反硝化除磷菌富集试验研究

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生物反硝化除磷工艺试验研究

打开的时间越长。水的浇流水量越大，之流水量反
在各种杂志上发表论文６篇，就职于襄樊学院机械与汽车工程学院。雷傻杰（９２）男，族，师，阳汽车职业技术学院１７一。汉讲襄
图４Ｙ００Ｏ输出波形图
冲宽度Ｄ７的值可以根据实际情况确定。１
转换成脉冲信号，过输入端口Ｘ０通００传回ＰＣ，冲数据通过Ｌ脉
高速计数器Ｃ３２５统计脉冲的个数来分辨湿度的大小，采样周
期由计数器决定（问Ｋ０时２ｏ可以根据实际情况确定）。
工艺启动过程中．ＯＣＤ去除率一直比较稳定（３。第ｌ图）在
阶段．性污泥中的微生物在厌氧池中对有机物的有效地吸收活
氧释磷量明显下降，Ｐ去除率下降．此阶段ＴＴＰ去除率约为
８％．Ｎ去除率维持在６％左右：３阶段，着ＤＡｓ富集０Ｔ０第随ＰＯ
的进行，ＰＯ所占比例开始上升，时厌氧释磷量开始上升，ＤＡｓ此系统的反硝化除磷效果有所改善，此阶段内ＴＰ去除率上升为９％芹右．时Ｔ去除率也有一定的上升到７％左右；４阶０同ＮＯ第段．过改变进水的ＣＮＰ降低了进水的氨氮负荷之后，氧通／／．厌释磷量逐渐上升并且稳定在３ｍ・－左右，ＰＯ得到进一步６ｇＬ‘ ＤＡｓ的富集，统的反硝化除磷性能逐渐稳定，阶段内Ｔ系此Ｐ的去除率维持在９％以上，Ｔ的去除率也上升接近８％。０而Ｎ０

