指示生物测评污水厂净化能力的研究

1、第22卷第4期哈尔滨商业大学学报(自然科学版)Vol.22No.42006年8月Aug.2006JournalofHarbinUniversityofCommerce(NaturalSciencesEdition)指示生物测评污水厂净化能力的研究王春丽,刘慧,米海蓉(哈尔滨工程大学建筑工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:为了利用指示生物来监测和评价污水厂处理效果,在不同的水质情况下对指示生物的种属、数量、活性及其组成和数量进行了检测与分析,结果表明,通过检测污水厂曝气池中纤毛虫组合率可以预报出水水质情况;观察与监测指示生物的生物相和生长变化情况能及时反应水厂运行的异常情况.据此能够及时指

2、导污水处理厂的生产运行,保证污水厂的处理效果.关键词:指示生物;活性污泥;BOD5;污水处理厂中图分类号:X703文献标识码:A文章编号1672-(-03StudyonbiologicalnmitoringandtintmentplantsChun2li,LIUHui,MIHai2rongCivilEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Tomonitorandevaluateperformanceoftreatmentplantsbyobservinggenus,quantityandactive

3、ofbiologicalindicatorsandanalyzingtheirconstitutesandquantitiesoncombinationmonitoredinaerobicpondcouldpredictdrainagepropertyoftreatmentplants;itcanbeusedtodirecttheoperationmanagementoftreatmentplants.Meanwhile,correspond2ingrelationshipbetweenevolutionofmicroorganismandtreatmenteffectisanalyzedan

4、dstud2plesofbiologicalindicators,theusefulinformationoftheprocesscouldbeobtainedintime,andsubsequentlygivedirectionstotheperformance.Keywords:biologicalindicators;activatedsludge;BOD5;treatmentplants在传统的污水厂水质监测与评价中进行理化分析,就是采用仪器测定和化学分析手段,对污染物的种类和质量浓度进行分析测定,其中一些常规参数和温度、pH值、溶解氧、氧化还原电位及电导参数还需定期采样,例如BOD5

5、等,因而只反映采样瞬时的污染物的质量浓度,不能及时反映污泥生1长情况和污水处理的效果.如果靠此测定结果来指导生产运行,就会使工艺调整滞后.而指示生物能迅速地反映污泥的活性,且与BOD5等参数有直接关系,因此了解指示生物的种类、数量、活性等变化,可以在一定程度上直接反映出污水处理效果、处理过程中的情况,便于及时调整工艺操作,使生产正常运行.2,3收稿日期:2006-01-21.作者简介:王春丽(1974-),女,教师,硕士,研究方向:水污染控制.第4期王春丽,等:指示生物测评污水厂净化能力的研究351监测和评价方法1.1指示生物监测和评价污水水质的理论依据30%、10%,其比例为2431即为该纤

6、毛虫与活性污泥具有生物的性质,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.但目前细菌分析比较复杂,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.而指示生物是指活性污泥中依附细菌生存的一些具有代表性的原生动物,这些生物一般依附游离细菌生存,与细菌个数有相关关系;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.因而直接观察指示生物的种属、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

7、产的作用.同时,:1)连续性.条件的变化,.理化检测分析,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)综合性、真实性.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.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.1.2监测和评价出水水质尽管原生动物对环境适应范围较宽,但是其最适合的环境是一个狭小的范围,在这个范围内,其数量最多,故原生动

8、物种类组成与出水质量有一定关系.实践证明,有柄纤毛虫的数量和质量是预测出水水质最重要的原生动物.如此,将出水水质依BOD5分为4级:010mg/L,1120mg/L,2130mg/L,>30mg/L,然后在曝气池出水口采集水样,镜检观察原生动物纤毛虫的种类组成,分析每一种纤毛虫在这4级出水中的出现率,按其相应的比例得出该纤毛虫与出水水质的组合率.比如某种纤毛虫在这4级出水中的出现率分别为20%、40%、出水水质的组合率,并和出水BOD5对应,进行列表.反复进行试验,找出规律.在以后的运行中,只要观察原生动物的构成情况,即可以按照规律表预测出水BOD5了.例如,通过定期镜检观察哈尔滨市文昌

