4 研究分析方法
4.1 形态和生理观察
采用显微镜对污水处理过程中的活性污泥生长、变化进行观察。特别是观察原生动物的形态和生理特征。显微镜的放大倍数采用16×１０或16×40即可，观察到的原生动物应与标准图进行对照。建议可以采用《微型生物监测新技术》上的图片进行比较。通过原生动物的形态来确认其种类和特性，进而来分析其所处的生理状态或生理阶段，这能间接反映活性污泥的特性。
4.2 数量分析
建议采用以下简单易行的方法：用1 mL移液管，移取1 mL清水到表面皿中。用一橡胶头小吸管，从表面皿中将1 mL水全部吸尽，然后以均匀的速度徐徐滴下，记录1 mL水的滴数，并重复数次，以免误差。用橡胶头小吸管在反应器中取得均匀的混合液，滴一滴于载玻片上，盖上盖玻片，用低倍显微镜由左到右或由上到下(注意应采用相同的方向顺序)进行原生动物的计数。应把盖玻片下所有原生动物记录，并重复数次。用一滴混合液中原生动物的记录数乘以计数吸管1 mL水的滴数，即为每mL活性污泥混合液的原生动物数。
5 原生动物的指示作用
5.1 指示活性污泥性质
(1)污泥恶化。活性污泥絮凝体较小，往往在0.1～0.2 mm以下。主要出现以下优势原生动物：豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、尾滴虫属、滴虫属等。这些都属于快速游泳型的种属。污泥严重恶化时，微型动物几乎不出现，细菌大量分散，活性污泥的凝聚、沉降能力下降，处理能力差。
(2)污泥解体。絮凝体细小，有些似针状分散。主要的优势原生动物有：变形虫属、简便虫属等肉足类。
(3)污泥膨胀。活性污泥沉降性能差，SVI值高。由于丝状菌的大量生长，出现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科、全毛类原生动物及拟轮毛虫等。
(4)污泥从恶化恢复到正常。通过反应参数和环境的改变，活性污泥从恶化状态恢复到正常的过渡期常常有下列原生动物出现：漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等，这些都属于慢速游泳或匍匐行进的生物。
(5)污泥良好。易成絮体，活性高，沉降性能好。出现的优势原生动物为：钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋盾纤虫属、独缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等这些均属于固着性种属或者匍匐性种属。
5.2 指示反应操作环境
(1)优势种属。Modoni在1988年对污水处理厂进行这方面的研究，总结出：高负荷、曝气量相对不足时，小鞭毛虫占优势；过短的水力停留时间，造成小的游泳型纤毛虫占优势；非常高的负荷或存在难降解的物质时，出现小的裸变形虫和鞭毛虫；大量出现匍匐性和固着性纤毛虫或有壳变形虫时，表明运行环境良好，处理效果好。另外有研究证明，溶解氧不足易出现阿托氏菌属、扭头虫属和新态虫属等；而过分曝气则出现肉足类及轮虫类；有机负荷很低，出现硝化作用时，能观察到游仆虫属、旋口虫属、表壳虫属、鳞壳虫属及轮虫等；在除氮污水厂，低负荷，长水力停留时间及高溶解氧的场合，有壳变形虫是最好的指示生物。
(2)形态变化。在一定条件下，原生动物能分泌胶质并形成膜将虫体包围起来，形成孢囊。大多数孢囊用以保护虫体免受不利的环境因素(如温度不适，pH值变化，食料短缺等)的影响。待环境转好时，虫体能恢复活力，脱孢而出。同样，鞭毛虫的鞭毛在条件不利时，鞭毛消失，条件适宜时，又重新生出。当曝气池中溶解氧降低到1 mg／L以下时，钟虫生活不正常，体内伸缩泡会胀得很大，顶端突进一个气泡，虫体很快会死亡；当pH值突然发生变化超过正常范围，钟虫表现为不活跃，纤毛环停止摆动，虫体收缩成团。所以虽然观察到钟虫数量较大，但虫体萎靡或变形时，则反映出细菌的活力在衰退，污水处理效果有变差的趋势。
