Jätevedenpuhdistamoiden toiminnan aikana katsomme tietoja päivittäin: COD, NH3-N, TN, SVI, DO jne., mutta aikaisin "hälytys" ei useinkaan tule laitteista, vaan mikro-organismeista. Kokeneet käyttäjät eivät useinkaan katso ensin laboratorioraportteja, vaan pikemminkin mikroskooppia, koska mikro-organismit eivät valehtele; niiden "ilmentyminen tai katoaminen" kertoo suoraan, onko järjestelmä terve. Tässä artikkelissa hahmotellaan systemaattisesti menetelmiä yleisten mikro-organismien nopeaan tunnistamiseen vedenkäsittelyssä ja niiden suuntaa-antava merkitys käytännön näkökulmasta, mikä auttaa sinua: arvioimaan prosessin riskejä etukäteen odottamatta, että tiedot ylittävät standardit.
I. Miksi mikro-organismit ovat "ennakoivampia" kuin fysikaalis-kemialliset indikaattorit?
Vedenkäsittelyjärjestelmissä fysikaalis-kemialliset indikaattorit heijastavat "jo saavutettuja tuloksia", kun taas muutokset mikrobiyhteisössä ovat usein "signaaleja siitä, että ongelmat ovat vasta alkamassa". Esimerkiksi: ammoniakkityppeä ei ehkä ole liikaa, mutta nitrifioivat bakteerit ovat jo vähentyneet merkittävästi; jätevesi voi olla hyväksyttävissä rajoissa, mutta rihmamaiset bakteerit ovat jo alkaneet kolonisoida pintaa. Bakteerihiutaleet; tiedot näyttävät normaalilta, mutta villit alkavat kutistua ja muuttua pyöreiksi – nämä ovat kaikki näkyviä varoitusmerkkejä.
II. Neljä mikro-organismien luokkaa vedenkäsittelyssä ja perustunnistusmenetelmissä
Vedenkäsittelyjärjestelmissä seurattavat mikro-organismit jaetaan yleensä neljään luokkaan: bakteerit (järjestelmän tärkeimmät toiminnalliset komponentit), alkueläimet (herkin ensimmäisen-linjan biologinen indikaattori), metazoa (järjestelmän korkean stabiilisuuden merkki) sekä levät ja sienet (poikkeavuuksien tai kontaminaation osoittimet). Alkueläimet, metazoa, flokit ja rihmamaiset bakteerit voidaan tarkkailla suoraan optisella mikroskoopilla; bakteerit vaativat värjäystä, viljelyä tai molekyylibiologisia menetelmiä.
Jos "asiantuntija" tutkii "lietettäsi" suoraan mikroskoopilla ja sanoo, että nitrifioivissa bakteereissa on ongelma, voit pyytää "asiantuntijaa" lähtemään. Nitrifioivia ja nitriitti{1}}hapettavia bakteereja ei voida suoraan havaita mikroskoopilla.
III. Yleisimmin käytetyt mikrobien tunnistusmenetelmät vedenkäsittelyssä (vaikeusjärjestyksessä)
1. Perustaso: Optinen mikroskooppi 100-400x. Ota sekoitettu lipeä suoraan ilmastussäiliöstä tai sisäänvirtaus toissijaisesta sedimentointisäiliöstä ja anna sen seistä 3–5 minuuttia. 1. Minuutit: Valmistele objektilasi väliaineen välikerroksesta elävää tarkkailua tai yksinkertaista metyleenisinivärjäystä varten. Suora tunnistaminen on mahdollista: alkueläimet, metazoa, bakteeriparvet, rihmabakteerit ja levät.
2. Edistynyt vaihe (laboratorion apuarvio): Aseta yksi tippa vettä objektilasin keskelle, lisää hyvin pieni määrä lietettä tai viljelyalustaa ja levitä se varovasti tasaisesti ohueksi, tasaiseksi sivelyksi (sen on oltava ohut; liian paksu sively johtaa epätäydelliseen värin poistoon ja vääriin positiivisiin tuloksiin). Anna kuivua ilmassa (älä lämmitä). Aseta objektilasi bakteeripuoli ylöspäin ja kuljeta sitä nopeasti edestakaisin alkoholilampun liekin yli 2-3 kertaa (jos alkoholilamppua ei ole saatavilla, voidaan käyttää sytytintä). Lisää kristalliviolettia niin, että tahra peittyy kokonaan. 1 minuutin kuluttua huuhtele varovasti pienellä vesisuihkulla. Tässä vaiheessa kaikki bakteerit ovat violetteja. Lisää jodiliuosta peittämään sively. 1 minuuttia myöhemmin... Huuhtele 30 minuutin kuluttua. Kallista objektilasia, lisää 95 % etanolia, huuhtele vedellä 10-20 sekuntia, lisää safraniinia tai laimennettua emäksistä fuksiinia, huuhtele 30-60 sekuntia, pyyhi kuivaksi ja tarkkaile mikroskoopilla.
