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活性污泥中出現(xiàn)的生物是普通的微生物，主要是細(xì)菌，放線菌、真菌、原生動(dòng)物和少數(shù)其它微型動(dòng)物。在正常情況下，細(xì)菌主要以菌膠團(tuán)形式存在，游離細(xì)菌僅出現(xiàn)在未成熟的活性污泥中，也可能出現(xiàn)在廢水處理?xiàng)l件裱花（如毒物濃度升高、PH值過(guò)高或過(guò)低等），使菌膠團(tuán)解體時(shí)。所以，游離細(xì)菌多是活性污泥處于不正常狀態(tài)的特征。
除了菌膠團(tuán)外，成熟的活性污泥中還常常存在絲狀菌，器主要代表是球衣細(xì)菌、白硫細(xì)菌，他們同菌膠團(tuán)相互交織在一起。在正常時(shí)，其絲狀體長(zhǎng)度不大，活性污泥的密度略大于水。但如絲狀菌過(guò)量增殖，外延的絲狀體將纏繞在一起并粘連污泥顆粒，使絮凝體松散，密度變小，沉淀性變差，SVI值上升，造成污泥流失，這種現(xiàn)象稱為污泥膨脹。
活性污泥中的原生動(dòng)物種類很多，常見(jiàn)的有肉足類，鞭毛類和纖毛類等，尤其以固著型纖毛類，如鐘蟲(chóng)、蓋蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等占優(yōu)勢(shì)。在這些固著型纖毛蟲(chóng)中，鐘蟲(chóng)的出現(xiàn)頻率高、數(shù)量大，而且在生物演替中有著較為嚴(yán)密的規(guī)律性，因此，一般都以鐘蟲(chóng)屬作為活性污泥法的特征指示生物。
經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)環(huán)境條件適宜時(shí)，微生物代謝活力旺盛，繁殖活躍，可觀察到鐘蟲(chóng)的纖毛擺動(dòng)較快，食物泡數(shù)量多，個(gè)體大，在環(huán)境條件惡劣時(shí)，原生動(dòng)物活力減弱，鐘蟲(chóng)口緣纖毛停止擺動(dòng)，伸縮泡停止收縮，還會(huì)脫去尾柄，蟲(chóng)體變成圓柱體，甚至越變?cè)介L(zhǎng)，終至死亡。鐘蟲(chóng)頂端有氣泡是水中缺氧的標(biāo)志。當(dāng)系統(tǒng)有機(jī)物負(fù)荷增高，曝氣不足時(shí)，活性污泥惡化，此時(shí)出現(xiàn)的原生動(dòng)物主要有滴蟲(chóng)、屋滴蟲(chóng)、側(cè)滴蟲(chóng)及波豆蟲(chóng)、腎形蟲(chóng)、豆形蟲(chóng)、草履蟲(chóng)等，當(dāng)曝氣過(guò)度時(shí)，出現(xiàn)的原生動(dòng)物主要是變形蟲(chóng)。因此，以原生動(dòng)物作為廢水水質(zhì)和處理效果好壞的指示生物是可行的，同時(shí)，原生動(dòng)物的觀察與鑒別比細(xì)菌方便得多，所以了解活性污泥的生物組成及其演替是十分有用的。
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