摘要:污水的生物法處理是利用微生物的代謝反應(yīng)進(jìn)行水處理的一種方法。在處理過程中,微生物監(jiān)測(cè)是分析污染狀況、判斷處理效果以及排放檢測(cè)的重要手段。本文通過介紹我公司M500型多功能生物監(jiān)測(cè)儀在污水生物處理法中對(duì)微生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用實(shí)例,闡明我公司多功能生物監(jiān)測(cè)儀在微生物監(jiān)測(cè)中的重要意義。
關(guān)鍵詞:污水處理;菌落計(jì)數(shù);微生物鏡檢;藻類;浮游動(dòng)物;生物監(jiān)測(cè)
污水處理對(duì)生態(tài)環(huán)境的維系起著至關(guān)重要的作用。目前,常用于污水治理的方法可歸納為物理法、化學(xué)法、生物法。物理法常作為一種預(yù)處理的手段應(yīng)用于廢水處理;化學(xué)處理法是指向廢水中加入化學(xué)藥劑如明礬等,使其與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成無害物的過程;生物法以微生物對(duì)污水的處理為主,借助微生物的分解作用將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機(jī)物,使污水得到凈化。與物理法、化學(xué)法相比,微生物處理具有經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點(diǎn),并可實(shí)現(xiàn)無害化、資源化,所以長(zhǎng)期以來始終占重要位置。
在污水處理中,微生物監(jiān)測(cè)不僅能夠分析污染狀況和排放水質(zhì)檢測(cè)的依據(jù),也能夠指示活性污泥有效性,根據(jù)原生動(dòng)物的生物特征及其在不同環(huán)境條件下的種屬、數(shù)量、活性等表現(xiàn),通過其組成和數(shù)量的分析,帶給活性污泥處理工藝有益的指示信息。
針對(duì)污水處理中微生物的監(jiān)測(cè),迅數(shù)M500型多功能生物監(jiān)測(cè)儀中的全自動(dòng)菌落計(jì)數(shù)分析軟件、顯微圖像分析系統(tǒng)軟件、藻類智能鑒定計(jì)數(shù)軟件和浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)軟件能夠很好的幫助完成針對(duì)上述污水處理中細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、甲殼綱動(dòng)物等的觀察、計(jì)數(shù)、分析以及監(jiān)測(cè)工作。
1細(xì)菌檢測(cè)的應(yīng)用
目前,國(guó)家現(xiàn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中,主要以總大腸菌群或糞大腸菌群作為生物學(xué)指標(biāo),同時(shí)污水中還存在著各種各樣的病原微生物。例如:沙門氏菌、志賀氏菌、霉菌、酵母菌、弓形桿菌等等。而在活性污泥中細(xì)菌的數(shù)量約為108~109個(gè)/ mL。最常出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種群是:產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬,其次有諾卡氏菌、硝化細(xì)菌、大腸埃希氏菌等。在污水細(xì)菌檢測(cè)中,主要用到的方法有傾注法平板、涂布法平板、濾膜法平板、空氣沉降法平板等。迅數(shù)菌落計(jì)數(shù)軟件能夠支持上述各類菌落平板。
1.1 迅數(shù)菌落技術(shù)應(yīng)用
儀器采用可變光比的寬光帶懸浮式暗視野專利技術(shù),配置千萬像素的CMOS以及高清晰鏡頭,利用光學(xué)原理,對(duì)菌落形成極其清晰的空間立體影像效果,精確提高菌落與背景的對(duì)比度、微小菌落的識(shí)別度、以及對(duì)雜質(zhì)的區(qū)別度。廣泛應(yīng)用于疾病控制,檢驗(yàn)檢疫,食品藥品安全檢驗(yàn),環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè),科學(xué)研究等領(lǐng)域。
1.2 軟件應(yīng)用
1.2.1 菌落計(jì)數(shù)
迅數(shù)專利的Colonfast菌落圖像智能識(shí)別技術(shù)能夠?qū)?fù)雜菌落進(jìn)行識(shí)別,迅速檢測(cè)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等在顯色培養(yǎng)基上具有特定菌落顏色和形態(tài)的菌種,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)菌落計(jì)數(shù)、菌落形態(tài)分析、粘連分割、自動(dòng)顏色識(shí)別、自動(dòng)雜質(zhì)剔除,以及形態(tài)分析、自動(dòng)換算、測(cè)量、標(biāo)定等先進(jìn)功能。自動(dòng)計(jì)數(shù)菌落的速度高于500個(gè)菌落/秒,最小可分辨菌落直徑達(dá)到0.01mm。