反硝化除磷脱氮系统中DPB的驯化富集培养

第31卷第5期2010年5月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.31，No.5May ，2010反硝化除磷脱氮系统中DPB 的驯化富集培养黄荣新1，2，张杰2，3，谌建宇1（1.环境保护部华南环境科学研究所，广州510655；2.北京工业大学环境与能源工程学院，北京100022；3.哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨150090）摘要：反硝化同时脱氮除磷系统中反硝化除磷菌（DPB ）的培养驯化状况，将直接影响污水中氮磷等营养元素的同时去除效率以及系统的高效稳定运行，为此本实验研究设计了一套以实际生活污水为处理对象的双污泥反硝化脱氮除磷工艺流程，采用逐渐过渡的培养方式，为DPB 创造良好的厌氧/缺氧交替环境，即创造特定的适合DPB 生存的环境条件让其进行自然选择，以筛选出来需要的DPB 菌.结果表明，通过15d 的间歇曝气的厌氧/好氧（A /O ）运行方式可以对PAOs 进行快速诱导；第二阶段，通过好氧曝气时间的逐渐减少，缺氧段投加硝酸氮的厌氧/好氧/缺氧（A /O /A ）运行模式，25d 左右可达到强化诱导反应器里面的DPB 占PAOs 的比例；最后让DPB 在严格的厌氧/缺氧交替环境下进行富集培养19d ，通过这种逐渐过渡培养的方式获得了对所需要的DPB 菌的成功诱导富集，该菌的成功驯化培养为市政生活污水中的氮磷同时高效稳定去除提供了一种新方法.关键词：反硝化除磷菌（DPB ）；电子受体；生物脱氮除磷中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：0250-3301（2010）05-1252-05收稿日期：2009-06-11；修订日期：2009-09-09基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务专项项目（zx-200712-21）；国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008ZX07211-004）；科技部国际科技合作计划项目（2006DFB91550）作者简介：黄荣新（1980 ），男，博士，高级工程师，主要研究方向为污水生物处理与水污染控制，E-mail ：huangrongxinhit @Cultivation and Enrichment of Denitrifying Phosphorus Removal Bacteria（DPB ）in Denitrifying Biological Nutrient Removal ProcessHUANG Rong-xin 1，2，ZHANG Jie 2，3，CHEN Jian-yu 1（1.South China Institute of Environmental Science ，Ministry of Environmental Protection ，Guangzhou ，510655，China ；2.School of Environmental and Energy Engineering ，Beijing University of Technology ，Beijing ，100022，China ；3.School of Municipal and Environmental Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150090，China ）Abstract ：The cultivation of the denitrifying phosphorus removal bacteria （DPB ）in biological nutrient removal system will directly affect the removal efficiency of the nutrients in wastewater such as nitrogen and phosphorus ，and the stability of the process.For this reason ，a new BNR process ，which is called double-sludge denitrifying-nitrogen and phosphorus removal process ，was designed.Inorder to create a good anaerobic /anoxic alternating environment for DPB ，gradual transition of training methods were used to make DPB natural selection ，and then finally ，screened the dominated DPB bacteria.The results indicated that the anaerobic /aerobic （A /O ）operation mode can induce induction of PAOs rapidly by 15days intermittent aeration.The proportion of DPB /PAOs in the reactor was aggrandized in the second phase （about 25days'inducement ）by reducing the aeration time in aerobic phase gradually and adding nitrate in anoxic phase ，which is called anaerobic /aerobic /anoxic （A /O /A ）mode ；finally ，the strictly alternating environmental anaerobic /anoxic conditions for DPB were used to induce and enrich the target DPB bacteria for 19days by a gradual transition of enrichment culture.The successful domestication and cultivation of DPB provides a new method to remove nitrogen and phosphorus efficiently and steadily in municipal wastewater.Key words ：denitrifying phosphorus removal bacteria （DPB ）；electron acceptor ；biological nutrient removal城市污水的生物除磷主要是基于聚磷菌（phosphorus accumulating organisms ，PAOs ）的生物活性［1］.PAOs 在厌氧阶段能够吸收易于生物降解的有机碳源作为底物并把它们以多羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoates ，PHA ）的形式储存在体内，该过程伴随着体内正磷酸盐的释放，从而完成了厌氧的释磷过程；在接下来的好氧或者缺氧阶段，PAOs 利用PHA 分解产生的能量用于自身的生长、肝糖的合成与磷酸盐的吸收，由于PAOs 对于水中磷酸盐的吸收远远超过了在厌氧段的释磷，这就是所谓的“超量磷的吸收”［2，3］.很多的报道［4 7］都指出，PAOs 的一个重要组成部分能够在缺氧的条件下进行磷的摄取，生物除磷微生物至少包括2个组分：一是既能利用硝酸氮又能利用氧气作为电子受体的反硝化除磷菌（denitrifying phosphorus removal bacteria ，DPB ），另一个就是只能在好氧段利用氧气5期黄荣新等：反硝化除磷脱氮系统中DPB 的驯化富集培养作为电子受体的聚磷菌（aerobic PAOs ）.一般的城市污水脱氮除磷处理厂中都存在PAOs 菌，而DPB 其实就是PAOs 中的一个组成部分，在以A /O 、A 2/O 或UCT 等运行的处理厂的脱氮除磷系统中本身就存在一定数量的DPB［8 12］，只是数量有限而已.反硝化脱氮除磷系统污泥的培养驯化状况，将直接影响着系统能否高效稳定地进行污水中营养元素的去除［13 15］.通过创造特定的生存环境条件进行自然选择，筛选出需要的DPB 菌，在反硝化除磷系统DPB 污泥的富集培养以及它的污泥特性都需要去探讨与研究.如何在反应器内大量地诱导并且富集DPB 是系统稳定运行的关键.为此，本试验主要研究在系统的启动初期通过创造DPB 所需要的厌氧/缺氧交替的环境对其进行诱导驯化，反硝化除磷菌（DPB ）的富集培养主要分3个阶段进行，该培养诱导过程采用循序渐进的方式进行，以期达到反硝化除磷菌的快速成熟启动.1材料与方法1.1反硝化双污泥工艺流程原理反硝化除磷双污泥系统工艺的原理［16 18］：含氮磷的生活污水首先利用DPB 细菌在厌氧状态下吸附污水中大量有机物并以PHB 的形式贮存在体内，同时释放出大量的磷：富含磷和氨氮的上清液进入生物膜法硝化池（作用有2个：进一步去除部分剩余的COD ；氨氮的硝化作用，以便为后续缺氧环境提供连续稳定的硝酸氮电子受体），缺氧池中DPB 以硝化池过来的硝酸氮作为电子受体，以厌氧环境下合成的PHB 为电子供体完成过量摄磷的同时进行反硝化脱氮，把硝酸盐转为氮气逸出水体，而磷酸盐则通过剩余污泥形式排出池外，达到除磷脱氮目的.后面设置快速曝气池（停留时间为20min ，DO 为5 6mg /L ），是用于曝气吹脱以及吸收缺氧磷不完全吸收而剩余的磷.在出水之前再设置一个最终沉淀池，保证出水悬浮物达标，底泥再回流到厌氧池，以提供厌氧释磷足够的污泥浓度.本试验的设备均采用有机玻璃特制而成，其工艺流程见图1.1.2分析项目与方法水样的测定均经过过滤条件下进行.具体的项目与分析方法见表1.分析项目分析方法COD 重铬酸钾回流法TP过硫酸钾消解PO 3－4-P 氯化亚锡分光光度法NO －2-N N -（1-萘基）-乙二胺比色法MLSS 重量法温度温度计pHpH 电极2结果与讨论2.1A /O 间歇曝气运行方式对好氧除磷菌（PAOs ）的快速诱导在该阶段，按照单污泥系统的运行方式对系统中的DPB 进行了诱导，主要采用的是间歇曝气的A /O 法，这是由于好氧吸磷比缺氧吸磷的效率高，开始按照A /O 法（厌氧2h +曝气4h ）进行培养，目的是要进行PAOs 的快速驯化富集以提高PAOs 在其他微生物中所占的比例.