Nuotekų valymo įrenginių eksploatavimo metu kasdien žiūrime duomenis: COD, NH3-N, TN, SVI, DO ir kt., tačiau anksčiausias „pavojaus signalas“ dažnai būna ne iš instrumentų, o iš mikroorganizmų. Patyrę operatoriai dažnai pirmiausia žiūri ne į laboratorijos ataskaitas, o į mikroskopą, nes mikroorganizmai nemeluoja; jų „atsiradimas ar išnykimas“ tiesiogiai pasako, ar sistema sveika. Šiame straipsnyje sistemingai aprašomi metodai, kaip greitai nustatyti įprastus mikroorganizmus vandens valymo įrenginiuose, ir jų orientacinė reikšmė iš praktinės, praktinės perspektyvos, padedant: iš anksto įvertinti proceso riziką, nelaukiant, kol duomenys viršys standartus.
I. Kodėl mikroorganizmai yra labiau „įžvalgūs“ nei fizikiniai ir cheminiai rodikliai?
Vandens valymo sistemose fizikiniai ir cheminiai rodikliai atspindi „jau pasiektus rezultatus“, o mikrobų bendruomenės pokyčiai dažnai yra „signalai, kad problemos tik prasideda“. Pavyzdžiui: amoniakinio azoto gal ir nėra per daug, bet nitrifikuojančių bakterijų jau gerokai sumažėjo; nuotekų SS gali būti priimtinos ribose, tačiau gijinės bakterijos jau pradėjo kolonizuoti paviršių. Bakteriniai flokai; duomenys atrodo normalūs, tačiau gaureliai pradeda trauktis ir apvalėti – visa tai matomi įspėjamieji ženklai.
II. Keturios vandens valymo mikroorganizmų kategorijos ir pagrindiniai identifikavimo metodai
Mikroorganizmai, stebimi vandens valymo sistemose, paprastai skirstomi į keturias kategorijas: bakterijos (pagrindinės funkcinės sistemos sudedamosios dalys), pirmuonys (jautriausias pirmosios-eilės biologinis indikatorius), metazos (aukšto sistemos stabilumo žymuo) ir dumbliai bei grybai (nukrypimų ar užterštumo rodikliai). Optiniu mikroskopu galima tiesiogiai stebėti pirmuonius, metazorius, flokus ir siūlines bakterijas; bakterijoms reikia dažymo, kultivavimo ar molekulinės biologijos metodų.
Jei „ekspertas“ tiesiogiai ištiria jūsų „dumblą“ mikroskopu ir sako, kad yra problemų dėl nitrifikuojančių bakterijų, galite liepti „ekspertui“ išeiti. Nitrifikuojančių ir nitritus{1}}oksiduojančių bakterijų negalima tiesiogiai stebėti pro mikroskopą.
III. Dažniausiai naudojami vandens valymo mikrobų identifikavimo metodai (sunkumo tvarka)
1. Pagrindinis lygis: optinis mikroskopas 100~400x. Tiesiogiai paimkite sumaišytą skystį iš aeracijos bako arba nuotekas iš antrinės sedimentacijos bako ir leiskite jam pastovėti 3–5 minutes. 1. Minutės: paruoškite stiklelį iš tarpinio terpės sluoksnio gyvam stebėjimui arba paprastam metileno mėlynojo dažymui. Galimas tiesioginis pirmuonių, metazojų, bakterijų flokų, siūlinių bakterijų ir dumblių identifikavimas.
2. Išplėstinė stadija (pagalbinis laboratorinis sprendimas): į stiklelio centrą įlašinkite vieną lašą vandens, įlašinkite labai nedidelį kiekį dumblo arba auginimo terpės ir švelniai paskirstykite, kad susidarytų plonas, vienodas tepinėlis (jis turi būti plonas; per storas tepinėlis nebaigs spalvos ir bus klaidingi teigiami rezultatai). Leiskite išdžiūti ore (nešildykite). Padėkite stiklelį bakterine puse į viršų ir greitai perbraukite pirmyn ir atgal virš alkoholio lempos liepsnos 2–3 kartus (jei alkoholio lempos nėra, galima naudoti žiebtuvėlį). Įpilkite krištolinio violetinio, kad visiškai padengtumėte tepinėlį. Po 1 minutės švelniai nuplaukite lėta vandens srove. Šiuo metu visos bakterijos bus violetinės spalvos. Po. 1 minutės įpilkite jodo tirpalo, kad tepinėlis pasidengtų... Po 30 minučių nuplaukite. Pakreipkite stiklelį, įpilkite 95% etanolio, 10–20 sekundžių skalaukite vandeniu, įpilkite safranino arba praskiesto bazinio fuksino, skalaukite 30–60 sekundžių, nusausinkite ir stebėkite mikroskopu.