2 微生物顯微鏡檢的應(yīng)用
在污水處理廠化驗(yàn)室中,微生物顯微鏡檢項(xiàng)目是近年來日益受到關(guān)注的項(xiàng)目之一。對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)和觀察,尤其是指示性微生物的觀察顯得格外重要。指示性微生物是指在污水處理中易于鏡檢觀察,對(duì)活性污泥狀態(tài)具有良好反映的微生物。由于污水處理廠的工藝不同、進(jìn)廠污水原液成分不同,所以各廠各工藝中占主導(dǎo)作用指示性微生物也不盡相同;钚晕勰嘀械奈⑸,主要有細(xì)菌、原生動(dòng)物和藻類三種,此外還有真菌、病菌等。微生物中細(xì)菌是分解有機(jī)物的主角,其次原生動(dòng)物也有一定的分解作用。迅數(shù)多功能生物監(jiān)測(cè)儀配置有強(qiáng)大的顯微圖像分析系統(tǒng),能夠幫助用戶完成對(duì)污水及活性污泥中微生物的觀察和計(jì)數(shù)。
2.1 迅數(shù)顯微技術(shù)應(yīng)用
迅數(shù)顯微圖像分析系統(tǒng)由高靈敏度彩色CMOS、功能強(qiáng)大的顯微圖像分析軟件以及高端顯微鏡組成,廣泛適用于顯微細(xì)胞圖像分析、工業(yè)金相組織分析、粉塵及顆粒檢測(cè)、材料顯微結(jié)構(gòu)觀察等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。
2.2 軟件應(yīng)用
2.2.1 高清動(dòng)靜態(tài)雙路觀察
系統(tǒng)具有“動(dòng)、靜態(tài)雙路并行觀察技術(shù)”,既能方便地通過調(diào)節(jié)顯微鏡和CMOS,使顯微鏡與計(jì)算機(jī)同步直觀地顯示動(dòng)態(tài)顯微圖像,又能同時(shí)觀察到高清晰的靜態(tài)圖片。此外,系統(tǒng)還具有27種圖像處理功能,讓用戶能夠獲取高質(zhì)量的目標(biāo)物顯微圖像。
2.2.2 細(xì)胞顆粒計(jì)數(shù)
軟件具有細(xì)胞顆粒自動(dòng)計(jì)數(shù)功能(自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分類統(tǒng)計(jì)、顏色識(shí)別統(tǒng)計(jì)、區(qū)域統(tǒng)計(jì)、粘連分割統(tǒng)計(jì)等等)對(duì)于輪廓清晰的細(xì)胞(如球菌、桿菌、孢子等)或微粒,能在1秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)視野的自動(dòng)計(jì)數(shù)。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的人工肉眼逐個(gè)計(jì)數(shù)方式的不足,提高了統(tǒng)計(jì)效率,使細(xì)胞與顆粒計(jì)數(shù)工作變得簡(jiǎn)單易行,事半功倍。
2.2.3 精確測(cè)量
系統(tǒng)帶有測(cè)量工具,可以自動(dòng)分析目標(biāo)物的直徑、面積、周長(zhǎng)、圓度等參數(shù),也可以對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量,如直線、角度、圓面積、弧長(zhǎng)、任意曲線等。特別是任意曲線測(cè)量功能,為放線菌、霉菌和藻類的研究工作帶來了極大的便利。系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)中英文文字及多種圖形的編輯嵌入功能。
3 藻類的觀察和計(jì)數(shù)應(yīng)用
隨著人類活動(dòng)的加劇,工業(yè)廢水、生活污水和含氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素的農(nóng)業(yè)退水大量進(jìn)入水體導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,使藻類尤其是一些浮游藻類大量繁殖,形成水華或赤潮,給漁業(yè)和人類生活造成嚴(yán)重影響[4]。因此藻類在生物監(jiān)測(cè)中的作用日益受到人們的重視。而藻類作為生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者,在水質(zhì)監(jiān)測(cè)和污水處理方面又有著巨大的貢獻(xiàn),可敏感、準(zhǔn)確的覺察外界環(huán)境的改變,根據(jù)水生藻類的種類和數(shù)量等群落特征可以判斷水體的污染情況,同時(shí)在污水處理中,藻類能夠吸收和去除污水中的有害物質(zhì),凈化水質(zhì)。
污水處理中的藻類監(jiān)測(cè)不僅是對(duì)水質(zhì)污染狀況的分析,也是對(duì)污水凈化效果的檢驗(yàn)。多功能生物監(jiān)測(cè)儀的藻類智能鑒定計(jì)數(shù)軟件能夠?qū)υ孱愡M(jìn)行細(xì)致觀察、鑒別、計(jì)數(shù)和分析,為實(shí)驗(yàn)人員和科研工作者提供了一條檢測(cè)藻類的便捷通道。