该过程运行了25d ，出水3521环境科学31卷的磷含量一直很低，进水的流量为4L /h ，进水总磷一直在8 15mg /L 之间，COD 为200 250mg /L ，在厌氧2h 以及曝气4h 结束后马上取样，对其中的进水的总磷、厌氧释磷后的磷含量、好氧最终出水的磷含量进行了跟踪测定，为了使系统的污泥浓度控制在一定的水平，在该运行诱导中，采取较大的污泥龄（SRT =15d ），对系统进行相应的排泥，具体的数据见图2./d 水质参数/mg ·L －1运行控制参数/h COD TP 曝气时间缺氧时间1 5230 2708 15 2.0 4.06 10230 2708 15 1.5 4.511 15180 2208 15 1.0 5.016 20130 1708 150.5 5.521 2580 1208 156.图4A /O /A 反硝化诱导的总磷变化曲线Fig.4TP change curves under the A /O /A denitrifying inducement从图4可以看到，在经过第2阶段25d 的A /O /A 运行控制，并逐渐减少O 段的曝气时间以后，系统中已经表现出良好的反硝化除磷现象.厌氧期间的释磷量也是呈现稳步上升的趋势，从开始的45215期黄荣新等：反硝化除磷脱氮系统中DPB的驯化富集培养释磷量△TP=5.88mg/L到驯化结束后的△TP=11.94mg/L；缺氧期间也相应地进行了磷的过量摄取反应，但是出水的总磷含量还不是很理想，这可能是由于随着曝气时间的减少，好氧的PAOs因为电子受体———氧气的供应不足，导致活性下降.但是随着硝酸氮不断地加入反应器中，另一种以硝酸氮作为电子受体的DPB逐步得到了强化，在该培养富集阶段的最后5d，停止曝气，只往系统里面滴加硝酸氮溶液，而且为了控制碳源对缺氧反硝化吸磷与反硝化脱氮的竞争，特意对系统的配水进行了稀释，控制碳源使之仅能够满足在厌氧段的释磷需求量，此时系统的厌氧释磷与缺氧过量吸磷一直运行比较稳定.这个阶段是DPB的逐渐适应过程，它的最大效能还需要进一步的驯化与培养，为此又进行了第3阶段有针对性地培养驯化.2.3A/A运行方式对反应器内DPB的驯化培养在本阶段中，取消了第2阶段的间歇曝气诱导，只往系统内连续滴加一定含量的硝酸氮溶液，以控制严格的缺氧条件（低溶解氧，含有一定量的硝基氮），也是为DPB创造一个良好稳定的缺氧环境，以此来进一步强化与富集培养反应器内的DPB.但是由于进水的COD负荷对缺氧条件下的反硝化除磷是一个关键影响因素，若进水的COD负荷太高，则在厌氧结束以后会存在大量的没被利用碳源，此时反硝化脱氮将起主导作用，进而影响并抑制了DPB的繁殖与富集；进水的COD负荷太低，厌氧所需要的有机底物不足，释磷效果就不会太好，这对于后续缺氧的超量吸磷也会有影响.为此在厌氧与缺氧段之间引入了一个独立单元的好氧硝化池，主要作用就是进行氨氮的硝化与消耗厌氧过剩的COD.好氧硝化池与其沉淀池组成一个独立回流系统，其硝化后富含硝酸氮与少量COD的硝化液出水进入缺氧段；厌氧/缺氧也组成一个系统，厌氧污泥超越硝化池进入缺氧，缺氧段吸完磷的污泥再次回流到厌氧池.形成一个适应DPB繁衍与生长的反硝化脱氮除磷工艺的双污泥系统.在本阶段的诱导驯化工作运行接近1个月，期间对系统中的厌氧出水、最终出水和进水中的总磷含量进行了跟踪取样测定，具体的数据见图5.从图5看出，在进水总磷含量维持在8 14mg/L的情况下，厌氧的出水总磷浓度一直呈上升趋势，此时缺氧段磷的吸收效率也很明显，这种趋势可以从图6厌氧出水中磷在缺氧段的吸收效率曲线上看出.图5与图6表明：通过3种不同的诱导方式，环境科学31卷下一步筛选DPB提供前期基础.（3）按照DPB所需厌氧/缺氧交替环境进行富集培养的慢慢过渡方式，经过大约19d获得了DPB 菌的成功诱导与富集，从而实现了双污泥系统的快速启动与稳定运行，为该工程菌在以后的工程化应用推广提供良好的前期基础研究.参考文献：［1］郑兴灿，李亚新.污水除磷脱氮技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.［2］王亚宜，彭永臻，王淑莹，等.碳源和硝态氮浓度对反硝化聚磷的影响及ORP的变化规律［J］.环境科学，2004，25（4）：54-58.［3］郭海娟，马放，沈耀良.C/N比对反硝化除磷效果的影响［J］.环境科学学报，2005，25（3）：367-371.［4］张杰，鲍林林，李相昆，等.连续流双污泥同步除磷脱氮系统的微生物学研究［J］.沈阳建筑大学学报，2005，21（4）：243-249.［5］张杰，李相昆，黄荣新，等.连续流双污泥系统反硝化除磷实验研究［J］.现代化工，2005，25（S1）：115-118.［6］李相昆，张杰，鲍林林，等.反硝化聚磷菌的分离鉴定及各单菌的反硝化吸磷特性［J］.中国给水排水，2006，22（S）：52-57.［7］李相昆，张杰，黄荣新，等.反硝化聚磷菌的脱氮除磷特性研究［J］.中国给水排水，2006，22（3）：35-39.［8］Meinhold J，Arnold E，Isaacs S.Effect of nitrite on anoxic phosphate uptake in biological phosphorus removal activatedsludge［J］.Water Res，1999，33（8）：1871-1883.［9］Naohiro K，Juhyun K，Satoshi T，et al.Anaerobic/oxic/anoxic granular sludge process as an effective nutrient removal processutilizing denitrifying polyphosphate-accumulating 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反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

