活性污泥微生物分析是污水处理系统运行管理、工艺优化和故障诊断中的核心技术，旨在评估污泥中微生物的种类、数量、活性及群落结构，从而判断处理效能与系统稳定性。

　　1. 显微镜生物相观察(快速、常规)

　　设备：光学显微镜(100–400×)，相差或暗视野更佳。

　　观察内容：

　　原生动物 & 后生动物：

　　钟虫、累枝虫、楯纤虫 → 系统稳定、出水好

　　波豆虫、豆形虫 → 负荷高或启动初期

　　轮虫、线虫 → 老化或低负荷

　　丝状菌丰度(用 丝状菌指数 FI 或 Eikelboom 分级法)：

　　FI = 0–2：正常

　　FI ≥ 3：可能引发污泥膨胀

　　菌胶团形态：紧密、边缘清晰为佳;松散、解体提示毒性或营养失衡。

　　建议每周1–2次镜检，作为日常运维手段。

　　2. 微生物计数与活性测定

　　SOUR 正常范围：8–20 mg O₂/g MLSS·h;<5 表示活性受抑。

　　3. 分子生物学方法(高精度群落分析)

　　(1)qPCR(定量特定功能基因)

　　目标基因举例：

　　氨氧化菌(AOB)：amoA

　　亚硝酸盐氧化菌(NOB)：nxrB

　　聚磷菌(PAOs)：ppk1

　　反硝化菌：narG, nirS, nosZ

　　输出：每克MLSS中功能基因拷贝数，反映功能菌丰度。

　　(2)高通量测序(16S rRNA 基因扩增子测序)

　　流程： DNA提取 → PCR扩增(V3–V4区)→ Illumina测序 → 生物信息分析

　　可获得：

　　门/纲/属水平群落组成

　　Alpha多样性(Shannon, Chao1)

　　Beta多样性(PCoA, NMDS)

　　关键菌属与水质参数相关性(如 Candidatus Accumulibacter 与除磷效率)

　　(3)FISH(荧光原位杂交)

　　使用特异性荧光探针(如针对 Accumulibacter 的 PAOmix probe)

　　可在显微镜下直接观察功能菌在菌胶团中的空间分布

　　成本高、操作复杂，多用于科研。

　　4. 宏基因组/宏转录组(前沿研究)

　　宏基因组：揭示全部功能基因潜力(“能做什么”)

　　宏转录组：反映实际表达的基因(“正在做什么”)

　　适用于深度机制研究，但成本高、数据分析复杂。

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