Protista i zwierzęta – analiza mikroskopowa
W osadzie czynnym jest mnóstwo mikroorganizmów żywych i nie są to oczywiście tylko bakterie (prokarioty). Skład biologii osadu czynnego to również eukarioty a dokładniej drobne bezkręgowce takie jak pierwotniaki (Protista) i wielokomórkowe organizmy tkankowe (Metazoa) należące już do królestwa zwierząt.
Systematyczna obserwacja tego samego osadu czynnego pozwala zaobserwować i wyłapać pewne zmiany nie tylko w morfologii kłaczków ale też w składzie gatunkowym większych mikroorganizmów które są najlepszymi bioindykatorami stanu osadu. Szczegółowa identyfikacja gatunkowa składu osadu czynnego w tym również identyfikacja bakterii nitkowatych jest trudna, wymaga doświadczenia i sporej wiedzy/literatury. O wiele prościej jest ocenić osad po występujących w nim pewnych łatwych do rozpoznania eukariotach określając m.in. ich proporcje ilościowe.
Protista
Przedstawiciele tej grupy to znane w osadzie czynnym mikroorganizmy jednokomórkowe nazywane pierwotniakami, należą do nich: wiciowce, orzęski swobodnie pływające, orzęski pełzające i orzęski osiadłe, ameby skorupkowe (domkowe), ameby nagie, słonecznice.
Wymienione wyżej mikroorganizmy występujące w osadzie czynnym znacznie różnią się budową ciała, kształtem, wielkością a także sposobem i szybkością poruszania się.
Widoczne w osadzie duże różnice w ilości i proporcjach dwóch typów pierwotniaków takich jak wiciowce i orzęski mogą ukazywać aktualny stan osadu i zmiany w jakości ścieków dopływających. Przykładowo spora liczebność wiciowców oznacza raczej złą pracę osadu, jego przeciążenie masowe lub dopływ ścieków zagniłych. Z kolei większa ilość orzęsek szczególnie pełzających po kłaczkach i osiadłych świadczy o stabilnej pracy systemu.
Wiciowce
Wiciowce to mikroorganizmy należące do królestwa protisty, ich cechą charakterystyczną jest posiadanie wici służących do poruszania się. Są to stosunkowo małe pierwotniaki, licznie występujące w osadzie czynnym, częściowo dopływają już z surowymi ściekami, dominują w osadzie wysoko obciążonym i w fazie rozruchu oczyszczalni, stopniowo ustępując miejsca większym ale wolniej rozmnażającym się orzęskom. Wiciowce odżywiają się głównie bakteriami rozproszonymi, szybko się rozmnażają, są też dosyć odporne na niedobory tlenu dlatego zaobserwowanie ich w znacznie dominującej ilości może świadczyć o pogorszeniu się warunków panujących w reaktorze przez np. dopływy ścieków zagniłych. Jest to grupa pierwotniaków która też najszybciej odradza się po zaburzeniach takich jak wstrząs toksyczny, awaria systemu napowietrzania, chwilowe przeciążenia masowe.
Orzęski
Orzęski obserwowane w osadzie czynnym są większe od wiciowców a ich budowa zewnętrzna jest bardzo różna w zależności czy mamy do czynienia z orzęskami osiadłymi, pełzającymi i swobodnie pływającymi. Cechą wspólną ich budowy zewnętrznej jest posiadanie rzęsek służących do poruszania się i napędzania pokarmu ponieważ posiadają już w pewnym rodzaju otwór gębowy (cytostom).
Orzęski swobodnie pływające również mogą licznie występować w wysoko obciążonym osadzie, zwłaszcza gatunki o mniejszych rozmiarach takie jak Colpidium, Tetrahymena, Cyclidium, są to organizmy zdolne do szybkiego rozmnażania się jeżeli mają źródło pokarmu w postaci gęsto rozproszonych bakterii. Orzęskiem którego w miarę łatwo rozpoznać jest oczywiście Pantofelek (Paramecium caudatum) a widuję go w każdym zdrowym osadzie czynnym. Inne obecne i w miarę łatwe do rozpoznania orzęski pływające to Euplotes, Litonotus. Generalnie obecność wielu gatunków orzęsek pływających świadczy o dobrej pracy osadu, żywią się one bakteriami, wiciowcami i innymi mniejszymi orzęskami.
Orzęski pełzające po kłaczkach to również duża grupa mikroorganizmów którą obserwuję pod mikroskopem. Najczęściej widywany to chyba gatunek Aspidisca oraz nieco mniejszy Euplotes. Innym często spotykanym w osadzie czynnym orzęskiem jest Trachelophyllum pusillum – porusza się powoli prześlizgując się przez kłaczki i po ich powierzchni.
Jednak chyba najbardziej charakterystyczne pod względem wyglądu orzęski to orzęski osiadłe, są wyposażone w tzw. stylik – nitkowatą nóżkę przyczepioną do kłaczka i duży otwór gębowy otoczony rzęskami. Wyglądem przypominają mi kwiaty o kształcie trąby, kielicha czy wazonu. Najwięcej obserwuję orzęsek osiadłych z rodzaju Vorticella, Carchesium, Opercularia, Epistylis choć określenie ich rodzaju może być czasem trudne.