3.1 迅數(shù)藻類技術(shù)應(yīng)用
3.1.1藻類觀察計(jì)數(shù)流程
3.1.2 藻類軟件功能
藻類軟件含有信息豐富的藻類數(shù)據(jù)庫(kù),全庫(kù)包含對(duì)11門、672屬、3350種藻類的文字描述、特征圖像及精美顯微照片,淡水藻類圖庫(kù)基本覆蓋了中國(guó)七大水系、28個(gè)重點(diǎn)湖庫(kù)的常見種屬,海洋藻類圖庫(kù)以中國(guó)東海、渤海、黃海、南海常見浮游藻類為主。
軟件具有分類學(xué)檢索、常見藻檢索、關(guān)鍵詞檢索。其中智能搜索鑒定功能能夠通過二個(gè)級(jí)別的形態(tài)學(xué)搜索,對(duì)需要鑒定的藻類與圖片庫(kù)中藻類進(jìn)行快速比對(duì)鑒定,并實(shí)現(xiàn)對(duì)藻群體面積、細(xì)胞直徑、藻絲、分枝角度等參數(shù)的精確測(cè)量;某些單細(xì)胞藻類,如小球藻的全自動(dòng)識(shí)別計(jì)數(shù)。軟件包含針對(duì)微囊藻等團(tuán)狀結(jié)構(gòu)藻類的微囊藻獨(dú)立分析模塊。分析模塊可自動(dòng)檢測(cè)計(jì)算微囊藻等團(tuán)狀藻細(xì)胞的個(gè)數(shù),對(duì)團(tuán)狀藻種進(jìn)行準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)與分析。
4 浮游動(dòng)物的觀察和計(jì)數(shù)應(yīng)用
污水處理廠大都通過活性污泥法改進(jìn)二級(jí)污水處理工藝;钚晕勰嗍怯筛鞣N細(xì)菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物等構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),其中原生動(dòng)物起到了改善水質(zhì)、評(píng)價(jià)和指示污水廠的運(yùn)行和處理效果的作用。直接觀察原生動(dòng)物的種類組成、數(shù)量、個(gè)體生理的變化情況,能夠反映出細(xì)菌的生長(zhǎng)變化狀況,即間接地評(píng)價(jià)污水處理過程和處理效果的好壞, 從而起到指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行的作用。
迅數(shù)多功能生物監(jiān)測(cè)儀包含了專業(yè)的浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)軟件,可針對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行細(xì)致地觀察。軟件集成了1500多種浮游動(dòng)物的顯微照片、手繪圖和文字介紹,可以對(duì)浮游動(dòng)物種類進(jìn)行輔助鑒定,并快速實(shí)現(xiàn)浮游動(dòng)物高清晰成像、分類計(jì)數(shù)、自動(dòng)總數(shù)累計(jì)、優(yōu)勢(shì)種排序。
4.1 迅數(shù)浮游動(dòng)物檢測(cè)分析技術(shù)應(yīng)用
4.1.1 浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)流程
4.1.2浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)軟件功能
軟件的流程化計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)浮游動(dòng)物的分類統(tǒng)計(jì)、總數(shù)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)計(jì)算優(yōu)勢(shì)種并排序、豐度換算。數(shù)據(jù)庫(kù)具有6大類,460屬、1500種浮游動(dòng)物的特征文字描述與圖片,根據(jù)類、屬、種分類搜索以及中文名、拉丁文名進(jìn)行快速搜索。通過數(shù)字標(biāo)尺可以直觀測(cè)量出浮游動(dòng)物長(zhǎng)度、寬度等數(shù)值,方便操作者直接觀察,對(duì)浮游動(dòng)物進(jìn)行初步的形態(tài)分析。
5 結(jié)語
污水處理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的工作。微生物、藻類、浮游動(dòng)物的觀察和檢測(cè)是污水生物處理的重要環(huán)節(jié),可以對(duì)處理效果做出客觀真實(shí)的評(píng)價(jià)。迅數(shù)多功能生物監(jiān)測(cè)儀幫助檢測(cè)人員化繁為簡(jiǎn),實(shí)現(xiàn)菌落觀察計(jì)數(shù)、微生物顯微分析、藻類和浮游動(dòng)物監(jiān)測(cè)的高效運(yùn)作,切實(shí)保障污水處理工作的順利進(jìn)行,為水環(huán)境安全評(píng)估和污水水質(zhì)凈化提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)和信息。