Tijdens de werking van afvalwaterzuiveringsinstallaties kijken we dagelijks naar gegevens: CZV, NH3-N, TN, SVI, DO, etc., maar het eerste "alarm" komt vaak niet van de instrumenten, maar van de micro-organismen. Ervaren operators kijken vaak niet eerst naar de laboratoriumrapporten, maar naar de microscoop, want micro-organismen liegen niet; hun "verschijning of verdwijning" vertelt u direct of het systeem gezond is. Dit artikel schetst systematisch methoden voor het snel identificeren van veel voorkomende micro-organismen in waterbehandeling en hun indicatieve betekenis vanuit een praktisch, praktijkgericht perspectief, waardoor u: procesrisico's vooraf kunt beoordelen zonder te wachten tot de gegevens de normen overschrijden.
I. Waarom zijn micro-organismen meer 'vooruitziend' dan fysisch-chemische indicatoren?
In waterzuiveringssystemen weerspiegelen fysisch-chemische indicatoren ‘reeds opgetreden resultaten’, terwijl veranderingen in de microbiële gemeenschap vaak ‘signalen zijn dat de problemen nog maar net beginnen’. Bijvoorbeeld: ammoniakstikstof is misschien niet overmatig, maar de nitrificerende bacteriën zijn al aanzienlijk afgenomen; effluent SS kan binnen aanvaardbare grenzen liggen, maar draadvormige bacteriën zijn al begonnen het oppervlak te koloniseren. Bacteriële vlokken; de gegevens zien er normaal uit, maar de villi beginnen te krimpen en rond te worden – dit zijn allemaal zichtbare waarschuwingssignalen.
II. Vier categorieën micro-organismen in waterbehandeling en basisidentificatiebenaderingen
Micro-organismen die worden gemonitord in waterbehandelingssystemen worden over het algemeen onderverdeeld in vier categorieën: bacteriën (de belangrijkste functionele componenten van het systeem), protozoa (de meest gevoelige eerste- biologische indicator), metazoa (een marker van hoge systeemstabiliteit) en algen en schimmels (indicatoren voor afwijkingen of besmetting). Protozoa, metazoa, vlokken en draadvormige bacteriën kunnen direct worden waargenomen met een optische microscoop; bacteriën vereisen kleuring, kweek of moleculair biologische methoden.
Als een "expert" uw "slib" rechtstreeks onder een microscoop onderzoekt en zegt dat er een probleem is met nitrificerende bacteriën, kunt u de "expert" vertellen dat hij moet vertrekken. Nitrificerende en nitriet-oxiderende bacteriën kunnen niet rechtstreeks onder een microscoop worden waargenomen.
III. Meest gebruikte microbiële identificatiemethoden bij waterbehandeling (in volgorde van moeilijkheidsgraad)
1. Basisniveau: Optische microscoop 100 ~ 400x. Haal de gemengde vloeistof rechtstreeks uit de beluchtingstank of het influent uit de secundaire sedimentatietank en laat dit 3~5 minuten staan.. 1. Minuten: maak een objectglaasje van de tussenlaag van het medium voor live observatie of eenvoudige kleuring met methyleenblauw. Directe identificatie is mogelijk voor: protozoa, metazoa, bacterievlokken, draadvormige bacteriën en algen.
2. Gevorderd stadium (laboratoriumhulpoordeel): Plaats één druppel water in het midden van een objectglaasje, voeg een zeer kleine hoeveelheid slib of kweekmedium toe en verdeel het voorzichtig gelijkmatig om een dun, uniform uitstrijkje te vormen (het moet dun zijn; een te dik uitstrijkje zal resulteren in onvolledige ontkleuring en valse positieven). Laat het aan de lucht drogen (niet verwarmen). Plaats het glaasje met de bacteriële kant naar boven en beweeg het snel 2-3 keer heen en weer over de vlam van een alcohollamp (als er geen alcohollamp beschikbaar is, kan een aansteker worden gebruikt). Voeg kristalviolet toe om het uitstrijkje volledig te bedekken. Na 1 minuut voorzichtig afspoelen met een langzame stroom water. Op dit punt zijn alle bacteriën paars. Voeg jodiumoplossing toe om het uitstrijkje te bedekken. 1 minuut later... Spoel na 30 minuten. Kantel het objectglaasje, voeg 95% ethanol toe, spoel gedurende 10-20 seconden met water, voeg safranine of verdunde basische fuchsine toe, spoel gedurende 30-60 seconden, dep droog en observeer onder een microscoop.
