如何通过生物相镜检判断活性污泥工艺的运行状态
那么，如何通过生物相镜检来判断活性污泥工艺的运行状态呢？首先，我们要了解活性污泥的几个生长阶段。
第一阶段(生长初期)：以根足虫类和液性营养性鞭毛虫类、活性营养性鞭毛虫类为主，指标微生物以变形虫、滴虫等为主要代表，此时基本不具有对污染物的去除效率。
第二阶段（生长中期）：以自游泳型纤毛虫类和游离细菌为主，指标微生物以波豆虫、肾形虫、豆形虫、扭头虫等为主，此时对有机物有一定的去除效率。
第三阶段（成熟阶段）：以有柄纤毛虫和后生动物为主，指标微生物以钟虫、累枝虫、轮虫等为主，此时具有较强的对污染物的去除效率。
活性污泥在污水处理中具有重要作用，它是活性污泥工艺中的主要载体。活性污泥由大量微生物群体构成，外观上呈现为黄褐色的絮绒体，具有巨大表面积和强吸附性能，易于沉淀和水分离，从而使污水得到净化和澄清。其具体作用原理如下：
1.吸附：废水与活性污泥微生物接触后，形成悬浮混合液，废水中的污染物被比表面积很大且表面上含有多糖类黏性物质的微生物吸附和粘连。呈胶态的大分子有机物被水解酶作用，分解为小分子物质，这些小分子与溶解性有机物在透膜酶的作用下或浓差推动下选择性渗入细胞体内。初期吸附过程进行十分迅速，之后变慢。上述的吸附是物理吸附和生物吸附的综合作用。
2.微生物的代谢：污染物吸收进入细胞体内后，通过微生物的代谢反应而被降解。一部分经过中间状态氧化为产物二氧化碳和水，另一部分转化为新的有机体使细胞增殖。
3.凝聚与沉淀：絮凝体是活性污泥的基本结构，水中能形成絮凝体的微生物很多，它具有凝聚性能，可形成大块菌胶团。凝聚的主要原因是细菌和微生物的分泌物促使凝聚结成绒粒，把颗粒同水分开，除了重力沉淀外，也可用气浮法进行固液分离。
活性污泥系统一般由曝气池、曝气系统、回流污泥系统（外回流）、混合液回流系统（内回流）及二沉池等组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，产生好氧代谢状态。随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池，进行泥水分离，活性污泥絮体沉入池底，泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池，以维持曝气池内的污泥浓度，多余部分则从系统中排出。
为保证活性污泥法的有效运行，需要满足一些基本条件，如污水中含有足够的胶体状和溶解性易生物降解的有机物；曝气池中的混合液有一定量的溶解氧；活性污泥在曝气池内呈悬浮状态，能够与污水充分接触；连续回流活性污泥、及时排出剩余污泥，使曝气池混合液中活性污泥维持合适的浓度；污水中有毒害作用的物质的含量在一定浓度范围内，不对微生物的正常生长、繁殖形成威胁。
活性污泥法能有效去除污水中的溶解性和胶体状态的可生化有机物、氮磷等污染物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。但该方法也存在一些局限性，如不善于适应水质的变化，供氧不能得到充分利用；空气供应沿池水平均分布，可能造成前段氧量不足后段氧量过剩；曝气结构庞大，占地面积大等。在实际应用中，通常会根据具体的污水水质和处理要求，对活性污泥法进行适当的调整和优化。同时，要注意防范活性污泥膨胀等异常现象的发生，以确保污水处理系统的稳定运行。
如果我们要使活性污泥对污染物的去除效率发挥到较高的程度，那么始终要把活性污泥的生长阶段控制在第三个阶段，也就是成熟阶段。那么在实际活性污泥工艺运行中，由于进水水质波动和特征污染物的不同，我们如何对运行做出指导性建议呢？笔者对活性污泥运行归结以下几种情况：
01
活性污泥工艺运行良好
活性污泥表现为絮凝体较大，菌胶团边界清晰，菌胶团内无丝状菌延申，沉降性好。镜检观察出现的生物有钟虫属、盖纤虫属、盾纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、各类吸管虫属、轮虫类、累枝虫属、寡毛类等固着型指标微生物。此时可判断为运行状态良好，无需做调整。
活性污泥工艺出现膨胀
活性污泥表现为絮体松散，菌胶团边界不清晰或者无边界，菌胶团内有丝状菌延伸，此时污泥沉降性差，30分钟沉降比高，应根据菌胶团内延申的丝状菌数量定义膨胀丰度。丝状菌是导致污泥膨胀的主要生物，由于丝状菌大量繁殖，活性污泥呈棉絮状，颗粒细碎且颜色相对较浅，甚至有明显的污泥发白的现象。此时根据镜检状况，反馈现场丝状菌膨胀丰度，查明引起膨胀的原因。
03溶解氧不足
曝气池中溶解氧持续不足时，活性污泥颜色较正常时发黑，并散发出明显臭味，这是因为微生物无氧代谢或者大量好氧型微生物死亡造成的。
