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污水处理厂微生物监测案例
 
1 采样与方法
1.1 采样
取无菌玻璃瓶,于污水处理厂试运行期和正常运行期CASS生化池水面下50cm处取混合液进行细菌总数、酵母总数和霉菌总数测定。
1.2 细菌总数测定
生化池水样稀释103倍、104倍、105倍、106倍和107倍后,分别取各稀释液1mL接种于培养皿中,倒平板,于37生化培养箱中培养24h后,选取菌落数在30300个之间的培养物进行计数,每个稀释倍数做5个平行样。
100mL水样水浴至残留少量水后,于105烘箱中烘至恒重,称量水样中活性污泥的干重,计算生化池水样中每克干污泥的细菌总数。
细菌培养基:牛肉膏5g/L,蛋白胨10g/LNaCl 5g/L,琼脂15g/LpH 7.0
1.3 酵母菌总数测定
生化池水样稀释102倍、103倍、104倍和105倍后,分别取各稀释液1mL接种于培养皿中,倒平板,于30生化培养箱中培养48h后,选取菌落数在30300个之间的培养物进行计数,每个稀释倍数做5个平行样。
100mL水样水浴至残留少量水后,于105烘箱中烘至恒重,称量水样中活性污泥的干重,计算生化池水样中每克干污泥的酵母菌总数。
酵母菌培养基:葡萄糖20g/L,酵母浸出粉5g/L,蛋白胨 5g/L,琼脂15g/LpH5.5
1.4 霉菌总数测定
生化池水样稀释102倍、103倍、104倍和105倍后,分别取各稀释液1mL接种于培养皿中,倒平板,于30生化培养箱中培养72h后,选取菌落数在30300个之间的培养物进行计数,每个稀释倍数做5个平行样。
100mL水样水浴至残留少量水后,于105烘箱中烘至恒重,称量水样中活性污泥的干重,计算生化池水样中每克干污泥的霉菌总数。
霉菌培养基:蔗糖30g/LNaNO3 2g/LK2HPO4·3H2O 1g/LKCl 0.5g/LMgSO4·7H2O 0.5g/LFeSO4 0.01g/L,琼脂15g/L
 
结果
2.1生化池水样微生物总数
试运行阶段和正常运行阶段生化池水样细菌、酵母菌和霉菌总数计数结果如表1和表2所示。
1 试运行阶段生化池水样微生物总数

微生物种类

 
序号
细菌
(CFU/g污泥)
酵母菌
(CFU/g污泥)
霉菌
(CFU/g污泥)
1
1.4×1010
1.7×107
6.4×105
2
1.7×1010
2.0×107
8.9×105
3
2.2×1010
2.1×107
2.6×106
4
2.7×1010
2.9×107
3.2×106
5
3.9×1010
3.6×107
4.5×106
6
4.7×1010
3.7×107
6.6×106
7
5.8×1010
4.8×107
7.4×106
8
9.5×106
狄克逊(Dixon)法检验最小可疑值和最大可疑值
 
Q值 
结果
Q值 
结果
Q值 
结果
最小可疑值
0.068
正常
0.097
正常
0.037
正常
最大可疑值
0.250
正常
0.355
正常
0.244
正常
注:①若QQ0.05,则可疑值为正常值;若Q0.05<QQ0.01,则可疑值为偏离值;
Q>Q0.01,则可疑值为离群值。
②样本容量n=7时,Q0.050.507Q0.010.637;样本容量n=8时,Q0.050.554Q0.010.683
CASS池微生物总数统计
算术均数
3.2×1010
3.0×107
4.4×106
样本标准偏差
1.6×1010
1.1×107
3.4×106
样本相对标准偏差%
51.4
37.9
77.9
CASS池微生物总数(CFU/g污泥)
3.2×1010±1.6×101051.4
3.0×107±1.1×10737.9
4.4×106±3.4×10677.9

 

