在日常的污水廠營運管理中，我們一線的操作人員往往喜歡利用工程的觀念來管理污水處理的，喜歡用比如調整曝氣量，調整回流量等的參數調節來做污水廠的管理工作。希望把污水廠管理歸納到一些工程性的名額中去，依靠這些完成一個污水廠的調節。而把微生物隻作為一個鏡檢時的觀察，或者隻是一個很模糊的概念來談。
今天我想從另一個角度來解釋污水廠的運作管理，那就是微生物的角度。為什麼要從微生物的角度來談這個問題，我們來回顧一下污水處理的來源是什麼。
污水處理廠的概念，那就是污水處理廠來源于自然界的水體自淨原理，那就是我們原來的環境狀況良好的時候，江河上遊的人在洗東西，下遊的人還可以再使用這條江的水。不是說下遊的人就受到了多麼嚴重的污染，而是在環境容量容許的情況下，上遊的很小的污染能夠被江河自淨掉，到達下遊時，水體已經完全幹淨達到再用的标準，而污水廠正是這種自然界水體自淨的人工強化過程。污水廠通過工程技術手段，在短的時間内，在小的空間裡完成了自然界需要漫長的自淨過程才能達到的效果。
自然界的水體自淨能力來源于自然界水體中的各種微生物，這些微生物的共同作用下，污水中的有機物得到了分解和轉化，變成CO2和水，氮氣等等。但是這些微生物零星的散落在整個自然水體中，沒有聚集在一起。污水廠的人工強化原理是把這些散落在自然水體中零星的微生物聚集到我們指定的水池中，讓污水通過這個池子達到處理的效果。
既然污水處理廠的核心是一個微生物高度密集的處理水池，這個處理水池一定會和自然水體一樣具有生态系統的特點。也可以這麼說，污水處理廠也是一個人工的生态系統。雖然是一個人工的生态系統，但是一定要符合生态系統的各種特征，隻有這個生态系統是一個完整的體系，污水處理的核心系統才會穩定的運作，也就能夠滿足我們污水處理的日常所需。
我們來看看生态系統的含義，生态系統其實就是在一定的空間範圍内由生物和它所處的環境共同構成的一個自然體。生物在這個環境中發生一系列的能量交換，完成能量的流動。這是一個生态系統的概念，通俗的說，就是一群生物在一個房間裡吃喝拉撒睡，有酒有肉的活的很開心，并且有完善的措施能夠讓房間環境保持良好。自然界存在着各種各樣的生态系統，一個池塘，一條河流，一塊稻田，一座山峰，一片森林都是一個生态系統，而整個自然界就是由這樣一個個生态系統組成的。而污水廠是一個人工的生态系統，是人工創造出來的一個污水的生态系統。在現階段，整個世界都在喊生态友好，其實對于一個污水廠的管理，是真正要從一個生态友好的角度來進行的。
通過一些可觀察的生态系統，比如池塘，可以簡單的了解生态系統。有句話是這樣說的:大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃水草。。。。這個其實是在說一個池塘生态系統的構成，一個完整的生态系統裡會存在一個完成的生物鍊，而且這個生态系統越強壯生物鍊就會越長，環境越好，生物鍊越長。生物鍊在不斷地升高的過程中，完成了能量的傳遞和轉化，保證了一個生态系統内的生态平衡，那麼在一個污水處理廠的人工生态系統裡，回到顯微鏡下，我們如何來了解污水廠的生态系統的生物鍊呢?
污水廠既然是一個生态系統，他一定具有生态系統所有的特征，生态系統其實是可以分成生物群落和環境條件兩部分組成的。對于污水處理廠這個人工的生态系統其實相對應自然界的生态系統是大大簡化了的一個生态系統，它的生物群落僅局限在微生物形态的生物，它的環境條件也隻是生活污水或者工業廢水的單一環境。從污水廠的角度來考察生态系統的基本組成，首先由無機環境，是污水廠内所有的人為工藝處理構築物構成了污水處理的生态系統的有氧無氧缺氧的無機環境；而生物群落部分主要是異養型微生物群落，原生動物系微型動物承擔了對污水中污染物質的分解和轉化功能。從這個人工生态系統的基本構成就能夠看到一個污水處理廠的人工生态系統的管理是圍繞微生物群落進行的。
污水廠的各種微生物的綜合體以及一些有機和無機的顆粒物質混合在一起，形成的絮狀物，我們稱之為活性污泥。活性污泥在各種教科書上都有詳盡的解釋，就不再詳細的展開說明了。這次重點從活性污泥的微生物群落的角度來說明活性污泥，對于任何一個活性污泥絮體來說，它的中心是有細菌所形成的菌膠團，然後在菌膠團的集合體上又生長了其他種類的微生物，比如一些菌類，還有原生動物和某些後生動物等。這些細菌主要來自于自然界的土壤，空氣和水體中，而污水廠所有的處理構築物的建造理念，其實就是為這些微生物提供營養，供氧，溫度和PH值等最适合其生長的條件。（今天主要談活性污泥法，對于生物膜的一些概念就不在這裡細說了，是有一定的差別，但是生态原理是很接近的。）