(3)生殖方式。原生动物的生殖方式有无性生殖和有性生殖。无性生殖即简单的细胞分裂，细胞核和原生质一分为二。在营养、温度、氧等环境条件良好的场合，原生动物就进行连续的无性生殖。当出现有性生殖(接合生殖)时，往往预示环境条件变差或种群已处于衰老期。
5.3 估计有机负荷
Salvado等人发现城市活性污泥污水厂有机负荷的变化会导致原生动物的结构和数量变化，尤其是纤毛虫属。他们采用Shannon等人提出的生物多样性指数(Diversity Index)来计算活性污泥中纤毛类的多样性指数，计算方法如式(1)。
H＝－∑［Pi·(log2Pi)］ (1)
式中∑Pi＝1。
Pi＝(取样中i类生物的样本数量)/(取样中总的样本数量)
并根据大量的试验和运行，得出：纤毛类多样性指数与有机负荷呈负相关关系，且是线性函数。这样，他们画出纤毛类多样性指数与有机负荷之间的关系直线或相关函数模型，通过观察微生物的组成和数量，就能估计污水厂运行的有机负荷。
5.4 预测出水水质
Gurds等人在91个活性污泥曝气池中进行调查，找出原生动物种类组成与排放水水质之间的关系。发现虽然原生动物对环境适应的范围较宽，但最合适、数量最多的是集中在一个狭小的范围内。根据这一特征，将出水BOD分为4个等级：0～10 mg／L,11～20 mg／L，21～30 m g／L，＞30 mg／L，得出活性污泥中纤毛虫的组合比率，并和出水BOD对应，进行列表。反复试验，找出规律。在以后的运行中，只要观察原生动物的构成情况，即可以预测出水BOD了。实际证明，有柄纤毛虫的数量和质量是预测出水水质最重要的原生动物。 Al-Shahwani等人为了采用原生动物来反映污水厂的运行效果。通过回归分析法，建立出水水质和原生动物种群和数量的数学模型。其中有：BOD＝a0+a1x1+a2x2+…这里 x是某一特定原生动物的记录数量，a是对应的回归系数。通过努力，数学模型在预测出水水质时，具有较高的成功率，有实用价值。生活污水处理厂BOD预测成功率为87%，SS为73%；工业污水处理厂BOD预测成功率为69%，SS为58%。 Madoni等人不仅找出出水BOD,NO3-N等与原生动物之间的相关关系，同时还比较了各运行参数的变化情况，列出了19种原生动物与BOD,NH3-N，NO3-N，MLSS，DO ，SVI，SRT等的对照关系。其中可以看出，有壳变形虫、表壳虫、鳞壳虫、无柄纤毛虫、鞘居虫等能直接反映出水硝化的程度。
5.5 生物评价指数
Madoni在采用原生动物组成、数量来指示污水处理状态的基础上，提出用污泥生物指数SBI(Sludge Biotic Index)来评价活性污泥的生物特性。这使一直使用观察的感性认识判断生物特性的方法变为使用具体数值。SBI是根据以下几个方面确定的。
(1)原生动物的密度。根据普遍的研究认为：在活性污泥中，原生动物的密度＞106个／L为良好，104～106个／Ｌ为中等，＜104个／Ｌ则为差。因此，SBI在列表时分为≥1066个／Ｌ和＜106个／Ｌ两档，前者比后者的SBI大。
(2)原生动物的优势种群。把原生动物分为匍匐性、部分固着性纤毛类或Testate amoebae类，固着性纤毛类，盖虫属，小口钟虫，游泳纤毛虫，小型游泳鞭毛虫六类，SBI随以上顺序逐渐减小。
(3)原生动物的种类总数。把活性污泥中检测出的所有原生动物种类数量划分为＞10，8～10，5～7，＜5(单位：个／mL)。SBI随以上顺序逐渐减小。
(4)小型鞭毛虫的数量。由于小型鞭毛虫出现能指示污水处理相对不理想。所以把其数量划分为＜10，10～100(单位：个／mL)。前者SBI大于后者。
由以上四个方面进行列表，并通过验证，给定不同情况下的污泥生物指数(SBI)，最后由污泥生物指数来确定活性污泥法污水处理所具有的质量等级。优(SBI＝８～１０)，良(SBI＝6～7)，中等(SBI＝4～5)，差(SBI＝0～3)。
作者简介：
颜成淋 男 助理工程师 2000年毕业于福建漳州大学水利水电建筑工程系给排水专业，从事给排水设计及工艺管理工作。
