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活性污泥中丝状菌与絮体结构的关系研究
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原核细胞（prokaryotic cell）是组成的细胞。这类细胞主要特征是没有以为界的细胞核， 也没有核膜和， 只有，进化地位较低。外文名Prokaryotic cell相&&&&对真核细胞主要生物种类细菌、衣原体、支原体、蓝藻等特&&&&征没有核膜包被的细胞核
原核细胞（prokaryotic cell）没有核膜，集中在一个没有明确界限的低电子密度区。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5纳米，周长约几十纳米。没有恒定的，为70S型，原核细胞构成的生物称为（prokaryote），均为，通常称为细菌（bacterium）。
原核细胞（ procaryotic/prokaryotic cell ）指没有核膜且不进行、减数分裂、无丝分裂的细胞。这种细胞不发生流动，观察不到变形虫样运动。（flagellum）呈单一的结构。光合作用、氧化化在进行，没有叶绿体（chloroplast）、(mitochondrion）等(organelles）的分化，只有核糖体。由这种细胞构成的生物，称为原核生物，它包括所有的细菌和蓝藻类。[1]即构成细菌和蓝藻等低等生物体的细胞。它没有真正的（nucleus），只有原核或拟核，所含的一个（或），是环状双股单一顺序的分子（circular DNA），没有（histone）与之结合无（nucleolus），缺乏（nuclear envelope）。外层原生质中有70 S核糖体与中间体，缺乏（Golgi apparatus）、（E.R.）、线粒体和（centrosomes）等。转录和（transcription and translation）同时进行，四周内含有呼吸酶。无有丝分裂（mitosis）和（meiosis），脱氧核糖核酸（DNA）复制后，细胞随即分裂为二。
结构含有：（capsule），（murein cell wall），细胞膜（cell surface membrane），脱氧核糖核酸分子（circular DNA），（mesosome）或， thykoloid，能源[energy storage(e.g.glycogen)]，核糖体（ribosome），鞭毛（flagellum),pilli 等等。 细胞壁[2]厚度因细菌不同而异，一般为15-30纳米。主要成分是，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成单元，以β（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（）或（）桥接起来，形成了肽聚糖，像胶合板一样，粘合成多层。
肽聚糖中的链在各中都一样，而横向短肽链却有物种间的差异。革兰氏阳性壁厚约2080纳米，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1纳米，含20-40%的（teichoic acid），有的还含有少量。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10纳米，仅2-3层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为、和。此外，与细胞之间还有间隙。
肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，抑制转肽酶的活性和肽桥的形成。
细菌细胞壁的功能包括：保持细胞外形；抑制机械和渗透损伤（革兰氏阳性菌的细胞壁能耐受20kg/c㎡的压力）；介导细胞间相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；协助细胞运动和分裂。
脱壁的细胞称为细菌（bacterial protoplast）或球状体（spheroplast），因脱壁不完全，脱壁后的细菌原生质体，生存和活动能力大大降低。是典型的单位膜结构，厚约8-10纳米，外侧紧贴细胞壁，某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜。细胞膜有多方面的重要功能，它与细胞的，细胞识别、分泌、排泄、免疫等都有密切的关系。通常不形成，除体外，没有其它类似的细胞器，呼吸和光合作用的位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物（蓝细菌和紫细菌），形成结合有色素的内膜，与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成小管状结构，称为（mesosome）或，中膜体扩大了细胞膜的表面积，提高了效率，有拟线粒体（Chondroid）之称，此外还可能与DNA的复制有关。细菌和其它原核生物一样，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体（nuclear body）。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的，所含的遗传信息量可编码种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行，而不像真核细胞那样在生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。
