多功能生物监测仪在污水生物处理中的实际应用

摘要：污水的生物法处理是利用微生物的代谢反应进行水处理的一种方法。在处理过程中，微生物监测是分析污染状况、判断处理效果以及排放检测的重要手段。本文通过介绍我公司M500型多功能生物监测仪在污水生物处理法中对微生物监测的应用实例，阐明我公司多功能生物监测仪在微生物监测中的重要意义。

关键词：污水处理；菌落计数；微生物镜检；藻类；浮游动物；生物监测

   污水处理对生态环境的维系起着至关重要的作用。目前，常用于污水治理的方法可归纳为物理法、化学法、生物法。物理法常作为一种预处理的手段应用于废水处理；化学处理法是指向废水中加入化学药剂如明矾等，使其与污染物发生化学反应而生成无害物的过程；生物法以微生物对污水的处理为主，借助微生物的分解作用将污水中的有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。与物理法、化学法相比，微生物处理具有经济、高效的优点，并可实现无害化、资源化，所以长期以来始终占重要位置。

    在污水处理中，微生物监测不仅能够分析污染状况和排放水质检测的依据，也能够指示活性污泥有效性，根据原生动物的生物特征及其在不同环境条件下的种属、数量、活性等表现，通过其组成和数量的分析，带给活性污泥处理工艺有益的指示信息。

    针对污水处理中微生物的监测，迅数M500型多功能生物监测仪中的全自动菌落计数分析软件、显微图像分析系统软件、藻类智能鉴定计数软件和浮游动物计数软件能够很好的帮助完成针对上述污水处理中细菌、藻类、原生动物、轮虫、甲壳纲动物等的观察、计数、分析以及监测工作。

    目前，国家现行的水质标准中，主要以总大肠菌群或粪大肠菌群作为生物学指标，同时污水中还存在着各种各样的病原微生物。例如：沙门氏菌、志贺氏菌、霉菌、酵母菌、弓形杆菌等等。而在活性污泥中细菌的数量约为108～109个/ mL。最常出现的优势种群是：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属，其次有诺卡氏菌、硝化细菌、大肠埃希氏菌等。在污水细菌检测中，主要用到的方法有倾注法平板、涂布法平板、滤膜法平板、空气沉降法平板等。迅数菌落计数软件能够支持上述各类菌落平板。

    仪器采用可变光比的宽光带悬浮式暗视野专利技术，配置千万像素的CMOS以及高清晰镜头，利用光学原理，对菌落形成极其清晰的空间立体影像效果，精确提高菌落与背景的对比度、微小菌落的识别度、以及对杂质的区别度。广泛应用于疾病控制，检验检疫，食品药品安全检验，环境水质监测，科学研究等领域。

    迅数专利的Colonfast菌落图像智能识别技术能够对复杂菌落进行识别，迅速检测大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等在显色培养基上具有特定菌落颜色和形态的菌种，实现全自动菌落计数、菌落形态分析、粘连分割、自动颜色识别、自动杂质剔除，以及形态分析、自动换算、测量、标定等先进功能。自动计数菌落的速度高于500个菌落/秒，最小可分辨菌落直径达到0.01mm。

    在污水处理厂化验室中，微生物显微镜检项目是近年来日益受到关注的项目之一。对微生物进行计数和观察，尤其是指示性微生物的观察显得格外重要。指示性微生物是指在污水处理中易于镜检观察，对活性污泥状态具有良好反映的微生物。由于污水处理厂的工艺不同、进厂污水原液成分不同，所以各厂各工艺中占主导作用指示性微生物也不尽相同。活性污泥中的微生物，主要有细菌、原生动物和藻类三种，此外还有真菌、病菌等。微生物中细菌是分解有机物的主角，其次原生动物也有一定的分解作用。迅数多功能生物监测仪配置有强大的显微图像分析系统，能够帮助用户完成对污水及活性污泥中微生物的观察和计数。

    迅数显微图像分析系统由高灵敏度彩色CMOS、功能强大的显微图像分析软件以及高端显微镜组成，广泛适用于显微细胞图像分析、工业金相组织分析、粉尘及颗粒检测、材料显微结构观察等众多应用领域。

    系统具有“动、静态双路并行观察技术”，既能方便地通过调节显微镜和CMOS，使显微镜与计算机同步直观地显示动态显微图像，又能同时观察到高清晰的静态图片。此外，系统还具有27种图像处理功能，让用户能够获取高质量的目标物显微图像。