近年来，试验研究和污水处理实际工程中都在发现有反硝化除磷的现象［．］ ”。反硝化除磷菌１［。］ｚ（Ｐ）ＤＢ能在缺氧条件下，以硝酸盐代替氧为电子受
摘要以ＳＲ反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集。结果表明，Ｂ一段式和二段式培
养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好，泥体积指数（Ｖ）别约为６、０ｍＬｇ反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到污ＳＩ分Ｏ５／，
Ｓａｄｎ５１；．ｉａｔｒａｄＷａｔｗａｅｏｉｒｎｅｔｅｈｎｏｇ２００１２ＪｎｎＷａｅｎｓｅｔｒＭｎｔｉｇＣｎｒ，ＪｎｎＳａｄｎ５０３ｏｉａｈｎｏｇ２０３）
ｔｖｌｎｂｈｐｏｃｓｅ．ｉｅｙｉｏｔｒｅｓｓＫｅｙｗｏｄｒｓ：ｄｅｔｉｙｉｇｐｓｏｒ — ｅｎｉｒｆｎｈｏｐｈｕｓｒｍｏｖｎａｔｒａ；ＳｉｇｂｃｅｉＢＲ；ｓｕｇｅｃｌｕｅ；ｐｓｏｒｏｅｔｉｌｇｅｌｄｕｔｒｈｏｐｈｕｓｃｎｔｎｎｓｕｄ
环境污染与舫治
第３Ｏ卷
第１２期
２００８年ｌ２月
反硝化除磷菌驯化集方式的探讨＊
刘建广
（．１山东建筑大学市政与环境工程学院，东山
宋武昌王珊珊