每个细菌细胞约含个核糖体，部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于中。细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单位含有23SrRNA与30多种蛋白质，小亚单位含有16SrRNA与20多种蛋白质。30S的小亚单位对与链霉素很敏感，50S的大亚单位对与很敏感。
细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的，称为（plasmid）。是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2-200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒DNA在研究中很重要，常用作基因重组与的载体。
胞质颗粒是中的颗粒，起暂时贮存营养物质的作用，包括多糖、、多等。（nucleoid）存在于，是没有由包被的，也没有，只有一个位于形状不规则且边界不明显区域的环形分子。内含。里面的核酸为双股螺旋形式的环状DNA，且同时具有多个相同的复制品。许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，其中边界明显的称为荚膜，如，边界不明显的称为粘液层（slime layer），如。对细菌的生存具有重要意义，细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境；保护自身不受吞噬；而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出对的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来，以备攻击靶细胞之需。
是某些细菌的运动器官，由一种称为（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺时针和逆时针）来改变运动状态。
菌毛是菌体表面极其细的蛋白纤维，须用电镜观察，特点是：细、短、直、硬、多。菌毛与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，可分为普通菌毛和两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。原核生物的基因结构多数以操纵子形式存在，即完成同类功能的多个基因聚集在一起，处于同一个启动子的调控之下，下游同时具有一个终止子。两个基因之间存在长度不等的间隔序列，如与乳糖代谢有关酶的基因。在距点-35和-10（转录起始点上游的为“-”，下游的核苷酸序列为“+”）附近的序列都有RNA聚合酶识别的信号。RNA聚合酶先与-35附近的序列（称为Pribnow框）结合，然后才与-10附近的序列（称为Sextama框）结合。RNA聚合酶一旦与-10附近序列结合，就立即从识别位点上脱离下来，DNA双链解开，转录开始。除外，往往还有一些调控转录的其他因子，如和。
原核生物终止之前同样有一段结构，称为，它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA上脱离下来。细菌以一分为二的方式繁殖，某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽胞在细菌细胞内形成，故常称为内生孢子。
芽孢的生命力非常顽强，有些湖底沉积土中的芽孢杆菌经500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH7.0时能耐受100℃煮沸5-9.5小时。芽孢由内及外有以下几部分组成：
1．芽孢原生质（spore protoplast）：核心（core）含浓缩的原生质。
2．（inner membrane）：由原来繁殖型细菌的细胞膜形成，包围芽孢原生质。
3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围。发芽后成为细菌的。
4．（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组成，但结构不同于的肽聚糖，交联少，多糖支架中为胞壁酐而不是，四肽由L-Ala组成。
5．（outer membrane）：也是由细菌细胞膜形成的。
6．外壳qiao（coat）：芽孢外壳，质地坚韧致密，由类角蛋白（keratinlike protein）组成，含有大量二硫健，具有疏水性特征。
7．外壁（exosporium）：外衣，是芽孢的最外层，由脂蛋白及碳水化合物（）组成，结构疏松。传统分类法根据生物的营养方式、运动能力和细胞结构的特点，把生物划分为动物界和植物界。的主要特征是具有硬的和进行的叶绿体。按传统分类系统，虽然大多数生物种容易归类，可是对某些生物来说却遇到了分类上的困难，例如眼虫（Euglena）是一种单细胞生物，含有，却不具有；细菌和真菌则有细胞壁而无叶绿体；支原体既无叶绿体也无细胞壁，古细菌既有原核生物的特征也具有真核生物的特征。这些生物按照传统分类法进行分类显然就要遇到困难。
