活性污泥中生物相与放线菌、霉菌、酵母菌的形态观察

（一） 实验目的

1．学习观察活性污泥中生物相的方法。

2．初步分析生物处理系统工作状态是否正常。 （二）实验原理

活性污泥中生物相比较复杂，以细菌、原生动物为主，还有真菌、后生动物等。某些细菌能分泌胶粘物质形成菌胶团，进而组成污泥絮绒体（绒粒）。在正常的成熟污泥中，细菌大多集于菌胶团絮绒体中，游离细菌较少，此时，污泥絮绒体可具有一定形状、结构稠密、扩光率强、沉降性能好。原生动物常作为污水净化指标；当固着型纤毛虫优势时，一般认为污水处理池运转失常。当后生动物轮虫等大量出现时，意味着污泥极度衰老。 （三）实验器材 1．活性污泥样品

2．仪器以及其它用品

显微镜，目镜测微尺，200ml量筒、载玻片、盖玻片、玻璃小吸管、橡皮吸头、镊子。 吸水纸， 香柏油 （四）实验方法

活性污泥生物相的观察

（1）肉眼观察：取曝气池的混合液置于100ml量筒内，直观活性污泥在量筒中呈现的絮绒

体外观及沉降性能（30分钟沉降后的污泥体积）。

（2）制片镜检：滴混合液1—2滴于载玻片上，加盖玻片制成水浸标本片，在显微镜中倍或

高倍镜下观察生物相。

丝状微生物：伸出絮绒体外的多寡，以哪一类为优势？见本实验附注1。 微型动物：原生动物的识别。常见后生动物特征描述见本实验附注2。 （五）实验结果

1．将镜检结果填于下表中，并列出所见主要生物。

活性污泥来源，采样日期 曝气管1号 2011.10.26 丝状 微生物 原生动物 楯纤虫、贝氏虫、 漫游虫、钟虫、 长管虫、孢囊等 楯纤虫、钟虫、 孢囊等 后生动物 没发现 轮虫、水熊等 曝气管2号 2011.10.26

（六）思考题

螺旋菌 线虫、轮虫等 1．根据实验观察情况，试对活性污泥质量及运行情况作初步评价。

1，答：取曝气管1号沉降的活性污泥在显微镜40倍物镜下观察出现了较多的后原生动物轮虫，而其他的为原生动物较多，出现了楯纤虫、钟虫还有长管虫，但数量上还是比轮虫少得多。楯纤虫、钟虫、长管虫和轮虫都是喜在水体寡污带

中生活，它们的数量多预示出水水质好，污泥驯化佳。而轮虫要求环境中有较高的溶解氧，它们的出现说明此水体的溶解氧已差不多恢复，污水生物处理效果较好。还有漫游虫也是喜欢在较清洁水中生活，也说明了污水生物处理效果较好。另外有较多的孢囊出现，综合前面几种微生物的指示作用，说明水体的食物缺乏，微生物需要形成孢囊抵抗不良环境和由水体流动和物质带动迁移到营养物较丰富的环境，这也进一步说明污水的处理接近尾部。

但是在曝气管2号取的活性污泥中除了与曝气管1号的相近之外，局部地方还看到了较多的线虫。线虫是污水净化程度差的指示生物，它们是在厌氧或者缺氧下大量繁殖，常出现在一些死水区，曝气时氧气没有到达的死角等。它们的出现说明了水体趋于恶化，溶氧量逐渐下降。此曝气管出现这个现象可能是由有一段时间没有进行曝气引起的。

2，污泥沉降结果：取100ml活性污泥加入絮凝剂1ml和助凝剂1ml沉降出了约18ml的污泥；而取100ml活性污泥没有经过任何处理的自然沉降下，沉淀出了3ml的污泥。加絮凝剂和助凝剂处理的比没加的沉降效果强6倍。可以看出加入絮凝剂和助凝剂对污泥的沉降效果影响是非常显著的。

（七）附录

1．活性污泥中常见的丝状微生物

（1）球衣菌（Sphaerotilus）：由许多圆柱形细胞排列成链，外面包围一层衣鞘，形成丝状体。具有假分枝。单个菌体可自衣鞘游出，活泼运动或粘附于鞘外。

（2）贝氏硫菌（Beggiatoa）：无色而宽度均匀的丝状体，与球衣菌不同的是外面无衣鞘，各丝状体分散不相连接。丝状体由圆柱形细胞紧密排列而成，有时可见硫粒。丝状体不固着于基质上，可呈匍匐状滑行，菌体扭曲、穿插匍匐滑行于污泥之中。

