摘要：針對污水回用處理ICAST裝置[1]，微型污水通過長期鏡檢觀測，生物本文總結了ICAST反應池內所占優勢的回用微型生物，對運行過程中由于工況改變致使微型生物性狀發生的處理變化進行了分析。結果表明，中的指導作用微型生物、微型污水特別是生物原生動物對污水回用處理裝置經濟高效運行可起指導作用。
關鍵詞：ICAST 微型生物 活性污泥
生活在廢水處理及其資源化利用中占有相當大的回用比例，建立一個比較完善的處理、經濟高效的中的指導作用小區回用處理系統，實現就地資源化和無害化，微型污水具有巨大的生物社會、經濟和環境效益。回用ICAST(Intermittent or Cyclic Activated Sludge Technology，處理間歇/循環活性污泥技術)[1]是中的指導作用一種適合小區回用處理的新型改良SBR工藝的處理技術。
在ICAST反應池中，參與回用處理的是由細菌、原生動物、后生動物和懸浮物質、膠體物質混合形成的具有吸附分解有機物能力的絮狀體顆粒——活性污泥。是否具有良好性能的活性污泥是對進行生化處理最終達到資源化利用的基礎，因此本文就回用處理ICAST裝置，通過長期鏡檢觀測，從活性污泥培養到正常運行的整個過程中，對微型生物進行深入研究，分析ICAST反應池中微生物的變化規律，以及當工況發生改變時生物相的變化趨勢，利用生物指示作用為處理裝置的最優化運行控制和集成化管理提供科學的理論依據。
1 研究對象
活性污泥中存在著多種微型生物，它們共同構成了相當復雜的生物相，其中數量占主導地位并起到降解污染物質主要作用的是細菌。從生物學角度了解處理是否達到預期效果，最直接方法是對活性污泥中的細菌進行研究，觀察細菌的生長情況及在運行中發生的種類、數量等變化。目前，對細菌觀察和分類鑒定的周期較長，作出診斷還沒有較為簡易的可行方法，不能及時地起到指導裝置運行的作用。
但是，活性污泥中的原生動物與細菌之間存在著相互依存和制約的關系：① 原生動物對細菌的捕食，可促進細菌生長和提高細菌活性；② 細菌的絮凝作用提供了原生動物的生長環境，而在絮狀物上生長的原生動物又能加速絮凝過程；③ 原生動物分泌的粘液對懸浮顆粒和細菌均有吸附能力；④ 除細菌外，原生動物也能直接攝入微小的懸浮粒性有機物(DOM, dissolved organic matter)，以及通過滲透性營養直接吸收溶解性有機物(POM, particular organic matter)；⑤ 原生動物體積較細菌大可便于觀察，周圍環境發生變化時比細菌更加敏感，更及時地反映出運行狀態。
因此，原生動物的種類、數量、生長狀況和菌膠團等指標可以間接定性地評價回用處理裝置運轉狀態的好壞，起到生物指示的作用。
2 ICAST處理裝置及運行方式
回用處理ICAST裝置[1]，如圖1所示。該裝置運行方式如圖2所示，生活經調節池進入ICAST反應池進行生化處理，ICAST反應池采用間歇式和連續式兩種運行方式。其中，連續式運行時(如圖3所示)為連續進水、連續出水；間歇式運行時(如圖4所示)為間歇進水、間歇出水。
圖1 回用處理系統
Fig.1 System of living sewage reusing treatment device
本文在活性污泥培養完成后，分別采用間歇和連續兩種工藝運行該裝置，對ICAST反應池中的微型生物進行觀測，在研究生物指導作用的同時，對比不同條件下該反應池中微型生物生態群落之間的異同。
圖2 處理流程示意圖 圖3 連續式運行示意圖
Fig.2 Flow chart of ICAST treatment process Fig.3 Sketch map of the continuing process
圖4 間歇式運行示意圖
Fig.4 Sketch map of the intermittent process
3 活性污泥的馴化與培養
本文接種的活性污泥菌種取自上海市曲陽廠二次沉淀池回流濃縮污泥，微型生物活性強，污泥絮體和沉降性能均良好，原生動物已演替到較高級的類型。起初對新進污泥進行不進水的悶曝，一段時間后對ICAST反應池進行間歇進水，為上海理工大學高層住宅每日所排生活40 m3×d-1，且水量隨培養時間的增加而逐漸增加，最終達到設計處理水量，實現正常的間歇運行。
在馴化與培養過程中，每天通過顯微鏡進行鏡檢，分析污泥的性狀和微型生物種類和數量的變化趨勢。通過三周的觀測，發現由于曲陽廠水質和本裝置所處理水質均為生活，有相同的水質特征，故所馴化培養的活性污泥中微型生物對新進的適應過程較短。最初幾天的馴化過程中，原生動物類緣毛目(Peritricha)固著型纖毛蟲(圖5)數量有明顯減少，替代之大量出現的是全毛目(Holotricha)游泳型纖毛蟲(圖6)，并有部分的吸管蟲(圖7)出現。隨著培養時間的推進，當污泥中的微型生物逐漸適應新的水質和生長環境時，固著型的纖毛蟲重新開始大量出現，伴之有少量的游泳型纖毛蟲。在污泥培養后期，固著型纖毛蟲已占絕對優勢，相繼出現漫游蟲(圖8)、輪蟲(圖9)等微型生物，此時污泥的培養已基本完成，活性污泥全面形成大顆粒絮團，且結構緊密，沉降性能良好。由于進水的有機物濃度不高，因此生化需氧量BOD5在150 mg×l-1左右。污泥沉降比SV在15%左右，污泥濃度MLSS在1200 mg×l-1左右。
圖5 固著型纖毛蟲 圖6 游動型纖毛蟲 圖7 吸管蟲
Fig. 5 Sessile ciliates Fig. 6 Wandering ciliates Fig. 7 Suctoria
圖8 漫游蟲 圖9 輪蟲
Fig. 8 Lionotus Fig. 9 Rotifer
4 ICAST反應池中的優勢微型生物
在間歇運行方式時，ICAST反應池中經常觀測到的微型生物有：湖累枝蟲(Epistylis lacustris)，樹狀聚縮蟲(Zoothamnium arbuscula)，水虱偽獨縮蟲(Pseudocarchesium aselli)，瓶累枝蟲(Epistylis urceolata)，圓筒蓋蟲(Opercularia cylindrata)，白鐘蟲(Vorticella alba)，轉輪蟲(Rotaria rotatoria)，小口鐘蟲(Vorticella microstoma)等。
由間歇運行改為連續運行方式時，待運行大約二周后出水較穩定，這時反應池中經常觀測到的微生物有：湖累枝蟲(Epistylis lacustris)，彩蓋蟲(Opercularia phryganeae)，薄漫游蟲(Litonotus lamella)，瓶累枝蟲(Epistylis rotans)，白鐘蟲(Vorticella alba)，八鐘蟲(Vorticella octava)，杯鐘蟲(Vorticella cupifera)，圓筒蓋蟲(Opercularia cylindrata)等。
從以上微生物種類可以看出，處于正常運行的ICAST反應池中，生物的種類會變得比較單純，主要以有柄的纖毛蟲占優勢，這與文獻[2, 3]獲得的結論相一致。