219527824_不同电子受体反硝化除磷效果研究进展

间的差异ꎬ 分析其可能产生的内在关联ꎬ 进而探究未
来我国反硝化除磷工艺的发展方向ꎬ 对我国深入贯彻
落实 “ 绿水青山就是金山银山” 的发展战略尤为必
要ꎮ 为此ꎬ 本文从反硝化除磷的作用机理出发ꎬ 通过
脱氮除磷系统中进行了广泛应用ꎮ 传统的生物除磷系
对现有研究成果的归纳分析ꎬ 总结反硝化除磷工艺的
统借助污泥中存在的硝化菌、反硝化菌以及聚磷菌的
现有的ＤＰＡＯｓ菌属统计如表１所示ꎮ
系统主要反硝化除磷菌属
参考
文献
Ｍｅｔｈｙｌｉｂｉｕｍ、Ｔｈａｕｅｒａ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、
８４５
硝态
Ｒｈｏｄｏｆｅｒａｘ
氮
Ｄｅｃｈｌｏｒｏｍｏｎａｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ
９１１ ~ ９８９
８２９
９８１７
５
６
７
８
尽管目前学术界对于ＤＰＡＯｓ对ＮＯ－Ｎ及ＮＯ－Ｎ
－
２
体系中的电子受体不足ꎬ 使得ＰＨＢ氧化不完全ꎬ 对
－
除磷效果产生影响ꎬ 在此过程中ꎬ 若提高ＮＯ３－Ｎ的
－
质量浓度ꎬ 其除磷效果也会随之提升ꎻ 但当ＮＯ３－Ｎ
浓度过高时ꎬ 厌氧过程的ＤＰＡＯｓ会优先使用碳源进
而抑制释磷和ＰＨＢ的合成ꎬ 进而对整体的脱氮除磷
效果造成一定的影响ꎮ
果ꎬ 并对目前多工艺耦合的脱氮除磷的新工艺进行介绍ꎬ 综合考虑其相关影响因素ꎬ 对反硝化除磷的未来发展进
行展望ꎮ
关键词: 反硝化除磷ꎻ 菌种研究ꎻ 电子受体及其影响
中图分类号: Ｓ１８１文献标识码: Ａ
ＤＯＩ: １０１９７５４ / ｊｎｙｙｊｓ２０２３０７１５０２０

反硝化除磷

反硝化除磷反硝化除磷是用厌氧/缺氧交替环境来代替传统的厌氧/好氧环境,驯化培养出一类以硝酸根作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(denitrifying phos-phorus removing bacteria,简称DPB)为优势菌种,通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷的双重目的。

应用反硝化除磷工艺处理城市污水时不仅可节省曝气量,而且还可减少剩余污泥量,即可节省投资和运行费用。

1反硝化除磷理论在对除磷脱氮系统的研究过程中发现,活性污泥中的一部分聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体在进行反硝化的同时完成过量吸磷。

1993年荷兰Delft大学的Kuba在试验中观察到:在厌氧/缺氧交替的运行条件下,易富集一类兼有反硝化作作为电子受体,且用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该微生物能利用Ｏ2或ＮＯ-3其基于胞内PHB和糖原质的生物代谢作用与传统Ａ/Ｏ法中的聚磷菌(PAO)相似。