Orzęski osiadłe występują w szerokim zakresie obciążeń, zwykle świadczą o dobrej kondycji osadu jednak przy ich masowym rozwoju kiedy znacznie zdominują dany osad przypuszcza się nagły wzrost obciążenia masowego lub po prostu wahania obciążeń.
Ameby
Ameby to pierwotniaki należące do Korzenionórzek, rozróżniamy ameby nagie i skorupkowe. Ameby nagie dzięki swej budowie, różnemu rozmiarowi i wolnemu poruszaniu się sprawiają że na pierwszy rzut oka można je przeoczyć i pomylić z kłaczkiem, poruszają się za pomocą nibynóżek, ich ciało jest osłonięte jedynie cienką błoną a pokarm pobierają drogą fagocytozy. Ameby skorupkowe z kolei osłonięte są skorupką (pancerzykiem), poruszają się za pomocą wysuwanych nibynóżek przez otwór w skorupce, mają raczej kulisty kształt. Ich obecność w osadzie wskazuje na dłuższy wiek osadu, niskie obciążenie, dobre warunki tlenowe i niskie stężenie azotu amonowego. Ich tempo wzrostu jest bardzo wolne w warunkach niskiego obciążenia masowego i dostatecznego tlenu a więc są wskaźnikiem dobrze zachodzącej pełnej nitryfikacji, można powiedzieć że są uważane za mikroorganizmy występujące w dobrze pracującym osadzie czynnym. Wcześniej wspomniane ameby nagie natomiast występują w osadach niedotlenionych i wysoko obciążonych.
Słonecznice
W osadzie czynnym można zaobserwować także słonecznice są to organizmy należące do typu promienionóżek. Ich kształt jest owalny – kulisty, a z ich ciała wysuwają się proste cienkie nibynóżki które służą do wyłapywania bakterii.
Zwierzęta
Kolejną grupą organizmów obecnych w osadzie czynnym po bakteriach i protistach są wielokomórkowe organizmy takie jak nicienie, wrotki, skąposzczety, niesporczaki, brzuchorzęski.
Nicienie
Są to organizmy o sporych rozmiarach, łatwe do rozpoznania gdyż charakteryzują się długim „glistowatym” ciałem, obserwacja ich jest natomiast trudna z uwagi na bardzo szybkie poruszanie się. Odżywiają się głównie bakteriami. Występują w nisko obciążonym osadzie i przy wysokiej zawartości tlenu. Ich rola w osadzie jest znacząca, dzięki szybkiemu poruszaniu się na zewnątrz i w głąb kłaczków poprawiają jakość osadu za sprawą dyfuzji tlenu do wnętrza kłaczków i ich rozdrabnianie.
Wrotki
Organizmy wielokomórkowe też dosyć ruchliwe i najczęściej o wydłużonym kształcie, wyposażone w tzw. aparat wrotny (jeden lub dwa) w części głowowej służący do łapania pokarmu a także poruszania się, również odżywiają się bakteriami. Wspomagają kłaczkowanie osadu dzięki wydzielaniu śluzowatej zlepiającej substancji. Podobnie jak nicienie poprawiają warunki tlenowe wewnątrz kłaczków.
Skąposzczety
Organizmy występujące w osadzie czynnym o wydłużonym segmentowatym ciele ze szczecinami po obu stronach. W świecie mikrobiologii są to już wręcz olbrzymie organizmy (0,5-10 mm) żywią się całymi kłaczkami osadu i mniejszymi mikroorganizmami.
Niesporczaki
Organizmy stosunkowo rzadko spotykane w reaktorach oczyszczalni ścieków, pojawiają się sporadycznie w nisko obciążonych osadach czynnych. Poruszają się za pomocą czterech par odnóży z pazurkami, ich rozmiary wahają się w granicach 0,2-1,2 mm. Odżywiają się mniejszymi częściami kłaczków.
Skład gatunkowy i ilościowy wszystkich wyżej wymienionych organizmów jądrowych (eukariotów) występujących w osadzie czynnym może się bardzo różnić w zależności od panujących warunków, specyfiki układu, systemu napowietrzania, charakterystyki samych ścieków, sprawności całego układu, sposobu prowadzenia procesów przez operatora oczyszczalni itd.
W każdej instalacji wytwarza się specyficzny dla danej oczyszczalni osad czynny zbudowany z zespołu organizmów wyspecjalizowanych w ściśle określonych funkcjach tworząc swego rodzaju machinę biologiczną będącą najważniejszą i zarazem najbardziej skomplikowaną częścią biologicznej oczyszczalni ścieków.
Z pewnością dobrą praktyką w kontrolowaniu osadu czynnego obok rutynowych testów sedymentacyjnych jest jego systematyczna codzienna obserwacja pod mikroskopem. Tylko systematyczna analiza mikroskopowa tego samego osadu daje możliwość zaobserwowania zmian w składzie poszczególnych organizmów, ich proporcjach i ruchliwości dzięki czemu jest spora szansa na wychwycenie na czas pewnych nieprawidłowości np. w dopływie ścieków surowych.