Dažant gramais galima atskirti gram{0}}teigiamas (G+) ir gram-neigiamas (G-) bakterijas ir padeda identifikuoti siūlines bakterijas. Gram{5}}teigiamos (G+) bakterijos turi storas ląstelių sieneles ir stebimos violetinės arba tamsiai mėlynos spalvos; Gram-neigiamos (G-) bakterijos turi plonesnes ląstelių sieneles su išorine membrana ir stebimos raudonos arba rausvos spalvos.
Vykdydami projektą neatlikome eksperimentų, kad atskirtume G+ ir G-, o siekdami nustatyti proceso problemų šaltinį. Aktyvių teršalų atveju... Dumblo sistemose Gnaphalium ir Thiofilaria dažniausiai yra gram-neigiamos (G−), dažnai atitinkančios didelę organinių medžiagų apkrovą, nepakankamą ištirpusio deguonies (DO) kiekį ir per didelį sieros kiekį nuotekose; aktinomicetai dažniausiai yra gram{5}}teigiami (G+), dažnai susiję su žema vandens temperatūra, dumblo senėjimu ir per ilgai trunkančia kietosios būsenos reakcija (SRT). Be to, kadangi G- ląstelės turi plonesnes ląstelių sieneles, jos dažnai pirmosios miršta, kai sistema patiria toksinius smūgius, o didžiausią naštą tenka nitrifikuojančioms bakterijoms (daugiausia G-).
Dažymo gramais kasdien atlikti nereikia. Jis gali būti naudojamas kaip pagalbinė diagnostikos priemonė, kai pastebimas siūlinio dumblo susikaupimas, staigus nitrifikacijos kolapsas, įtariami toksiniai smūgiai arba nenormalus darbas esant žemai temperatūrai žiemą.
Aukščiau pateikti du būdai yra paprasti ir tinkami vandens valymo įrenginiams. Taip pat yra sudėtingesnių metodų, tokių kaip 16S rRNR dažymas. Sekvenavimas, FISH, srauto citometrija ir kt. tinka tik tyrimams ir nerekomenduojama naudoti projekto veikloje.
IV. Bakterijos: „sisteminis skeletas“, lemiantis gydymo pajėgumus
1. Floksai: pagrindinis sistemos stabilumo rodiklis
Flok{0}}sudarančios bakterijos yra pagrindinės aktyviojo dumblo nešėjos. Jų morfologinės ypatybės apima flokuliacinę arba gumulinę struktūrą, įdėtą į lipnią kapsulę, kurios viduje yra tankiai supakuoti kokai arba trumpos bacilos.
Jei floko struktūra kompaktiška, o kraštai lygūs, tai rodo didelį dumblo aktyvumą, gerą flokuliaciją ir nusėdimą bei stiprią COD ir NH3-N šalinimo pajėgumą. Jei konstrukcija laisva, kraštai šiurkštūs ir lengvai lūžta, tai rodo dumblo senėjimą ar apsinuodijimą, didelę tūrio susidarymo riziką ir didelę tikimybę, kad nuotekose SS viršys normą.
2. Gijų bakterijos: labiausiai paplitęs procesas „bėdų sukėlėjai“
Gastrosporium glomeratum (G⁻) 1. [Neaiškus tekstas -, tikėtina, susijęs su bakterijomis:] Apvalkalo buvimas ir gebėjimas judėti rodo didelę organinę apkrovą ir nepakankamą ištirpusio deguonies (DO) kiekį. G-sieros- turinčios granulės, kurios mikroskopu atrodo blizgios, rodo didelį sieros kiekį nuotekose arba anaerobinėmis sąlygomis. G-išsišakoję aktinomicetai rodo žemą vandens temperatūrą arba senstantį dumblą.