1977年C. Woese根据对16SrRNA核苷酸顺序的同源性比较，提出将生命划分为三界，即：（Eubacteria）、Eucaryotes、古细菌（Archaes）。1996年Bult领导的研究小组在Science上发表了詹氏球菌（Methanococcus jannaschii）的全基因组序列，进一步证明它既不是典型的细菌也不是典型的真核生物，而是介于两者之间的生命体，即生命的第三形式。原核生物（prokaryote）是以原核细胞构成的，均为单细胞生物，通常称为（bacterium）。
根据外表特征，可把原核生物粗分为“三菌三体”6种类型，即细菌（狭义的）、、、、和。 是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。细菌主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分组成，有的细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5-5微米之间。可根据形状分成三类：、和。放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核。因其具有分枝状菌丝、形态与霉菌相似，过去曾认为放线菌是&介于细菌与真菌之间的微生物&。然而，用近代技术所进行的研究结果表明，放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。从上看，放线菌（除高温放线菌外）与全部G+细菌一起同属于这一大分支中的高G+C/mol%群。蓝藻又称蓝细菌（cyanobacterium），能进行与高等植物类似的光合作用蓝藻（以水为电子供体，放出氧气），与光合细菌的光合作用的机制不一样，因此被认为是最简单的植物。蓝藻没有，但含有藻蓝素（呈蓝色，但含量少）和叶绿素（呈绿色并且含量多），是能够进行光合作用的自养生物。细菌中绝大多数种类是营腐生或者寄生生活的一种生物。蓝藻和细菌中，都没有成型的。蓝藻细胞载体与其它原核细胞一样，是一个环状DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。因为蓝藻细胞的体积比其它原核细胞大得多，直径一般在10微米，甚至可达70微米（），所以肉眼不能看清蓝藻细胞。蓝藻属单细胞生物，有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属念珠藻类的发菜（nostoc commune var.flagtlliforme）就是蓝藻的；发菜生长在西北草地和荒漠，因为和“发财”谐音，所以被人争相食用，现已被我国列为保护生物；做绿肥的红萍实际上是一种固氮蓝藻与水生蕨类满江红的共生体。蓝球藻，念珠藻，颤藻，发菜（细胞群体呈黑蓝色）均属于蓝藻，所以蓝藻并不都是呈现绿色的。（mycoplasma）的大小通常为0.2-0.3微米，是现认为最小的细胞，可通过滤菌器。无，支原体不能维持固定的形态而呈现多形性。细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，这对保持细胞膜的完整性是必需的，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。
支原体基因组为一环状双链DNA，小（仅有的五分之一），合成与代谢很有限。肺炎支原体的一端有一种特殊的末端结构（terminal structure），能使支原体粘附于呼吸道粘膜上皮细胞表面，与致病性有关。（Chlamydia）很小，直径200-500纳米，能通过细菌滤膜。立克次氏体（Rickettsia）略大，大多不能通过滤菌膜。它们都有DNA和RNA，有革兰氏阴性细菌特征的含肽聚糖的，但酶系统不完全，必须在寄主细胞内生活，有摄能寄生物（energe parasite）之称。
砂眼是衣原体引起的，由于能形成，起初被认为是大型病毒，1956年，中国著名家汤飞凡及其助手张晓楼等人首次分离到的病原体。
衣原体生活史特殊，具有感染力的个体称为原体（elementory body），体积小，有坚韧的细胞壁。在内，原体逐渐伸长，形成无感染力的个体，称作始体（initial body），是一种薄壁的球状细胞，体积较大，通过的方式在宿主细胞内形成一个微，随后大量的子细胞有分化为具有感染能力的原体。立克次氏体立克次氏体也是专性细胞的，主要寄生于节肢动物，有的会通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。
美国医生H.T.Richetts 1909年首次发现它是落基山斑疹伤寒的病原体，并于1910年牺牲于此病，故后人称这类病原体为。与衣原体的不同处在于其细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成。
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活性污泥中原生动物的特征和作用
08:40:18&&作者：&&来源：&&
　　　　原生动物门属真核原生生物界，是单细胞的微型动物，由原生质和一个或多个细胞核组成。原生动物和多细胞动物相同，具有新陈代谢、运动、繁殖、对外界刺激的感应性和对环境的适应性等生理功能。
　　1　原生动物的基本特征
　　1.1　形态