Gramvärjäys voi erottaa gram{0}}positiiviset (G+) ja gram-negatiiviset (G-) bakteerit ja auttaa rihmamaisten bakteerien tunnistamisessa. Gram-positiivisilla (G+) bakteereilla on paksut soluseinät ja ne näyttävät purppuranpunaisilta tai tummansinisiltä, kun niitä havaitaan; Gram-negatiivisilla (G-) bakteereilla on ohuemmat soluseinät, joissa on ulkokalvo, ja ne näyttävät punaisilta tai vaaleanpunaisilta, kun niitä havaitaan.
Projektin aikana emme tehneet kokeita erottaaksemme G+:sta ja G{1}}:stä, vaan pikemminkin määrittääksemme prosessiongelmien lähteen. Aktiivisten kontaminanttien tapauksessa... Lietejärjestelmissä Gnaphalium ja Thiofilaria ovat enimmäkseen gram-negatiivisia (G−), mikä usein vastaa suurta orgaanista kuormitusta, riittämätöntä liuennutta happea (DO) ja liian korkeaa rikkipitoisuutta jätevedessä; aktinomykeetit ovat enimmäkseen Gram{5}}positiivisia (G+), mikä usein vastaa matalaa veden lämpötilaa, lietteen vanhenemista ja liian pitkää kiinteän olomuodon reaktiota (SRT). Lisäksi, koska G-soluilla on ohuemmat soluseinät, ne kuolevat usein ensimmäisinä, kun järjestelmä joutuu myrkyllisille iskuille, ja nitrifioivat bakteerit (useimmiten G-) kantavat suurimman osan.
Gram-värjäystä ei tarvitse tehdä päivittäin. Sitä voidaan käyttää apudiagnostiikkatyökaluna, kun havaitaan rihmamaisen lietteen bulkkia, äkillistä nitrifikaation romahtamista, epäillään myrkyllisiä iskuja tai epänormaalia toimintaa alhaisissa lämpötiloissa talvella.
Edellä mainitut kaksi menetelmää ovat yksinkertaisia ja sopivat vedenkäsittelylaitoksiin. On myös kehittyneempiä menetelmiä, kuten 16S rRNA-värjäys. Sekvensointi, FISH, virtaussytometria jne. soveltuvat vain tutkimukseen, eikä niitä suositella käytettäväksi projektitoiminnassa.
IV. Bakteerit: "Järjestelmän luuranko", joka määrittää hoitokapasiteetin
1. Flocs: järjestelmän vakauden ensisijainen indikaattori
Floc{0}}muodostavat bakteerit ovat aktiivilietteen kantajia. Niiden morfologisiin ominaisuuksiin kuuluu flokkuloiva tai kokkaremainen rakenne, joka on koteloitu tahmeaan kapseliin, jonka sisällä on tiiviisti pakattuja kokkeja tai lyhyitä basilleja.
Jos flokkirakenne on tiivis ja reunat sileät, se kertoo korkeasta lietteen aktiivisuudesta, hyvästä flokkulaatiosta ja laskeutumisesta sekä vahvasta COD- ja NH3-N-poistokyvystä. Jos rakenne on löysä, reunat karkeat ja helposti murtuva, se viittaa lietteen ikääntymiseen tai myrkytykseen, suureen bulkaatioriskiin ja suureen todennäköisyyteen, että SS ylittää standardin jätevedessä.
2. Rihmabakteerit: yleisin prosessi "häiriöntekijät"
Gastrosporium glomeratum (G⁻) 1. [Epäselvä teksti - todennäköisesti liittyy bakteereihin:] Vaipan läsnäolo ja kyky liikkua osoittavat suurta orgaanista kuormitusta ja riittämätöntä liuennutta happea (DO). G-rikkiä- sisältävät rakeet, jotka näyttävät kiiltäviltä mikroskoopilla, osoittavat jäteveden korkeaa rikkipitoisuutta tai anaerobisia olosuhteita. G-haarautuneet aktinomykeetit osoittavat alhaisen veden lämpötilan tai ikääntyvän lietteen.
