Tijekom rada uređaja za pročišćavanje otpadnih voda svakodnevno gledamo podatke: KPK, NH3-N, TN, SVI, DO itd., ali najraniji "alarm" često nije od instrumenata, već od mikroorganizama. Iskusni operateri često ne gledaju najprije laboratorijska izvješća, već radije mikroskop, jer mikroorganizmi ne lažu; njihovo "pojavljivanje ili nestajanje" izravno govori da li je sustav zdrav. Ovaj članak sustavno opisuje metode za brzu identifikaciju uobičajenih mikroorganizama u pročišćavanju vode i njihov indikativni značaj iz praktične, praktične perspektive, pomažući vam da: unaprijed procijenite rizike procesa bez čekanja da podaci premaše standarde.
I. Zašto su mikroorganizmi "providniji" od fizikalno-kemijskih pokazatelja?
U sustavima za pročišćavanje vode fizikalno-kemijski pokazatelji odražavaju "već nastale rezultate", dok su promjene u mikrobnoj zajednici često "signali da problemi tek počinju". Na primjer: amonijačni dušik možda nije pretjeran, ali nitrificirajuće bakterije već su se značajno smanjile; efluent SS može biti unutar prihvatljivih granica, ali filamentozne bakterije već su počele kolonizirati površinu. Bakterijske pahuljice; podaci izgledaju normalno, ali resice se počinju smanjivati i postaju okrugle – sve su to vidljivi znakovi upozorenja.
II. Četiri kategorije mikroorganizama u obradi vode i osnovni pristupi identifikaciji
Mikroorganizmi koji se prate u sustavima za pročišćavanje vode općenito se dijele u četiri kategorije: bakterije (glavne funkcionalne komponente sustava), protozoe (najosjetljiviji-biološki indikator prve linije), metazoe (marker visoke stabilnosti sustava) te alge i gljive (pokazatelji abnormalnosti ili kontaminacije). Protozoe, metazoe, flokule i filamentozne bakterije mogu se izravno promatrati optičkim mikroskopom; bakterije zahtijevaju bojenje, kulturu ili metode molekularne biologije.
Ako "stručnjak" izravno pregleda vaš "mulj" pod mikroskopom i kaže da postoji problem s nitrifikacijskim bakterijama, možete reći "stručnjaku" da ode. Nitrifikacijske i-oksidirajuće bakterije ne mogu se izravno promatrati pod mikroskopom.
III. Najčešće korištene metode identifikacije mikroba u pročišćavanju vode (prema težini)
1. Osnovna razina: Optički mikroskop 100~400x. Izravno uzmite miješanu tekućinu iz spremnika za prozračivanje ili protok iz sekundarnog spremnika za taloženje i ostavite da odstoji 3~5 minuta. 1. Minute: Pripremite stakalce iz međusloja medija za promatranje uživo ili jednostavno bojenje metilenskim plavim. Izravna identifikacija moguća je za: protozoe, metazoe, bakterijske flokule, filamentozne bakterije i alge.
2. Napredni stadij (Laboratorijska pomoćna prosudba): Stavite jednu kap vode u središte predmetnog stakalca, dodajte vrlo malu količinu mulja ili medija kulture i nježno ga ravnomjerno rasporedite kako biste formirali tanak, jednoličan razmaz (mora biti tanak; predebeo razmaz rezultirat će nepotpunom dekolorizacijom i lažno pozitivnim rezultatima). Ostavite da se osuši na zraku (ne zagrijavajte). Stavite predmetno stakalce s bakterijskom stranom prema gore i brzo ga prijeđite naprijed-natrag preko plamena alkoholne lampe 2-3 puta (ako alkoholna lampa nije dostupna, može se koristiti upaljač). Dodajte kristalno ljubičasto da potpuno prekrijete razmaz. Nakon 1 minute nježno isperite polaganim mlazom vode. U ovom trenutku, sve bakterije će biti ljubičaste. Dodajte otopinu joda da prekrijete mrlju . 1 minutu kasnije... Isperite nakon 30 minuta. Nagnite stakalce, dodajte 95% etanol, ispirite vodom 10-20 sekundi, dodajte safranin ili razrijeđeni bazični fuksin, isperite 30-60 sekundi, osušite i promatrajte pod mikroskopom.