　　原生动物门属真核原生生物界，是单细胞的微型动物，由原生质和一个或多个细胞核组成。原生动物和多细胞动物相同，具有新陈代谢、运动、繁殖、对外界刺激的感应性和对环境的适应性等生理功能。原生动物个体很小，长度一般在100～300 μm之间。它们都具有细胞膜。多数种属的细胞膜结实而富有弹性，从而使原生动物本体保持一定的体形。但也有一些种属，例如变形虫，只有一层极薄的原生质膜，不能保持固定的体形。原生动物一般具有一个或两个以上的细胞核，其形状多种多样，它们在其细胞内产生形态的分化，形成了能够执行各项生命活动和生理功能的胞器。在运动胞器方面有鞭毛、伪足和纤毛；在营养胞器方面有胞口、胞咽和食物泡；用以排出废料和调节渗透压的胞器有伸缩泡等。有些种类的原生动物的细胞膜内分布着肌丝，具有收缩变形的功能。
　　1.2　营养方式
　　原生动物的营养方式分为以下几类：①动物性营养，以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒为生，绝大多数原生动物为动物性营养，有些具有胞口、胞咽等摄食器；②植物性营养，在有阳光的条件下，一些含色素的原生动物可利用二氧化碳和水进行光合作用合成碳水化合物，如植物性鞭毛虫，但种类和数量都很少；③腐生性营养，以死的机体或无生命的可溶性有机物质为生；④寄生性营养，以其它生物的机体(即寄主)作为生存的场所，并获得营养和能量 。
　　1.3　分类
　　1981年国际原生动物学会公布了原生动物分类系统，其中在水处理中常见的有三类：
　　①肉足类，其细胞质可伸缩变动而形成伪足，作为运动和摄食的胞器，运动速度达3 μm／s，典型的肉足类为变形虫属、简便虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等；
　　②鞭毛类，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛长度与其体长大致相等或更长些，是运动器官，鞭毛虫又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫，常见的植物性鞭毛虫有滴虫属、屋滴虫属和眼虫属等，常见的动物性鞭毛虫有波豆虫属、尾波虫属等，鞭毛虫的运行速度达15～300 μm／s；
　　③纤毛类，原生动物周身表面或部分表面具有纤毛，作为行动或摄食的工具，具有胞口、口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官，分为游泳型和固着型两种，游泳型包括漫游虫属、草履虫属、肾形虫属、斜管虫属等，固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属、盾纤虫属和壳吸管虫属等，纤毛类运动速度较快，可达200～1 000 μm／s。
　　2　原生动物与细菌的关系
　　2.1　活性污泥的基本特征
　　活性污泥是污水活性污泥处理系统的反应工作主体，是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的絮状体颗粒。良好的活性污泥具有很强的吸附分解有机物的能力和良好的沉降性能，絮体的大小约为0.02～0.2 mm，多为茶褐色，微具土壤味，密度约为1.005 g/cm3，含水率99%左右。活性污泥中生存着各种微生物，构成了复杂的微生物相。在多数情况下，活性污泥中的主要微生物是细菌，伴之以营腐生的原生动物构成基本营养层次，然后是以细菌为食的掠食性原生动物占优势。
　　2.2　原生动物与细菌的功能关系
&　在废水生物处理系统中将污染物质降解的主要是细菌。原生动物与细菌的关系主要为：①掠食关系，原生动物在食物链中处于捕食细菌的作用。一方面，原生动物通过对细菌的捕食，能促进细菌的生长，使细菌的生长能维持在对数生长期，防止种群的衰老，提高细菌的活力，而且原生动物活动产生溶解性有机物质(DOM)可被细菌再利用，促进了细菌的生长；另一方面，原生动物中存在的某些类型(如纤毛类)具有吞食游离细菌的巨大能力，而游离的细菌个体小、密度小，较难沉淀，易被出水带出而影响水质。有人证明奇观独缩虫在自然水体中 1 h能吃3万个细菌。Curds等人在曝气池中接种纤毛类原生动物，出水大为改善。②絮凝作用，细菌生长到一定程度后就凝集成絮状物。这种絮状物为原生动物提供了着生的环境，反过来絮状物上的原生动物能加速絮凝过程。Curds等证明纤毛虫能分泌两种物质，一种称为P物质，是一种多糖类碳水化合物；另一种是属于单糖结构的葡萄糖及阿拉伯糖，表面电荷为负的悬浮颗粒会吸收这种P物质，通过悬浮颗粒表面电荷的改变，就使悬浮颗粒集结起来，形成絮状物。另外，纤毛虫还能分泌一种粘液，能把絮状物再联结起来。原生动物分泌的粘液对悬浮颗粒和细菌均有吸附能力。这就促进了菌胶团的形成和处理能力的提高。
　　3　研究活性污泥中原生动物的目的
　　要了解污水处理过程的变化或处理水的好坏，最好直接研究分析细菌的生长情况。但是对于细菌的观察、分类鉴定的时间很长，不能及时起指导生产的指示和预报作用。原生动物与细菌之间存在相互依存的功能关系；原生动物个体大，便于观察；对于环境变化比细菌敏感，更早更容易反映环境的变化。直接观察原生动物的种类组成、数量、生长和变化状况，也能反映出细菌的生长和变化情况，即间接地评价污水处理过程和处理效果的好坏，起指导生产的作用。
　　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＝?a?0+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)。
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