溶解氧不足会导致硝化反应受阻，影响氨氮向硝酸盐氮的转化，从而降低污水中氨氮的去除效率。同时也会导致污泥膨胀，会使污泥沉降性能变差，造成泥水分离困难，增加出水悬浮物含量，影响出水水质。
总之，溶解氧不足会严重影响污水处理的各个环节，导致处理效果不佳、出水水质不达标以及运行成本增加等问题。
04
高负荷运行
高负荷往往是好氧池内污泥浓度不足的表现，活性污泥表现为出现大量初期和中期指标微生物，而且观察好氧池表面有大量白色直径大于1cm的泡沫产生，这是因为在高负荷状态下，微生物需要大量的氧量来降解污染物，这些泡沫是因为微生物大量内源呼吸造成的。此时，根据镜检状况，应建议现场提高污泥浓度，减少剩余污泥量甚至暂停剩余污泥排放以应对。严格来说，负荷应该结合氨氮数据来分析，例如，在北方市政污水处理厂的冬季运行中，氨氮问题较为常见，这通常是由于污泥活性不足，特别是低温条件下硝化细菌活性降低所导致的。针对这种情况，需要提高污泥龄，以富集硝化细菌。值得注意的是，在低温状态下，硝化细菌的富集过程非常缓慢，可能需要数个世代周期才能实现。
当出水氨氮升高时，可通过在生化系统中，直接补充MicroMotion®- N生物促进硝化菌，旨在加速硝化细菌的富集，提高系统对氨氮的去除效率，在低温条件下，能够有效应对污泥活性不足的问题，从而保障污水处理厂的稳定运行和出水质量。
高溶解氧
持续高溶解氧运行会造成后生动物轮虫数量的增加，特别是鞍甲轮虫和猪吻轮虫的数量，活性污泥表现为有较多污泥碎片污泥产生，这是因为过高的溶解氧会使污泥发生解絮状况，而鞍甲轮虫和猪吻轮虫是以游离细菌和活性污泥碎片为食物，这样就给这些后生动物提供了生存条件，如不加介入，持续高溶氧，会造成活性污泥工艺崩溃。此时应建议现场，降低溶解氧运行，甚至可以采用延迟曝气方式。低负荷运行
当污水浓度和BOD负荷过低时会出现表壳虫属，也标志着出现了硝化作用。这是因为出现表壳虫标志着泥龄至少大于15天，与硝化菌的富集周期相吻合。此时应注意活性污泥成熟期的指标微生物，如同时并存状态，则活性污泥系统无大的问题，只是增加了硝化状态；如不出现成熟期的指标微生物，则需要减短泥龄，以免活性污泥工艺的碳化过程受影响，这种状况大多出现在较高氨氮的废水处理中。
活性污泥恶化
活性污泥工艺恶化的情况，往往出现在受不明水体冲击时，此时活性污泥的表现为出现大量初期和中期指标微生物，镜检过程中无楯纤虫出现，这是因为楯纤虫各种冲击的敏感度较强，值得注意的是楯纤虫不要和游仆虫混淆，楯纤虫的个体比游仆虫要小很多，一般楯纤虫个体体长：25-40微米体宽：18-29微米。
08活性污泥中毒
活性污泥中毒，其颜色会发生变化，污泥颜色呈现灰白色，溶解氧比较高，一般可接近饱和溶解氧状态，此时观察好氧池可闻到明显的臭味，污泥发生解絮，二沉池有不规则的灰白色污泥上浮。镜检无活体微生物，无菌胶团。这种情况主要出现在医药化工行业毒性废水，电子电镀行业废水，重金属冲击废水等。
为了应对活性污泥系统的毒性冲击，可以采取紧急措施，如添加能够降低毒性影响的生物菌剂或生物酶产品，以促进受损生物系统的快速恢复。然而，为了从根本上解决问题，需要加强化工行业（如石油化工、煤化工、医药化工、农药化工、生物化工和精细化工）废水的前端预处理，确保预处理能够有效控制卤代烃、芳香烃、乙腈、吡啶、呋喃、DMF等污染物，使其保持在安全阈值范围内。可以单独采用或耦合使用的技术包括生物催化、铁碳微电解、高级氧化、电化学处理以及毒性预警系统，以确保高COD、高毒性、高盐分和成分复杂的废水对后续生物处理系统是安全无害的。
通过对活性污泥进行生物相镜检，并结合各种运行特征，可以较为准确地判断活性污泥工艺的运行状态。然而，确保工艺的稳定运行和高效处理效果，不仅需要及时的调整和优化，还需要全面的管理和服务支持。在这方面，绵津环保的环保管家或托管运营服务发挥着关键作用。
绵津环保为企业提供全面的环境管理和技术支持，包括但不限于：
环境风险源分析：识别和评估企业运营中的环境风险点；
日常环境运行维护方案：制定和执行日常的环境保护和运行维护计划；
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环境应急监督和风险隐患排查：定期检查和监督，确保环境风险得到及时控制和消除；
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环境事故损害评估：评估环境事故的影响，为后续的修复和改进提供依据。
达标排放数据检查：确保企业的排放数据符合环保标准。
环境隐患排查：系统性地检查和识别潜在的环境问题。
环保设施运行参数检查：监控和评估环保设施的运行状态和性能。