Gramkleuring kan onderscheid maken tussen Gram-positieve (G+) en Gram-negatieve (G-) bacteriën en helpt bij de identificatie van filamenteuze bacteriën. Gram-positieve (G+) bacteriën hebben dikke celwanden en zien er bij observatie paars of donkerblauw uit; Gram-negatieve (G-) bacteriën hebben dunnere celwanden met een buitenmembraan en zien er rood of roze uit als ze worden waargenomen.
Tijdens de uitvoering van het project hebben we geen experimenten uitgevoerd om onderscheid te maken tussen G+ en G-, maar om de bron van procesproblemen vast te stellen. In het geval van actieve verontreinigingen... In slibsystemen zijn Gnaphalium en Thiofilaria meestal Gram{4}}negatief (G−), vaak overeenkomend met een hoge organische belasting, onvoldoende opgeloste zuurstof (DO) en een te hoog zwavelgehalte in afvalwater; actinomyceten zijn meestal Gram{5}}positief (G+), wat vaak overeenkomt met een lage watertemperatuur, slibveroudering en een buitensporig lange vaste- reactie in de vaste toestand (SRT). Bovendien zijn G-cellen, omdat ze dunnere celwanden hebben, vaak de eersten die sterven als het systeem wordt blootgesteld aan toxische schokken, waarbij nitrificerende bacteriën (meestal G-) de dupe worden.
Gramkleuring hoeft niet dagelijks te worden uitgevoerd. Het kan worden gebruikt als aanvullend diagnostisch hulpmiddel wanneer ophoping van filamenteus slib, plotselinge ineenstorting van de nitrificatie, vermoedelijke toxische schokken of abnormale werking bij lage temperaturen in de winter worden waargenomen.
De bovenstaande twee methoden zijn eenvoudig en geschikt voor waterzuiveringsinstallaties. Er zijn ook meer geavanceerde methoden, zoals 16S-rRNA-kleuring. Sequencing, FISH, flowcytometrie, enz. zijn alleen geschikt voor onderzoek en worden niet aanbevolen voor gebruik in de projectuitvoering.
IV. Bacteriën: het "systeemskelet" dat de behandelingscapaciteit bepaalt
1. Vlokjes: de belangrijkste indicator van systeemstabiliteit
Vlok{0}}vormende bacteriën zijn de belangrijkste dragers van actief slib. Hun morfologische kenmerken omvatten een vlokkige of klontachtige structuur, ingekapseld in een kleverige capsule, met dicht opeengepakte kokken of korte bacillen erin.
Als de vlokstructuur compact is en de randen glad zijn, wijst dit op een hoge slibactiviteit, een goede uitvlokking en bezinking, en een sterke verwijderingscapaciteit voor CZV en NH3-N. Als de structuur los is, de randen ruw zijn en gemakkelijk kapot gaat, duidt dit op veroudering of vergiftiging van het slib, een hoog risico op ophoping en een grote kans dat SS de norm in het effluent overschrijdt.
2. Filamenteuze bacteriën: de meest voorkomende ‘onruststokers’
Gastrosporium glomeratum (G⁻) 1. [Onduidelijke tekst - waarschijnlijk gerelateerd aan bacteriën:] De aanwezigheid van een omhulsel en het vermogen om te bewegen duiden op een hoge organische belasting en onvoldoende opgeloste zuurstof (DO). G-zwavel-houdende korrels, die er onder een microscoop glanzend uitzien, duiden op een hoog zwavelgehalte in het afvalwater of in anaerobe omstandigheden. G-vertakte actinomyceten duiden op een lage watertemperatuur of verouderend slib.
3. Functionele bacteriën: de ‘motor’ van het denitrificatieproces.
Nitrificerende bacteriën zijn overwegend Gram{0}}negatief (bijna volledig Gram-negatief), terwijl denitrificerende bacteriën ook overwegend Gram-negatief zijn, maar Gram-positieve bacteriën kunnen ook deelnemen.
