóng)、豆形蟲(chóng)等快速游泳的生物。這時(shí)絮體很碎約100um大笑。嚴(yán)重惡化時(shí)只出現(xiàn)多波蟲(chóng)、屋滴蟲(chóng)。極端惡化時(shí)原生動(dòng)物和后生動(dòng)物都不出現(xiàn)。

3）活性污泥由惡化狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)時(shí)出現(xiàn)的生物為漫泳蟲(chóng)、斜葉蟲(chóng)、斜管蟲(chóng)、尖毛蟲(chóng)等緩慢游泳型或匍匐型生物。曾觀察到這些微生物成為優(yōu)勢(shì)生物繼續(xù)一個(gè)月左右。

4）活性污泥分?jǐn)?shù)解體時(shí)出現(xiàn)的生物為蛞蝓簡(jiǎn)變蟲(chóng)、輻射變形蟲(chóng)等肉足類(lèi)。這些生物出現(xiàn)數(shù)萬(wàn)個(gè)以上時(shí)絮體變小，使處理水渾濁。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些生物劇增時(shí)可通過(guò)減少回流污泥量和送氣量，能在某種程度上抑制這種現(xiàn)象。

5）活性污泥膨脹時(shí)出現(xiàn)的微生物為球衣菌、各種霉菌等，這些絲狀微生物引起污泥膨脹，當(dāng)SVI在200以上時(shí)，這些絲狀微生物呈絲屑狀。膨脹污泥中的微型動(dòng)物比正常污泥少。

6）溶解氧不足時(shí)出現(xiàn)的微生物為貝氏硫黃細(xì)菌等。這些微生物適于溶解氧濃度低時(shí)生存。這些微生物出現(xiàn)是]，活性污泥呈黑色、腐敗發(fā)臭。

7）曝氣過(guò)量時(shí)出現(xiàn)的微生物，若過(guò)曝氣時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)，各種變形蟲(chóng)和輪蟲(chóng)為優(yōu)勢(shì)生物。

8）廢水濃度過(guò)低時(shí)大量出現(xiàn)的微生物為游仆蟲(chóng)等。

9）BOD負(fù)荷低時(shí)出現(xiàn)的微生物。表殼蟲(chóng)、鱗殼蟲(chóng)、輪蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)等為優(yōu)勢(shì)生物，這些生物多時(shí)也是硝化進(jìn)行的指標(biāo)。

10）沖擊負(fù)荷和毒物流入時(shí)出現(xiàn)的生物。因?yàn)樵鷦?dòng)物對(duì)環(huán)境條件的變化反應(yīng)比細(xì)菌為快，所以可通過(guò)觀察原生動(dòng)物的變化情況來(lái)看沖擊負(fù)荷和毒物對(duì)活性污泥的影響。原生動(dòng)物中對(duì)沖擊負(fù)荷和毒物反映最靈敏的楯纖蟲(chóng)，當(dāng)楯纖蟲(chóng)急劇減少時(shí)，說(shuō)明發(fā)生了沖擊負(fù)荷和流入少量毒物。