    软件具有细胞颗粒自动计数功能（自动统计、分类统计、颜色识别统计、区域统计、粘连分割统计等等）对于轮廓清晰的细胞（如球菌、杆菌、孢子等）或微粒，能在1秒内实现整个视野的自动计数。弥补了传统的人工肉眼逐个计数方式的不足，提高了统计效率，使细胞与颗粒计数工作变得简单易行，事半功倍。

    系统带有测量工具，可以自动分析目标物的直径、面积、周长、圆度等参数，也可以对特征参数进行精确测量，如直线、角度、圆面积、弧长、任意曲线等。特别是任意曲线测量功能，为放线菌、霉菌和藻类的研究工作带来了极大的便利。系统还能实现中英文文字及多种图形的编辑嵌入功能。

    随着人类活动的加剧，工业废水、生活污水和含氮磷等营养元素的农业退水大量进入水体导致水体富营养化，使藻类尤其是一些浮游藻类大量繁殖，形成水华或赤潮，给渔业和人类生活造成严重影响^[4]。因此藻类在生物监测中的作用日益受到人们的重视。而藻类作为生态系统的初级生产者，在水质监测和污水处理方面又有着巨大的贡献，可敏感、准确的觉察外界环境的改变，根据水生藻类的种类和数量等群落特征可以判断水体的污染情况，同时在污水处理中，藻类能够吸收和去除污水中的有害物质，净化水质。
    污水处理中的藻类监测不仅是对水质污染状况的分析，也是对污水净化效果的检验。多功能生物监测仪的藻类智能鉴定计数软件能够对藻类进行细致观察、鉴别、计数和分析，为实验人员和科研工作者提供了一条检测藻类的便捷通道。

 

    藻类软件含有信息丰富的藻类数据库，全库包含对11门、672属、3350种藻类的文字描述、特征图像及精美显微照片，淡水藻类图库基本覆盖了中国七大水系、28个重点湖库的常见种属，海洋藻类图库以中国东海、渤海、黄海、南海常见浮游藻类为主。
    软件具有分类学检索、常见藻检索、关键词检索。其中智能搜索鉴定功能能够通过二个级别的形态学搜索，对需要鉴定的藻类与图片库中藻类进行快速比对鉴定，并实现对藻群体面积、细胞直径、藻丝、分枝角度等参数的精确测量；某些单细胞藻类，如小球藻的全自动识别计数。软件包含针对微囊藻等团状结构藻类的微囊藻独立分析模块。分析模块可自动检测计算微囊藻等团状藻细胞的个数，对团状藻种进行准确地统计与分析。

    污水处理厂大都通过活性污泥法改进二级污水处理工艺。活性污泥是由各种细菌、真菌、藻类和原生动物等构成的一个复杂的生态系统，其中原生动物起到了改善水质、评价和指示污水厂的运行和处理效果的作用。直接观察原生动物的种类组成、数量、个体生理的变化情况，能够反映出细菌的生长变化状况，即间接地评价污水处理过程和处理效果的好坏, 从而起到指导生产运行的作用。
    迅数多功能生物监测仪包含了专业的浮游动物计数软件，可针对浮游动物进行细致地观察。软件集成了1500多种浮游动物的显微照片、手绘图和文字介绍，可以对浮游动物种类进行辅助鉴定，并快速实现浮游动物高清晰成像、分类计数、自动总数累计、优势种排序。

    软件的流程化计数可实现浮游动物的分类统计、总数统计、自动计算优势种并排序、丰度换算。数据库具有6大类，460属、1500种浮游动物的特征文字描述与图片，根据类、属、种分类搜索以及中文名、拉丁文名进行快速搜索。通过数字标尺可以直观测量出浮游动物长度、宽度等数值，方便操作者直接观察，对浮游动物进行初步的形态分析。

    污水处理是一项长期而又艰巨的工作。微生物、藻类、浮游动物的观察和检测是污水生物处理的重要环节，可以对处理效果做出客观真实的评价。迅数多功能生物监测仪帮助检测人员化繁为简，实现菌落观察计数、微生物显微分析、藻类和浮游动物监测的高效运作，切实保障污水处理工作的顺利进行，为水环境安全评估和污水水质净化提供了稳定可靠的数据和信息。