（3）发硫菌（Thiothrix）：亦由细胞排列成丝状体，具薄鞘但一般镜检时不可见。其丝状体基部有吸盘，可使菌体固着于基质上生长。在附着生长时，有时菌丝体左右平等伸长成羽毛状，有时以放射状从活性污泥絮绒体内向四周伸展，有时菌丝体交织在一起自成中心向四周伸展。

（4）霉菌（mould）：活性污泥中常见到菌丝体远较上述细菌为粗大的霉菌菌丝体和霉菌孢子。菌丝体有的有隔，并具有真分枝。

2．活性污泥中常见的后生动物

（1）线虫（Nematoda）：身体细长呈线形，其横切面呈圆形。常见卷曲不能自由伸缩，而是靠身体作蛇形扭曲而运动。

（2）轮虫（Rotifera）：形体很小，身体的前端或靠近前端有轮盘（头冠），其上的纤毛经常摆动，有游泳和摄食的功能。在口腔或口管下面的咽喉部分膨大而形成咀嚼囊，内有一套较复杂的咀嚼器，可以多少地伸出口外以攫取食物。

（3）颤体虫（Aeolosoma）：在活性污泥中最大、分化最高级的一种多细胞动物，身体分节，节间有刚毛伸出，体表具有带色泽的油点。

活性污泥平板

线虫和轮虫

孢囊、贝氏虫和长管虫

轮虫及其排泄物

杯居虫

轮虫和孢囊

水熊

实验总结：

原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。它们形体微小，在10~300um之间，在光学显微镜下才能看见，归入微生物范畴。常被称为“××虫”。形态特征：①单细胞，没有细胞壁、大多无色透明；②器官分化（运动、感觉、消化、捕食等等）；虽然只有一个细胞，但在生理上却是一个完善的有机体，能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机能。其细胞体内各部分有不同的分工，形成机能不同的“胞器”，例如：胞口、胞咽、食物泡、吸管是“消化系统”；收集管、伸缩泡、胞肛是“排泄系统”；伪足、鞭毛和纤毛是“四肢”等；眼点是“眼睛”等等。大部分原生动物为动物性营养，就是通过“吞食”活

细菌、真菌、藻类或有机颗粒；有大多数为腐生性，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性的有机物为营养，如疟原虫等；少数原生动物为有色素进行光合作用，同时具有动物性和植物性特征。原生动物的繁殖通常以二分裂、孢子的形式进行无性生殖，但是当环境较差时会出现有性生殖，通过基因重组加快变异进化以适合环境。孢囊是当环境条件变坏（如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物，有机物浓度过高等等）情况下，原生动物抵抗不良环境的休眠体。出现孢囊时，鞭毛、纤毛等细胞器缩入体内，缩水，并分泌一种胶状物质于体表，凝固成孢壳，均为球状。这样可以对自身隔绝保护、较少接触面，从而很容易随灰尘漂浮或被其他动物带到其他地方，胞囊遇到适宜环境胞壳破裂，恢复虫体形状。

根据原生动物的细胞器和其他特点，将原生动物分为四个纲，即鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲、孢子纲。

动物性鞭毛虫是原生动物中最小（长11~22um，宽5~10um）喜在多污带和α-中污带中生活；在活性污泥培养初期或在处理效果差时大量出现，作为污水处理效果差时的指示生物。常见的有波多虫和滴虫等。

肉足纲的细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食的胞器。直径在20～50um之间，大多没有固定形状由体内细胞质不定方向的流动而呈现千姿百态，少数种类为球形。它们喜在α-中污带或β-中污带的自然水体中生活；大量出现时预示出水水质差。如活性污泥驯化初期（游离细菌大量出现后）。如变形虫、辐射变形虫、太阳虫、壳虫等。

纤毛纲是原生动物中最高级动物，它们周身表面或部分表面具有纤毛用作游动及摄食的工具，喜吃游离细菌及有机颗粒，与废水生物处理的关系最为密切。纤毛虫是原生动物中构造最复杂的，不仅有比较明显的胞口，还有口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官。根据运动情况可分为游泳型、匍匐型、固着型和吸管虫四种。

游泳型纤毛虫大小为80~300um×42~75um，可自由游动，如草履虫，豆形虫、肾形虫、漫游虫等。它们的出现预示出水较差，污泥驯化仍在继续 （常在鞭毛虫优势后出现） 。匍匐型纤毛虫是在污泥絮体上爬行或游动的原生动物。常见为楯纤虫、尖毛虫、棘尾虫、游仆虫。固着型纤毛虫由个体或群生相连，固着在活性污泥上。个体型如钟虫，群体型如缩虫、盖纤虫、累枝虫等。它们可以降低水中游离细菌的数量，降低水的浑浊度，对废水生物处理起良好的促进作用。固着虫大量出现预示出水水质好，污泥驯化佳。吸管虫幼虫有纤毛，成虫纤毛消失，长出长短不一的吸管，末端有一根柄固着生活，以其他原生动物为食。它们的捕食方式像蚊子，用吸管吸住微小动物，并由吸管中释放毒素将其麻醉，继而融化其细胞膜，吸干其体液。它们的出现预示出水水质好，污泥驯化佳。