 
选取菌落数在30300个之间的培养物进行计数后,计算每克干污泥的微生物总数,见表1。结果表明,生化池中,每克干污泥的细菌、酵母菌和霉菌总数分别为1.4×1010~5.8×10101.7×107~4.8×1076.4×105~9.5×106。利用狄克逊(Dixon)法分别对这3类微生物总数的最小值和最大值进行一致性检验并剔除离群值。检验结果显示,监测结果均属正常值,经统计,CASS池细菌、酵母菌和霉菌总数分别为(3.2×1010±1.6×101051.4CFU/g污泥、(3.0×107±1.1×10737.9CFU/g污泥和(4.4×106±3.4×10677.9CFU/g污泥;3类微生物的样本相对标准偏差分别51.4%37.9%77.9%,虽然样本相对标准偏差值较大,但是培养结果仍然是理想的。因为,活性污泥中微生物的数量测定影响因素多,如不同科属的微生物在培养基中的适应时间不等;即使是同种的微生物,处于不同生长周期时,适应时间也不一样;制备不同菌体浓度的活性污泥菌悬液时,菌胶团中的微生物充分离散的难度大等。
正常运行期,生化池中每克干污泥的细菌、酵母菌和霉菌总数如表2所示,分别为2.0×1010~7.1×10103.5×106~5.2×1071.6×106~2.9×107。利用狄克逊(Dixon)法分别对这3类微生物总数的最小值和最大值进行一致性检验后,剔除了霉菌总数最大值2.9×107。经统计,CASS池细菌、酵母菌和霉菌总数分别为(4.2×1010±1.8×101044.2CFU/g污泥、(2.5×107±1.8×10773.1CFU/g污泥和(3.6×106±2.6×10672.4CFU/g污泥;3类微生物的样本相对标准偏差分别44.2%73.1%72.4%
培养和统计分析表明,该污水处理厂试运行期和正常营运期3大类微生物的总数相差不大,对应类型的微生物均处于相同的数量级。从样本相对标准偏差判断,细菌总数的偏差值较小,分别为51.4%44.2%;酵母菌总数的偏差值相差较大,分别为37.9%73.1%;而霉菌总数的偏差值较大,分别为77.9%72.4%。这是因为,细菌的细胞结构简单,生长繁殖方式单一,主要以二等分裂的方式繁殖,因此,细菌的培养结果的相对差异较小;而酵母菌的繁殖方式多样,有芽殖、裂殖、产无性孢子等无性生殖方式和产子囊孢子等有性繁殖方式,因而不同酵母菌的营养体和孢子在培养基中的生长时间存在较大的差异,所以样本相对标准偏差值差别较大;霉菌的代时长,菌丝体的形态更加多样,所以样本相对标准偏差较大。
 
2 正常运行阶段生化池水样微生物总数

微生物种类

 
序号
细菌
(CFU/g污泥)
酵母菌
(CFU/g污泥)
霉菌
(CFU/g污泥)
1
2.0×1010
3.5×106
1.6×106
2
2.3×1010
1.1×107
1.6×106
3
3.5×1010
1.3×107
2.9×106
4
4.1×1010
2.4×107
4.7×106
5
4.2×1010
4.7×107
5.8×106
6
5.9×1010
5.2×107
8.8×106
7
7.1×1010
__
2.9×107
狄克逊(Dixon)法检验最小可疑值和最大可疑值
 
Q值 
结果
Q值 
结果
Q值 
结果
最小可疑值
0.059
正常
0.155
正常
0
正常
最大可疑值
0.235
正常
0.103
正常
0.737
离群,删除该值
注:①若QQ0.05,则可疑值为正常值;若Q0.05<QQ0.01,则可疑值为偏离值;
Q>Q0.01,则可疑值为离群值。
②样本容量n=6时,Q0.050.560Q0.010.698;样本容量n=7时,Q0.050.507Q0.010.637
CASS池微生物总数统计
算术均数
4.2×1010
2.5×107
3.6×106
样本标准偏差
1.8×1010
1.8×107
2.6×106
样本相对标准偏差%
44.2
73.1
72.4
CASS池微生物总数(CFU/g污泥)
4.2×1010±1.8×101044.2
2.5×107±1.8×10773.1
3.6×106±2.6×10672.4

 

 
2生化池污泥形态和水样微生物培养物形态
利用光学显微镜对生化池活性污泥的形态进行观察,发现试运行约2周后,污泥的形态开始稳定,能观察到水丝蚓等后生动物。污泥菌胶团形态见图1~6,霉菌形态见图7,细菌、酵母菌和霉菌的菌落形态见图8~251株细菌的染色细胞形态如图26所示。各培养物的菌落形态和细胞形态显示,活性污泥中的微生物种类是非常丰富的。
 
1菌胶团
 
 
2菌胶团
 
 
3菌胶团
 
 
4菌胶团及水丝蚓
 
 
5菌胶团及水丝蚓
 
6菌胶团及水丝蚓
 
7曲霉
 
 
8霉菌培养物        9 霉菌培养物
  
10霉菌培养物        11霉菌培养物
 
 
12酵母菌培养物        图13酵母菌培养物
 
14细菌培养物
 
 
15霉菌平板分离        图16霉菌平板分离
 
 
17酵母菌平板分离     图18酵母菌平板分离
 
 
19酵母菌平板分离      图20酵母菌平板分离
 
21细菌平板分离       图22细菌平板分离
 
 
23细菌平板分离       图24细菌平板分离
 
 
25细菌平板分离         图26细菌染色图片
 

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