폐수 처리장을 운영하는 동안 우리는 COD, NH3-N, TN, SVI, DO 등의 데이터를 매일 확인하지만 가장 먼저 "경보"가 발생하는 경우는 장비가 아닌 미생물에서 발생하는 경우가 많습니다. 숙련된 작업자는 실험실 보고서를 먼저 보지 않고 현미경을 먼저 보는 경우가 많습니다. 왜냐하면 미생물은 거짓말을 하지 않기 때문입니다. "나타나거나 사라지는 것"은 시스템이 건강한지 여부를 직접적으로 알려줍니다. 이 문서에서는 실용적인 실무 관점에서 수처리에서 일반적인 미생물과 그 지표적 의미를 신속하게 식별하는 방법을 체계적으로 설명하여 데이터가 표준을 초과할 때까지 기다리지 않고 프로세스 위험을 미리 평가할 수 있도록 지원합니다.
I. 미생물이 물리화학적 지표보다 더 "예측력"이 뛰어난 이유는 무엇입니까?
수처리 시스템에서 물리화학적 지표는 "이미 발생한 결과"를 반영하는 반면, 미생물 군집의 변화는 종종 "문제가 이제 막 시작되었다는 신호"입니다. 예를 들어, 암모니아성 질소는 과도하지 않을 수 있지만 질산화 박테리아는 이미 크게 감소했습니다. 유출수 SS는 허용 가능한 한도 내에 있을 수 있지만 사상균은 이미 표면에 정착하기 시작했습니다. 박테리아 플록; 데이터는 정상으로 보이지만 융모가 줄어들고 둥글게 되기 시작합니다. 이는 모두 눈에 보이는 경고 신호입니다.
II. 수처리 및 기본 식별 접근법에서 미생물의 4가지 범주
수처리 시스템에서 모니터링되는 미생물은 일반적으로 박테리아(시스템의 주요 기능 구성 요소), 원생동물(가장 민감한 첫 번째{0}} 생물학적 지표), 후생동물(높은 시스템 안정성의 지표), 조류 및 곰팡이(이상 또는 오염의 지표)의 네 가지 범주로 나뉩니다. 원생동물, 후생동물, 플록, 사상균 등은 광학현미경으로 직접 관찰할 수 있습니다. 박테리아에는 염색, 배양 또는 분자 생물학 방법이 필요합니다.
'전문가'가 현미경으로 '슬러지'를 직접 검사하고 질산화 박테리아에 문제가 있다고 말하면 '전문가'에게 나가라고 말할 수 있습니다. 질산화세균과 아질산염{1}}산화세균은 현미경으로 직접 관찰할 수 없습니다.
III. 수처리에서 가장 일반적으로 사용되는 미생물 식별 방법(난이도순)
1. 기본 수준: 광학 현미경 100~400x. 폭기조의 혼합액 또는 2차 침전조의 유입수를 직접 취하여 3~5분간 방치합니다.. 1.분: 실시간 관찰 또는 단순 메틸렌블루 염색을 위해 배지 중간층에서 슬라이드를 준비합니다. 원생동물, 후생동물, 박테리아 플록, 사상균 및 조류에 대해 직접 식별이 가능합니다.
2. 고급단계(실험보조판정): 슬라이드 중앙에 물 한 방울을 떨어뜨린 후 미량의 슬러지 또는 배양액을 첨가하고 가볍게 균일하게 펴서 얇고 균일한 도말을 형성합니다(얇아야 하며, 너무 두꺼우면 불완전한 탈색 및 위양성이 발생합니다). 자연 건조시키십시오(가열하지 마십시오). 세균이 있는 쪽이 위를 향하도록 슬라이드를 놓고 알코올 램프 불꽃 위에서 빠르게 앞뒤로 2~3회 통과시킵니다(알코올 램프를 사용할 수 없는 경우 라이터를 사용할 수 있습니다). 스미어를 완전히 덮을 수 있도록 크리스탈 바이올렛을 추가합니다. 1분 후, 천천히 흐르는 물로 부드럽게 헹구십시오. 이 시점에서 모든 박테리아는 보라색이 됩니다. 얼룩을 덮기 위해 요오드 용액을 첨가하세요.. 1분 후에... 30분 후에 헹굽니다. 슬라이드를 기울이고 95% 에탄올을 첨가한 후 물로 10~20초 동안 헹구고 사프라닌 또는 희석된 염기성 푹신을 첨가하여 30~60초 동안 헹구고 건조시킨 후 현미경으로 관찰합니다.