针对此现象研究者们提出了两种假说来进行解释:①两类菌属学说,即生物除磷系统中的ＰＡＯ可分为两类菌属,其中一类ＰＡＯ只能以氧气作为电子受体,而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体,因此它们在吸磷的同时能进行反硝化;②一类菌属学说,即在生物除磷系统中只存在一类ＰＡＯ,它们在一定程度上都具有反硝化能力,其能否表现出来的关键在于厌氧/缺氧这种交替环境是否得到了强化。

如果交替环境被强化的程度较深则系统中ＰＡＯ的反硝化能力较强,反之则系统中ＰＡＯ的反硝化能力弱,即ＰＡＯ不能进行反硝化除磷。

也就是说,只有给ＰＡＯ创造特定的厌氧/缺氧交替环境以诱导出其体内具有反硝化作用的酶,才能使其具有反硝化能力。

这两种假说都有各自的支持者,但大部分研究人员都赞同前者。

是否可作为生物除磷过程的电子受体,Vlekke(1987年)和就ＮＯ-3Takahiro(1992年)等分别利用厌氧—缺氧ＳＢＲ(anaerobic/anoxicSBR,简称Ａ2ＳＢＲ)系统和固定生物膜反应器进行了试验研究。

反硝化除磷实验方案

附着——悬浮耦合短程SBR硝化反硝化工艺的实验方案1.实验用水水质：为了方便进行长期的活性污泥培养驯化，本试验在研究过程中，均采用自配模拟生活污水。

以静置后的自来水为水源，然后根据培养以及研究需要投加不同质量的葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4来达到所需的COD、氨氮和磷酸盐浓度值。

同时投加适量营养液提供微生物的生理活动所需的微量元素。

以低浓度HCI和NaOH溶液调节各反应系统的pH值。

另外在短程硝化配水中，投加NaHCO3保证体系中的碱度。

_____________________________________________ 进水成分浓度（mg/l）________________________________________________FeCl3·6H2O 1.5H3BO3 0·15CuSO4·5H2O 0·03KI 0·18MnCl2·4H2O 0·12ZnSO4·7H2O 0·12CoCl2·6H2O 0·15EDTA 10_________________________________________________由于硝化细菌和反硝化除磷菌生长环境条件的差异，所以对两类功能菌采取分开驯化培养的方式，待驯化完成后，再耦合在一起构成一体式附着-悬浮SBR反应器。

试验中所采用的分析方法均按照国家环境保护局发布的标准方法。

COD:重铬酸钾法;NH+3-N:纳氏试剂光度法;NO2-N:N-(1-萘基)-乙二胺光度法;NO3-N:麝香草酚分光光度法;MLSS:重量法;pH:pHs-2C酸度计。

2、短程硝化污泥的培养试验将污水处理厂曝气池活性污泥，在SBR反应器内，维持低氧（D O≈1.0-1.5mg/L）的运行方式，利用较高温度条件下(31士1℃)亚硝化菌生长速率远大于硝化菌的特性，采用加热装置控制体系温度在31士1℃。