Bojanje po Gramu može razlikovati Gram-pozitivne (G+) i Gram-negativne (G-) bakterije i pomaže u identifikaciji filamentoznih bakterija. Gram-pozitivne (G+) bakterije imaju debele stanične stijenke i izgledaju ljubičaste ili tamnoplave kada se promatraju; Gram-negativne (G-) bakterije imaju tanje stanične stijenke s vanjskom membranom i izgledaju crvene ili ružičaste kada se promatraju.
Tijekom rada projekta nismo provodili eksperimente kako bismo razlikovali G+ i G-, već kako bismo utvrdili izvor problema procesa. U slučaju aktivnih kontaminanata... U sustavima mulja, Gnaphalium i Thiofilaria su uglavnom Gram-negativne (G−), što često odgovara visokom organskom opterećenju, nedovoljnoj količini otopljenog kisika (DO) i pretjerano visokom sadržaju sumpora u otpadnoj vodi; aktinomicete su uglavnom Gram-pozitivne (G+), što često odgovara niskoj temperaturi vode, starenju mulja i pretjerano dugoj reakciji čvrstog-stanja (SRT). Nadalje, budući da G− stanice imaju tanje stanične stijenke, one često prve umiru kada je sustav podvrgnut toksičnim šokovima, pri čemu nitrificirajuće bakterije (uglavnom G−) snose najveći teret.
Bojanje po Gramu nije potrebno provoditi svakodnevno. Može se koristiti kao pomoćni dijagnostički alat kada se primijeti nakupljanje filamentnog mulja, iznenadni kolaps nitrifikacije, sumnja na toksične šokove ili nenormalan rad na niskim temperaturama zimi.
Gornje dvije metode su jednostavne i prikladne za postrojenja za pročišćavanje vode. Postoje i sofisticiranije metode, poput bojenja 16S rRNA. Sekvenciranje, FISH, protočna citometrija itd. prikladni su samo za istraživanje i ne preporučuju se za korištenje u radu projekta.
IV. Bakterije: "Kostur sustava" koji određuje kapacitet liječenja
1. Flokule: primarni pokazatelj stabilnosti sustava
Bakterije koje stvaraju pahuljice glavni su prijenosnici aktivnog mulja. Njihove morfološke karakteristike uključuju strukturu sličnu flokulentu ili grudici, obavijenu ljepljivom kapsulom, s gusto zbijenim kokima ili kratkim bacilima unutra.
Ako je struktura pahuljica kompaktna, a rubovi glatki, to ukazuje na visoku aktivnost mulja, dobru flokulaciju i taloženje te jak kapacitet uklanjanja KPK i NH3-N. Ako je struktura labava, rubovi su hrapavi i lako se lomi, to ukazuje na starenje ili trovanje mulja, visok rizik od nakupljanja i veliku vjerojatnost da SS premaši standard u efluentu.
2. Filamentne bakterije: Najčešći "problemati" procesa
Gastrosporium glomeratum (G⁻) 1. [Nejasan tekst - vjerojatno povezan s bakterijama:] Prisutnost ovojnice i sposobnost kretanja ukazuju na veliko organsko opterećenje i nedovoljno otopljenog kisika (DO). Granule koje sadrže G-sumpor-, koje izgledaju sjajne pod mikroskopom, ukazuju na visok sadržaj sumpora u otpadnoj vodi ili anaerobnim uvjetima. G-razgranate aktinomicete ukazuju na nisku temperaturu vode ili starenje mulja.