그람 염색은 그람{0}}양성(G+) 박테리아와 그람{2}}음성(G-) 박테리아를 구별할 수 있으며 사상균을 식별하는 데 도움이 됩니다. 그람{5}}양성(G+) 박테리아는 세포벽이 두껍고 관찰 시 보라색 또는 진한 파란색으로 나타납니다. 그람-음성(G-) 박테리아는 세포벽이 더 얇고 외막이 있어 관찰 시 빨간색 또는 분홍색으로 나타납니다.
프로젝트 운영 중에 G+와 G-를 구별하기 위한 실험을 진행한 것이 아니라, 프로세스 문제의 원인을 파악하기 위한 실험을 진행했습니다. 활성 오염물질의 경우... 슬러지 시스템에서 Gnaphalium과 Thiofilaria는 대부분 그람{4}}음성(G-)이며, 종종 폐수의 높은 유기 부하, 불충분한 용존 산소(DO) 및 과도하게 높은 황 함량에 해당합니다. 방선균은 대부분 그람{5}}양성(G+)이며, 종종 낮은 수온, 슬러지 노화 및 지나치게 긴 고체 상태 반응(SRT)에 해당합니다. 더욱이 G- 세포는 세포벽이 더 얇기 때문에 시스템이 독성 충격을 받을 때 가장 먼저 죽는 경우가 많으며, 질화 박테리아(주로 G-)가 가장 큰 피해를 입습니다.
그람염색은 매일 시행할 필요는 없습니다. 사상성 슬러지 벌킹, 급격한 질산화 붕괴, 독성 충격 의심, 겨울철 저온 운전 이상 등이 관찰되는 경우 보조 진단 도구로 사용할 수 있습니다.
위의 두 가지 방법은 간단하고 수처리장에 적합합니다. 16S rRNA 염색과 같은 보다 정교한 방법도 있습니다. 시퀀싱, FISH, 유세포 분석 등은 연구에만 적합하며 프로젝트 운영에는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
IV. 박테리아: 치료 능력을 결정하는 "시스템 골격"
1. 플록: 시스템 안정성의 주요 지표
플록{0}}형성 박테리아는 활성 슬러지의 핵심 운반체입니다. 이들의 형태적 특징은 응집성 또는 덩어리-와 같은 구조를 포함하며, 내부에는 조밀하게 포장된 구균 또는 짧은 간균이 있는 끈적끈적한 캡슐로 둘러싸여 있습니다.
플록 구조가 콤팩트하고 가장자리가 매끄러우면 슬러지 활성도가 높고 응집 및 침강이 양호하며 COD 및 NH3-N 제거 능력이 강함을 나타냅니다. 구조가 느슨하고, 모서리가 거칠고, 부서지기 쉽다면 슬러지 노화 또는 중독, 벌킹 위험이 높고, 유출수 중 SS가 기준을 초과할 가능성이 높다는 것을 의미합니다.
2. 사상균: 가장 일반적인 과정인 "말썽꾼"
Gastrosporium glomeratum (G⁻) 1. [불분명한 텍스트 - 박테리아와 관련이 있을 가능성이 있음:] 덮개의 존재와 이동 능력은 높은 유기 부하와 불충분한 용존 산소(DO)를 나타냅니다. 현미경으로 보면 반짝이는 G-황-과립 함유는 폐수 또는 혐기성 조건에서 황 함량이 높다는 것을 나타냅니다. G-분지형 방선균은 수온이 낮거나 슬러지가 노화되었음을 나타냅니다.
3. 기능성 박테리아: 탈질 과정의 "엔진"입니다.