原生动物以外的多细胞动物叫后生动物，因有些后生动物形体微小，要借助光学显微镜方可看得清楚，故叫微型后生动物。如轮虫、线虫、寡毛虫(飘体虫、颤蚓、水丝蚓等)、浮游甲壳动物、苔藓动物。上述微型动物在天然水体、潮湿土壤、水体底泥和污水生物处理构筑物中均有存在。

轮虫(Rotifer)是担轮动物门轮虫纲的微小动物。因它有初生体腔，新的分类把轮虫归人原腔动物门。轮虫种类很多，据王家楫1961年论述，已观察到的有252种，分隶属于15科、79属。常见的轮虫有：旋轮属、猪吻轮属、腔轮属和水轮属。轮虫形体微小，其长度约4-4000um，多数在500um左右，需在显微镜下观察。身体为长形，分头部、躯干和尾部。头部有一个由1-2圈纤毛组成的能

转动的轮盘，形如车轮故叫轮虫。轮盘为轮虫的运动和摄食的器官，其咽内有一个几丁质的咀嚼器。躯干呈圆筒形，背腹扁宽，具刺或棘，外面有透明的角质甲膜，尾部末端有分叉的趾，内有腺体分泌的粘液，借以固着在其他物体上。它们雌雄异体，雄体比雌体小得多，并退化，有性生殖少，多为孤雌生殖。轮虫有个体的，如旋轮虫属、猪吻轮属、腔轮属和水轮属；也有群体的，如金鱼藻沼轮虫、群栖巨冠轮虫和长柄巨冠轮虫。有自由生活和固着生活种类，少数海洋寄生种。大多数轮虫以细菌、霉菌、藻类、原生动物及有机颗粒为食，在动物学中叫杂食性。轮虫在自然环境中分布很广，是世界性的。轮虫以底栖的种类居多，栖息在沼泽、池塘、浅水湖泊和深水湖的沿岸带。大多数的属和种生长在苔藓植物上。适应pH范围广，中性、偏碱性和偏酸性的种均有，然而喜在pH6．8左右生活的种类较多。在一般的淡水水体中出现的轮虫有旋轮虫属、轮虫属和间盘轮虫属，轮虫要求较高的溶解氧量。轮虫是水体寡污带和污水生物处理效果好的指示生物,因为高级动物对污染物浓度及毒性相对敏感，但如数量太多，则是废水污泥膨胀的前兆，因为破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮，在水源水处理中，会阻塞水厂的砂滤池 。

线虫属于线形动物门的线形纲。体型为长形，形体微小，多在1 mm以下，在显微镜下清晰可见。线虫前端口上有感觉器官，体内有神经系统，消化道为直管，食道由辐射肌组成。线虫的营养类型有三种，腐食性(以动植物的残体及细菌等为食)、植食性(以绿藻和蓝藻为食)和肉食性(以轮虫和其他线虫为食)。线虫有寄生的和自由生活的，污水处理中出现的线虫多是自由生活的。自由生活的线虫体两侧的纵肌交替收缩，作蛇形状的拱曲运动。线虫有好氧和兼性厌氧的，兼性厌氧者在缺氧时大量繁殖，是污水净化程度差的指示生物。

总而言之，原生动物和微型后生动物在水体自净和污水生物处理中有三大作用。

1、指示功能原生动物及微型后生动物多，说明水体自净程度高。 污水处理过程中，微生物出现顺序：

细菌→ (植物) 鞭毛虫 →变形虫→ 动物鞭毛虫 → 游泳型纤毛虫、吸管虫 →固着型纤毛虫 →轮虫

指示功能具体表现：

判断污水处理程度或污泥培养程度。 判断活性污泥和处理水质的好与坏。

根据原生动物的个体形态变化判断进水水质变化和运行过程出现的问题。 2.净化功能

活性污泥中含有一定量的原生动物，大部分为动物性营养，吞食有机物颗粒及其他较小的游离微生物。

3.促进絮凝和沉淀作用

活性污泥法主要靠的是细菌（菌胶团）的絮凝和沉淀作用。但，原生动物对于污水的净化及污泥的絮凝、沉淀有着一定的促进作用。因为有的物种可以分泌一些粘性物质。