9、污水处理厂曝气池出口处水样,其中有纤毛虫9种:小口钟虫、沟钟虫、白钟虫、微盘盖虫、有肋循纤虫、盘状游仆虫、胎壳吸管虫、团着足吸管虫、软锤吸管虫.2根据各种纤毛虫对BOD5的组合率见表1,将各级出水的组合率数字分别相加,得组合率总数分别为16、27、38、9,最大值为38,故预测出水的BOD5为2130mg/L,而实际测得为26mg/L.表1BOD5微盘盖虫有肋循纤虫盘状游仆虫胎壳吸管虫团着足吸管虫软锤吸管虫组合率总数023323300016/(-1)4433330252721303234231065389>3011112l02Curds等人在英国75个污水处理厂的91个3活性污泥曝气池中

10、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83%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.为了更好地采用原生动物来反映污水厂的运4行效果,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%;Madoni等人不仅找出出-水BOD5,

11、NO3N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NH3N,MLSS,DO,SVI,SRT等的对照关系.1.3监测和指导生产运行536哈尔滨商业大学学报(自然科学版)第22卷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1020d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

12、导操作运行.一般可以通过以下2方面对指示生物进行观察和检测.1)观察和检测指示生物的种属、数量.曝气池处于最佳状态时,原生动物月平均的范围为:钟虫100650个/mL,木盾纤虫300600个/mL,漫游虫2120个/mL,吸管虫110个/mL.其他一些偶见种类,例如:鞭毛虫、滴虫、变形虫、眼虫等较少,占原生动物总数不及5%,出现时其数量在1040个/mL.如果其数量显著增加,华”标志.虫、l0/mL,的BOD5;,出水水质会逐渐变坏.菌胶团的数量,一般也在l040个/mL,若大量出现可能是由于有害物质的进入或细菌的代谢能力减弱形成泡式菌胶团.解氧不足易出现纤毛虫的伸缩泡增大,阿托氏菌属、扭头虫

13、属和新态虫属等,当曝气池中溶解氧降低到lmg/L以下时,钟虫生活不正常,体内伸缩泡会胀得很大,顶端突进一个气泡,虫体很快会死亡;而过分曝气则出现肉足类及轮虫类;有机负荷很低,出现硝化作用时,能观察到游仆虫属、旋口虫属、表壳虫属、鳞壳虫属及轮虫等;在除氮污水厂,低负荷,长水力停留时间及高溶解氧的场合,有壳变形虫是最好的指示生物;当pH值突然发生变化超过正常范围,钟虫表现为不活跃,纤毛环停止摆动,虫体收缩成团.所以虽然观察到钟虫数量较大,但虫体萎靡或变形时,则反映出细菌的活力在衰退,污水处理效果有变差的趋势如纤毛虫个体体积减小,则说明N/P比失调.总之,通,对污水.应用指示生物监测与评价污水厂的净

14、化能力还是一门新的科学.存在着许多不足之处,如指示生物本身作为生物,对环境具有适应性,会降低其灵敏性;微生物与微生物,微生物与非生物环境之间,关系复杂,某种程度上降低了专一性.尽管有多种不足,但随着科学技术的发展,利用指示生物的监测方法的重要性必定会显现出来,与理化分析并驾齐驱,相互配合,使之更全面,更真实地对污水处理厂处理效果做出评价.参考文献:1张自杰,周帆.活性污泥生物学与反应动力学M.北京:中国环境科学出版社,1989.2沈韫芬,章宗涉,龚循矩,等.微型生物监测新技术M.北京:中国建筑工业出版社,1990.3CURDSCR,COCKBURNA.treatmentprocess.ProtozoainbiologicalsewageProtozoaasindicatorsintheactivated-sludgeprocessJ.WatRes,1970(4):