3. Funkcinės bakterijos: denitrifikacijos proceso „variklis“.
Nitrifikuojančios bakterijos daugiausia yra gram-neigiamos (beveik visiškai gram-neigiamos), o denitrifikuojančios bakterijos taip pat daugiausia yra gram-neigiamos, tačiau gali dalyvauti ir gramteigiamos bakterijos.
V. Pirmuonys
Svarbiausias „biologinis rodiklis“ priekiniam darbui ir priežiūrai. Pirmuonys minta bakterijomis ir organinėmis šiukšlėmis ir yra itin jautrūs aplinkos pokyčiams, todėl jie yra tinkamiausi indikatoriniai organizmai įprastiniam mikroskopiniam tyrimui.
Skirtingi pirmuonys atitinka skirtingas veikimo sąlygas. Paleidus procesą, esant didelei įtekėjimo apkrovai ir prastai vandens kokybei, atsiranda vėliavėlių; amebų atsiranda vandens kokybės svyravimų metu. Pastebimas didelis, mažas ištirpusio deguonies (DO) kiekis ir prasta flokuliavimo kokybė. Plaukiojantys blakstienėlės (pvz., Paramecium) atsiranda pereinamojoje fazėje. Sėslūs blakstienos (pvz., Vorticella ir Cyclocarya) atsiranda, kai sistema yra stabili ir nuotekų kokybė yra puiki. Tačiau jei Vorticella burnos diskas susitraukia ir jo korpusas suapvalėja, tai yra labai pavojingas signalas, rodantis apsinuodijimą mikrobais arba DO trūkumą, o procesas netrukus suges. Sifonoforų gausu tik tada, kai vandens kokybė puiki ir sistema subrendusi.
VI. Metazoa: „labai stabilios“ sistemos ženklas
Rotiferiai atsiranda, kai procesas yra stabilus ilgą laiką, tačiau per didelis rotiferių skaičius rodo dumblo senėjimą ir mažą organinę apkrovą. Mažais kiekiais nematodai neturi akivaizdžios orientacinės reikšmės, tačiau didelis skaičius rodo anaerobines sąlygas, dumblo kaupimąsi arba toksinį šoką. Daug vibruojančių kirminų ir tubifex kirminų rodo sunkias anaerobines sąlygas ir dumblo puvimą, o tai yra proceso avarijos lygio signalas. Nr.
VII. Dumbliai ir grybai: įspėjamieji anomalijų ir taršos ženklai
Nedidelis dumblių kiekis gali papildyti ištirpusį deguonį (DO); didelis grybų kiekis rodo žemą įtekančio pH, didelį cukraus kiekį, senstantį dumblą, o grybai konkuruoja su bakterijomis dėl maistinių medžiagų, todėl susidaro palaidi pūsleliai.
VIII. Mikrobų paveldėjimo modeliai: svarbesni nei „viena rūšis“
Tipinė mikrobų seka (procesas nuo pradžios-pagal pradžios → stabilus → aukštos-kokybės veikimas): jei mikroorganizmai sėkmingai veikia tokia tvarka: „vytiniai → sarkopteriai → plaukiojantys blakstienai → sėslūs blakstienai → čiurliai → rotiferiai“, tai rodo, kad sistema tobulėja; jei seka yra atvirkštinė, tai rodo, kad sistema blogėja.
IX. Praktiniai priekinės linijos naudojimo ir priežiūros pasiūlymai
Prie aeracijos bako išleidimo angos arba antrinio sedimentacijos bako įleidimo angos stebėkite, kad pirmiausia praskiedus 100 kartų, tada 400 kartų. Stabilaus laikotarpio metu stebėti kartą per dieną; nenormaliais laikotarpiais didinti iki 2-4 kartų per dieną. Dažymas gramais turėtų būti naudojamas tik vieną kartą, esant ekstremalioms oro sąlygoms, sistemos atnaujinimui arba kai į sistemą pridedamas naujas vandens šaltinis.
Išvada: Tie, kurie tikrai supranta vandens valymą, galiausiai grįš prie mikroskopo. Kai galite naudoti mikroorganizmus, kad nustatytumėte, kuriame įrenginyje yra problema, -ar tai būtų apkrovos, ištirpusio deguonies (DO) ar toksinio šoko problema-ir ar reikia ankstyvos intervencijos, jūs nebėra operatorius, „vadomas duomenimis“, o asmuo, kuris tikrai kontroliuoja procesą.
Mikroorganizmai yra sąžiningiausia vandens valymo sistemos kalba.