了解了基本的組成以後，我們來看污水廠這個人工生态系統的食物鍊或者是一個演化體系。我們知道整個生物界是一個從低等到高等的演化過程，處于最低端的微生物對環境适應性強，對環境因素的改變不敏感。低端的微生物因為進化不完整，沒有複雜的器官分化，基本都是處于最低級的生物形态，它們會随着環境的變化而調整自身變化來适應環境的變化。但是高等動物由于進化的更完善，反而對外界環境的變化适應性極差，環境的變化往往對這些高等的生物影響更為敏感。
一個污水廠的人工生态裡面的微生物種群的演化過程，或者說食物鍊是這樣的：細菌—肉足蟲（變形蟲）—植物性鞭毛蟲—動物性鞭毛蟲--遊泳型纖毛蟲—固着型纖毛蟲—輪蟲。
對于任何一個生态系統來說，細菌一定是最底層的生物群落，它們一般是來自于污水管網，存在于排污口，污水廠的進水部分等，承擔着對初期污水做最基本的生物降解功能，對有機污染物，有機大分子物質進行分解和轉化。它們是直接接觸污水中污染物質的微生物，它們的結構簡單，營養方式變化多樣，适應性極強，是污水處理廠的最基礎的微生物，它們的形體大小在幾微米之間，在顯微鏡下需要油鏡和革蘭氏染色法才能看到，一般的鏡檢法看不到，是以不作為污水廠的主要鏡檢對象。
在污水的生物處理過程中，最主要作用是細菌，其次就是原生動物。我們主要關注的水體裡的原生動物是動物界中最低等的單細胞動物。它們有一些共同的特征，個體很小，長度在100~300微米，有自己獨立完善的生理有機體，能完成營養，呼吸，排洩，生殖等機能。下面把原生動物的幾種類型做一介紹。
肉足蟲也稱為變型蟲，它們沒有固定的形态，大多數為球形，常見的有太陽蟲，阿米巴蟲，在自然界分布很廣，中污帶水體分布最廣。但在污水廠中，主要存在于培養初期，後期随着其他類的原生動物出現，變形蟲逐漸不再占主導地位。
鞭毛蟲是一個略高于細菌的原生動物，分為植物性和動物性這就是說明鞭毛蟲還是具備了很多細菌的特性，由于更接近低等生物，它們甚至可以針對環境變化來回改變自身的營養方式，能夠具有自養和異養型的一些特征，可以靠吃别的微生物為食，也可以自己供養自己，是以它處于食物鍊的第二層次，鞭毛蟲的的形體在幾微米到幾十微米之間，需要高倍數的顯微鏡才能看到，一般很難判别，是以在實際工作中鞭毛蟲也不做為鏡檢的微生物。
纖毛蟲分為遊泳型和固着型兩種，纖毛蟲是原生動物中最進階的一類，有固定的，結構細緻的攝食胞器。遊泳型的纖毛蟲主要有草履蟲，腎形蟲，豆型蟲，漫遊蟲，盾纖蟲等。固着型的主要是鐘蟲類，鐘蟲類又分為單體鐘蟲和群體鐘蟲，單體鐘蟲有小口鐘蟲，溝鐘蟲，領鐘蟲等。群體鐘蟲有等枝蟲（累枝蟲）和蓋纖蟲。等枝蟲的各個鐘形體的尾柄一般互相連接配接呈等枝狀。纖毛蟲能吞食大量的細菌，促進生物絮凝作用，并且個體較大，通過低倍的顯微鏡就可以觀察到，是以纖毛蟲是作為主要的鏡檢微生物的。
在原生動物之上還有後生動物，在活性污泥中，最常見的後生動物主要是輪蟲，線蟲等。
微生物的食物鍊是這樣的一個組成，其實從形體上也很容易區分開，越大的微生物等級越高，越處于食物鍊的頂端。但是由于它們處于頂端，營養方式或者說食料開始單一化，受到沖擊負荷的影響也就越大，對外界環境的變化也越敏感，是以我們做鏡檢觀察微生物就會選擇形體比較大的，食物鍊上遊的一些微生物，比如鐘蟲，累枝蟲，楯纖蟲等作為重點的觀察對象，利用它們的變化來考察處理環境的變化，推測出水水質的變化，我們把通過顯微鏡的物鏡在10和40倍之間看到的比較明顯的這些微生物統稱為訓示性微生物，一個污水廠通過長期的顯微觀測這些訓示性微生物，基本能夠粗略的判斷出曝氣環境的變化和進水水質的變化，并能夠預測出水水質的變化。
另外我們做實際營運的常常會發現一些肉眼可見的更大體積的生物出現在曝氣池或者二沉池以及以後的水池中，這個嚴格意義上已經不是微生物了，它們屬于水生小動物了，這些小動物相對于我們污水廠裡的微生物已經是龐然大物了，這些動物的出現一般是整個污水廠生态系統進化到很高等級的産物，這些小動物無法寄居在活性污泥裡，隻能在水體裡浮遊，是以出現這些也就是說水體在污水廠停留時間過長，浮遊的小動物有了良好的生存空間，能夠繁殖生長了。
在日常的鏡檢中，我們也存在一些對于某次出現的個别微生物特别關注，其實這些微生物突然出現，沒有什麼代表意義的，不能把個體的出現作為群體代表性的特征來考察水質的變化。特别是一些特殊的微生物，可能存在于污水管網裡帶入到污水廠内，這些微生物不作為主要的判斷對象。
來源：治污者說 魚