3. Toiminnalliset bakteerit: Denitrifikaatioprosessin "moottori".
Nitrifioivat bakteerit ovat pääasiassa Gram{0}}negatiivisia (melkein kokonaan Gram-negatiivisia), kun taas denitrifioivat bakteerit ovat myös pääosin Gram{2}}negatiivisia, mutta myös Gram-positiiviset bakteerit voivat osallistua.
V. Alkueläimet
Tärkein "biologinen indikaattori" etulinjan käyttöön ja kunnossapitoon. Alkueläimet ruokkivat bakteereja ja orgaanisia roskia ja ovat erittäin herkkiä ympäristön muutoksille, joten ne ovat sopivimpia indikaattoriorganismeja rutiinimikroskooppiseen tutkimukseen.
Eri alkueläimet vastaavat erilaisia toimintaolosuhteita. Leimahduksia esiintyy prosessin-käynnistyksen, suuren sisäänvirtauskuorman ja huonon vedenlaadun aikana. ameebat ilmestyvät veden laadun vaihteluiden aikana. Havaitaan suuria, alhaisia liuenneen hapen (DO) tasoja ja huonoa flokkulointilaatua. Uivia ripsiä (kuten Paramecium) ilmestyy siirtymävaiheessa. Istuvia ripsiä (kuten Vorticella ja Cyclocarya) ilmaantuu, kun järjestelmä on vakaa ja jäteveden laatu on erinomainen. Jos Vorticellan suulevy kuitenkin kutistuu ja sen runko pyöristyy, tämä on erittäin vaarallinen signaali, joka osoittaa mikrobimyrkytys tai DO-puutos, ja prosessi on kohta toimintahäiriö. Sifonoforeja on runsaasti vain, kun veden laatu on erinomainen ja järjestelmä on kypsä.
VI. Metazoa: merkki "erittäin vakaasta" järjestelmästä
Rotiferit ilmaantuvat prosessin ollessa stabiili pitkään, mutta liiallinen rotiferien määrä viittaa lietteen ikääntymiseen ja alhaiseen orgaaniseen kuormitukseen. Sukkulamatoilla ei ole ilmeistä indikatiivista merkitystä pieninä määrinä, mutta suuri määrä viittaa anaerobisiin olosuhteisiin, lietteen kertymiseen tai toksiseen shokkiin. Suuri määrä täriseviä matoja ja tubifex-madoja viittaa vakaviin anaerobisiin olosuhteisiin ja lietteen mädäntymiseen, mikä on prosessionnettomuuden tason signaali. Ei.
VII. Levät ja sienet: varoitusmerkit poikkeavuuksista ja saastumisesta
Pieni määrä levää voi täydentää liuennutta happea (DO); suuri määrä sieniä osoittaa matalaa pH-arvoa, korkeaa sokeripitoisuutta, ikääntyvää lietettä ja sitä, että sienet kilpailevat bakteerien kanssa ravintoaineista, mikä johtaa irtonaisiin flokkiin.
VIII. Mikrobien peräkkäismallit: tärkeämpää kuin "yksittäinen laji"
Tyypillinen mikrobien peräkkäisyysjärjestys (prosessi alusta-alusta → vakaa → korkea-laatuinen toiminta): Jos mikro-organismit menestyvät järjestyksessä "leimarit → sarkopterit → uivat ripset → istumattomat ripset → sipulit → rotiferit", se osoittaa, että järjestelmä paranee. jos peräkkäisyys on päinvastainen, se osoittaa järjestelmän huonontuvan.
IX. Käytännön ehdotuksia etulinjan käyttöön ja huoltoon
Tarkkaile ilmastussäiliön poistoaukon tai toissijaisen sedimentointisäiliön tuloaukon kohdalla ensin 100-kertaista laimennusta ja sitten 400-kertaista laimennusta. Tarkkaile vakaan kauden aikana kerran päivässä; poikkeavien jaksojen aikana nosta 2-4 kertaa päivässä. Gram-värjäystä tulee käyttää vain kerran äärimmäisissä sääolosuhteissa, järjestelmäpäivityksissä tai kun järjestelmään lisätään uusi vesilähde.
Johtopäätös: Ne, jotka todella ymmärtävät vedenkäsittelyn, palaavat lopulta mikroskoopin pariin. Kun voit määrittää mikro-organismien avulla, missä yksikössä ongelma piilee,-olipa kyseessä kuormitusongelma, liuenneen hapen (DO) ongelma tai myrkyllinen shokki-ja tarvitaanko varhaista puuttumista, et ole enää "tiedon johtama" käyttäjä, vaan henkilö, joka todella hallitsee prosessia.
Mikro-organismit ovat vedenkäsittelyjärjestelmän rehellisin kieli.