V. Protozoa
De belangrijkste "biologische indicator" voor eerstelijnsbediening en onderhoud. Protozoa voeden zich met bacteriën en organisch afval en zijn uiterst gevoelig voor veranderingen in de omgeving, waardoor ze de meest geschikte indicatororganismen zijn voor routinematig microscopisch onderzoek.
Verschillende protozoa komen overeen met verschillende bedrijfsomstandigheden. Flagellaten verschijnen tijdens het opstarten van het proces-, een hoge influentbelasting en een slechte waterkwaliteit; amoeben verschijnen tijdens schommelingen in de waterkwaliteit. Er worden grote, lage niveaus van opgeloste zuurstof (DO) en een slechte vlokkwaliteit waargenomen. Zwemmende ciliaten (zoals Paramecium) verschijnen in de overgangsfase. Sedentaire ciliaten (zoals Vorticella en Cyclocarya) verschijnen wanneer het systeem stabiel is en de effluentkwaliteit uitstekend is. Als de mondschijf van de Vorticella echter krimpt en het lichaam rond wordt, is dit een zeer gevaarlijk signaal, wat wijst op microbiële vergiftiging of DO-tekort, en staat het proces op het punt te mislukken. Siphonoforen zijn alleen overvloedig aanwezig als de waterkwaliteit uitstekend is en het systeem volwassen is.
VI. Metazoa: een teken van een "zeer stabiel" systeem
Radderdiertjes verschijnen wanneer het proces lange tijd stabiel is, maar een overmatig aantal raderdiertjes duidt op veroudering van het slib en een lage organische belasting. Nematoden hebben bij kleine hoeveelheden geen duidelijke indicatieve betekenis, maar een groot aantal duidt op anaerobe omstandigheden, slibophoping of toxische shock. Een groot aantal trilwormen en tubifex-wormen duiden op ernstige anaerobe omstandigheden en slibverrotting, wat een signaal is op het niveau van procesongevallen. Nee.
VII. Algen en schimmels: waarschuwingssignalen van afwijkingen en vervuiling
Een kleine hoeveelheid algen kan opgeloste zuurstof (DO) aanvullen; een grote hoeveelheid schimmels duidt op een lage pH van het influent, een hoog suikergehalte, verouderend slib en dat schimmels met bacteriën concurreren om voedingsstoffen, wat leidt tot losse vlokken.
VIII. Microbiële successiepatronen: belangrijker dan ‘enkele soorten’
Typische microbiële successievolgorde (proces vanaf het begin- naar boven → stabiel → werking met hoge- kwaliteit): als micro-organismen slagen in de volgorde van 'flagellaten → sarcoptera → zwemmende ciliaten → sessiele ciliaten → suctorians → raderdiertjes', geeft dit aan dat het systeem aan het verbeteren is; als de opvolging wordt omgekeerd, geeft dit aan dat het systeem verslechtert.
IX. Praktische suggesties voor bediening en onderhoud in de frontlinie
Bij de uitlaat van de beluchtingstank of het influent van de secundaire sedimentatietank eerst een verdunning van 100x en daarna een verdunning van 400x observeren. Tijdens de stabiele periode één keer per dag observeren; tijdens abnormale perioden, verhogen tot 2-4 maal daags. Gramkleuring mag slechts één keer worden gebruikt, in geval van extreme weersomstandigheden, systeemupgrades of wanneer een nieuwe waterbron aan het systeem wordt toegevoegd.
Conclusie: Degenen die waterbehandeling echt begrijpen, zullen uiteindelijk terugkeren naar de microscoop. Wanneer u micro-organismen kunt gebruiken om te bepalen in welke eenheid het probleem ligt-of het nu gaat om een probleem met de belasting, een probleem met opgeloste zuurstof (DO) of een toxische schok-en of vroegtijdige interventie nodig is, bent u niet langer een operator 'geleid door gegevens', maar iemand die het proces werkelijk controleert.
Micro-organismen zijn de meest eerlijke taal van een waterbehandelingssysteem.