질산화 박테리아는 주로 그람-음성(거의 전체가 그람{1}}음성)인 반면, 탈질화 박테리아는 주로 그람{2}}음성이지만 그람{3}}양성 박테리아도 참여할 수 있습니다.
V. 원생동물
일선 운영 및 유지 관리에 가장 중요한 "생물학적 지표"입니다. 원생동물은 박테리아와 유기 잔해를 먹고 살아가며 환경 변화에 매우 민감하므로 일상적인 현미경 검사에 가장 적합한 지표 유기체입니다.
다양한 원생동물은 다양한 작동 조건에 해당합니다. 편모충은 공정 시작-, 높은 유입수 부하 및 열악한 수질 중에 나타납니다. 아메바는 수질 변동 중에 나타납니다. 크고 낮은 용존 산소(DO) 수준과 낮은 응집 품질이 관찰됩니다. 수영하는 섬모(예: Paramecium)는 과도기에 나타납니다. 좌상성 섬모(예: Vorticella 및 Cyclocarya)는 시스템이 안정적이고 유출수 품질이 우수할 때 나타납니다. 그러나 보르티셀라의 구강디스크가 수축하고 몸체가 둥글게 변한다면 이는 미생물 중독이나 DO 결핍을 나타내는 매우 위험한 신호이며, 그 과정이 오작동을 일으키기 직전이다. Siphonophores는 수질이 우수하고 시스템이 성숙한 경우에만 풍부합니다.
6. 후생동물: "매우 안정적인" 시스템의 표시
로티퍼는 공정이 오랫동안 안정적일 때 나타나는데, 로티퍼의 수가 너무 많으면 슬러지 노화와 낮은 유기물 함량을 나타냅니다. 선충은 소량에서는 뚜렷한 지표적 의미가 없지만, 수가 많으면 혐기성 조건, 슬러지 축적 또는 독성 쇼크를 나타냅니다. 진동하는 벌레와 tubeifex 벌레가 많이 발생하는 것은 심각한 혐기성 상태와 슬러지 부패를 나타내며, 이는 공정 사고 수준의 신호입니다. 아니요.
Ⅶ. 조류와 곰팡이: 이상과 오염의 경고 신호
소량의 조류는 용존 산소(DO)를 보충할 수 있습니다. 곰팡이가 많다는 것은 유입수 pH가 낮고 설탕 함량이 높으며 슬러지가 노화되었음을 의미하며 곰팡이는 영양분을 놓고 박테리아와 경쟁하여 느슨한 플록을 생성합니다.
Ⅷ. 미생물 계승 패턴: "단일 종"보다 더 중요함
일반적인 미생물 천이 순서(시작부터-→안정적 → 고품질-작업 품질 작업): 미생물이 "편모류 → 육종류 → 유영 섬모류 → 고착성 섬모류 → 흡충류 → 윤충류"의 순서로 성공하면 시스템이 개선되고 있음을 나타냅니다. 계승이 역전되면 시스템이 악화되고 있음을 나타냅니다.
Ⅸ. 일선 운영 및 유지 관리를 위한 실용적인 제안
폭기조 출구 또는 2차 침전조 유입수에서는 먼저 100배 희석 후 400배 희석을 관찰합니다. 안정 기간 동안에는 하루에 한 번 관찰하십시오. 비정상적인 기간에는 1일 2~4회로 늘립니다. 그람 염색은 극단적인 기상 조건, 시스템 업그레이드 또는 시스템에 새로운 수원이 추가되는 경우 한 번만 사용해야 합니다.
결론: 수처리를 진정으로 이해하는 사람은 결국 현미경으로 돌아올 것입니다. 미생물을 사용하여 문제가 부하 문제인지, 용존 산소(DO) 문제인지, 독성 충격인지-어떤 단위에 있는지 판단하고 조기 개입이 필요한지 판단할 수 있다면 더 이상 '데이터에 의해 주도되는' 운영자가 아니라 프로세스를 진정으로 제어하는 사람이 됩니다.
미생물은 수처리 시스템의 가장 정직한 언어입니다.