3. Funkcionalne bakterije: "Motor" procesa denitrifikacije.
Nitrifikacijske bakterije su pretežno Gram-negativne (gotovo u potpunosti Gram-negativne), dok su denitrifikacijske bakterije također pretežno Gram-negativne, ali mogu sudjelovati i Gram-pozitivne bakterije.
V. Praživotinje
Najvažniji "biološki indikator" za prvi rad i održavanje. Protozoe se hrane bakterijama i organskim ostacima i izuzetno su osjetljive na promjene okoliša, što ih čini najprikladnijim indikatorskim organizmima za rutinsko mikroskopsko ispitivanje.
Različite protozoe odgovaraju različitim radnim uvjetima. Flagelati se pojavljuju tijekom-pokretanja procesa, velikog utjecaja i loše kvalitete vode; amebe se pojavljuju tijekom fluktuacija kvalitete vode. Uočene su visoke, niske razine otopljenog kisika (DO) i loša kvaliteta flokulanata. U prijelaznoj fazi pojavljuju se plivaći cilijati (kao što je Paramecij). Sjedilački cilijati (kao što su Vorticella i Cyclocarya) pojavljuju se kada je sustav stabilan i kvaliteta efluenta odlična. Međutim, ako se oralni disk Vorticelle smanji i njegovo tijelo postane zaobljeno, to je vrlo opasan signal, koji ukazuje na trovanje mikrobima ili nedostatak DO, a proces će uskoro pokvariti. Sifonofora ima u izobilju samo kada je kvaliteta vode odlična i sustav zreo.
VI. Metazoa: znak "vrlo stabilnog" sustava
Rotiferi se pojavljuju kada je proces stabilan dulje vrijeme, ali preveliki broj rotifera ukazuje na starenje mulja i nisko organsko opterećenje. Nematode nemaju očito indikativno značenje u malim količinama, ali veliki broj ukazuje na anaerobne uvjete, nakupljanje mulja ili toksični šok. Veliki broj vibrirajućih crva i tubifex crva ukazuje na teške anaerobne uvjete i truljenje mulja, što je signal razine havarije u procesu. Ne.
VII. Alge i gljive: znakovi upozorenja na abnormalnosti i onečišćenje
Mala količina algi može nadopuniti otopljeni kisik (DO); velika količina gljivica ukazuje na nizak utjecajni pH, visok sadržaj šećera, starenje mulja i da se gljive natječu s bakterijama za hranjive tvari, što dovodi do labavih pahuljica.
VIII. Obrasci mikrobne sukcesije: važnije od "jedne vrste"
Tipični slijed mikrobne sukcesije (proces od početka-nagore → stabilan → visoko{1}}kvalitetan rad): Ako mikroorganizmi uspiju redoslijedom "flagelati → sarcoptera → plivajući ciliati → sesilni ciliati → sisači → rotiferi," to znači da se sustav poboljšava; ako je slijed obrnut, to znači da sustav propada.
IX. Praktični prijedlozi za prvi rad i održavanje
Na izlazu iz spremnika za prozračivanje ili ulazu u sekundarni taložni spremnik, promatrajte prvo pri razrjeđenju od 100x, a zatim kod razrjeđenja od 400x. Tijekom stabilnog razdoblja promatrajte jednom dnevno; tijekom abnormalnih menstruacija, povećati na 2-4 puta dnevno. Bojanje po Gramu trebalo bi se koristiti samo jednom, u slučajevima ekstremnih vremenskih uvjeta, nadogradnje sustava ili kada se u sustav doda novi izvor vode.
Zaključak: Oni koji doista razumiju tretman vodom s vremenom će se vratiti mikroskopu. Kada možete upotrijebiti mikroorganizme da odredite u kojoj jedinici leži problem-radi li se o problemu opterećenja, problemu s otopljenim kisikom (DO) ili toksičnom šoku-i je li potrebna rana intervencija, više niste operater "vođen podacima", već netko tko uistinu kontrolira proces.
Mikroorganizmi su najiskreniji jezik sustava za obradu vode.