反硝化聚磷菌富集、筛选及其特性

反硝化聚磷菌富集、筛选及其特性贾学斌;王强;杜丛;孙静文;姜欣欣;王春丽;马放【摘要】为进一步探讨反硝化除磷机理和提供脱氮除磷功能菌株,对A2SBR快速富集驯化并筛选其中反硝化聚磷菌功能菌.采用控制A2SBR进水及运行方式对反硝化聚磷菌进行快速富集筛选,并将所筛菌株进行复配研究,为构建脱氮除磷菌剂奠定基础.两段进水和提高注水比的运行方式能使反硝化聚磷菌在反应器中迅速成为优势菌.实验分离得到效果较好的反硝化聚磷菌,通过脂肪酸鉴定其到属.所筛菌株复配效果最好的是b204和16,吸磷率达85.78%,脱氮率为75.02%,相对于单菌株均表现出较好的脱氮除磷效果.采用两段进水和高注水比运行方式对快速富集反硝化聚磷菌较为有效,适当复配方案对提高处理效果有一定效果,b204和菌16组合可以作为潜在脱氮除磷菌剂生物强化菌剂.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2011(043)002【总页数】5页(P35-39)【关键词】生物除磷;富集;聚磷菌;反硝化聚磷菌【作者】贾学斌;王强;杜丛;孙静文;姜欣欣;王春丽;马放【作者单位】哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;黑龙江大学,建筑工程学院,150080,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨;哈尔滨工业大学,城市水资源与水环境国家重点实验室,150090,哈尔滨【正文语种】中文【中图分类】TU992随着我国废水排放总量的日益增加，由氮磷污染物引发的水华、赤潮已经对饮用水安全造成极大危害，因此如何有效的去除水体中氮、磷，防止水体富营养化已成为我国最主要水污染防治问题之一.反硝化除磷工艺由于集反硝化过程与除磷过程为一体而成为废水生物处理技术领域的研究热点.反硝化除磷工艺中功能菌群是反硝化聚磷菌，由其在缺氧条件下实现了同步脱氮和除磷的目的［1］.一些学者曾经认为脱氮过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐可能抑制除磷过程［2-3］，但Kuba(1994)［4］发现反硝化除磷菌的除磷能力与普通除磷菌相似，还能利用NO3-作为电子受体氧化细胞内储存的PHB，从而去除废水中氮素，在除磷同时进行反硝化，简化了脱氮除磷工艺. Hu J Y［5］等人也发现亚硝态氮在较低的质量浓度条件下，可以和氧气、硝态氮一样成为供除磷菌选择的电子受体.近年来，国内外学者相继对反硝化聚磷菌的种属组成进行了研究，由于DPB是兼性厌氧菌，培养条件相对复杂、操作困难且培养时间长［6］，筛选工作量大且效率低的原因，反硝化聚磷菌纯培养物研究较少，目前获得反硝化聚磷菌纯菌鲜见报道［7］.因此如何充分利用DPB优越性提高生物脱氮除磷工艺的处理效率，首要解决的问题是反硝化聚磷菌的分离以及筛选，反硝化聚磷菌纯菌的研究具有十分重要的意义［8］.本文利用控制A2SBR进水及运行方式驯化普通活性污泥，实现了反硝化聚磷菌的快速富集，并从自控SBR脱氮除磷系统分离得典型的反硝化聚磷菌，考察了所筛菌株的生长情况，和聚磷菌、反硝化菌进行了初步复配，提供了一种快速有效的富集筛选反硝化聚磷菌方法，为反硝化除磷脱氮机理的进一步研究奠定基础.1 试验1.1 反硝化聚磷菌富集装置及运行方式从生物脱氮除磷的机理分析来看，生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3种状态，这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离，也可以在时间上进行分离［9-10］.本实验采用按时间顺序进行的SBR反应器作为富集装置.试验采用的是两个直径25 cm、高50 cm圆柱形SBR反应器，工作容积为19 L.试验装置如图1所示.反硝化聚磷菌的富集采用高注水比和两段进水的运行方式降低COD与硝酸盐共存的可能性，强化聚磷菌的选择优势.同时在进水质量浓度一定的情况下提高污泥的营养负荷，加快细菌增殖的速度，达到快速富集DPB的目的.反硝化聚磷菌的富集采用图2所示运行方式，反应器每天运行3个周期，每个周期两次进水、两次排水，注水比0.67(进排水体积与工作容积之比).在富集期间不排泥，厌氧段开始进入只含乙酸钠COD为250 mg/L的配水;缺氧段开始进入含PO43-和的配水，进水P质量浓度约为19 mg/L，质量浓度根据需要加入.图1 反硝化除磷SBR反应器装置图图2 A2SBR反硝化聚磷菌富集驯化的运行方式1.2 反硝化聚磷菌的分离、筛选聚磷菌是在厌氧和好氧条件下都能生存的兼性菌，稀释混合平板法分离效果要比稀释涂布平板法效果好，对于聚磷菌的分离采用稀释混合平板法比较有效［11］.在分离反硝化聚磷菌过程中，采用稀释混合平板法.根据已有资料显示，DPB的分离比较困难，可能需要某些生长因子才能生长.一般在其他菌群存在时，DPB才可能生长，因此，前期并未采用含磷培养基来选择富集，初步分离采用适于大多数微生物生长繁殖的普通牛肉膏蛋白胨培养基.缺磷培养基:无水乙酸钠5 g;Na2HPO4·2H2O 0.023 g;MgSO4·7H2O 0.5 g;CaCl2·H2O 0.2 g; (NH4)2SO42.0 g;蒸馏水1 000 mL;微量元素1 mL.含磷培养基:无水乙酸钠5.0 g;KH2PO4 0.125 g;MgSO4·7H2O 0.5 g;CaCl2·H2O 0.2 g; (NH4)2S O42.0 g;蒸馏水1 000 mL;微量元素1 mL(45 mg/L NO3--N由KNO3提供，根据试验需要加入).筛选试验以磷为检测指标，菌株在缺磷培养基中30℃培养24 h后，测量其培养后菌液OD值，用无菌水调节OD值一致后加入富磷培养基，定时取样测定-P质量浓度的变化，考察各株菌对于培养液中的吸磷效率，辅以硝酸盐还原试验、PHB染色、Poly-P颗粒染色镜检试验，初步筛选出硝酸盐还原阳性且聚磷效果较好的菌株，测量方法参见表1.进一步试验是以硝氮为指标，考察DPB的同步脱氮除磷效能，将加有KNO3的富磷培养基高温灭菌后分装在密闭容器中，取30℃培养24 h后饱和菌液调节OD值一致后加入，充氮除氧，采用磁力搅拌器进行混合，定时取样测定P-P和-N质量浓度的变化，测量方法见表1.最终得到聚磷效果稳定、高效具有反硝化功能的菌株DPB.表1 水质分析项目与方法重铬酸钾法ρ(NO3--N)/(mg·L-1) 麝香草酚光度法ρ(PO3-4-P)/(mg·L-1) 钼锑抗分光光度法pH pH电极ORP ORP电极DO 溶解氧分析仪MLSS分析项目分析方法COD/(mg·L-1)重量法1.3 聚磷菌的复配由于污水处理系统的复杂性，微生物的纯培养无法完全再现实际脱氮除磷系统情况，故经常出现纯培养与实际观测不一致的情况.实际的反应器是由各种微生物组成的一个生态系统，并不仅仅是依靠某一种菌单独起作用，而是需要各种功能菌相互作用共同完成系统功能.为了初步模拟反应器中微生物的相互作用对聚磷的影响，实验对经过筛选出的菌进行随机两两复配.方法如下:用无菌水调节待复配菌株菌液OD值一致后等比例加入含KNO3的富磷培养基的密闭容器，然后置于30℃培养，充氮除氧，采用磁力搅拌器进行混合，定时取样测定PO43--P和-N质量浓度的变化，对比培养前后单株菌的脱氮除磷效率.2 结果与分析2.1 反硝化聚磷菌富集在不到半个月的富集驯化期内，通过高注水比和两段进水的特定运行方式保障反硝化除磷菌在系统中的快速增殖.随着富集运行时间的增加，净吸磷量总体呈上升趋势，系统的净吸磷量逐渐升高.缺氧段去除的硝酸盐也逐渐增加(见图3、4)，反应器的净吸磷增加到约4 mg/L，缺氧段去除的硝酸盐达58 mg/L，去除率达100%，系统达到明显的反硝化除磷效果.图3 反硝化聚磷菌富集期系统净吸磷量图4 反硝化聚磷菌富集期系统硝氮去除在富集驯化末期，A2SBR系统趋于稳定，将反应器改为厌氧/缺氧/沉淀的方式运行，监测运行周期内反硝化除磷系统中可溶性磷质量浓度、COD质量浓度和硝酸盐质量浓度的去除情况(见图5).在厌氧阶段，COD质量浓度整体呈下降趋势，磷质量浓度逐渐增加，表现出明显的释磷现象，在厌氧阶段末期，体系中磷质量浓度增加到24.9 mg/L.进入缺氧阶段的第1小时内，检测到了强烈的反硝化吸磷现象，每克MLSS吸磷平均速率为4.89 mg/h，每克MLSS反硝化平均速率为6 mg/h，单位PO43--P可消耗的-N 量为1.22 mg/mg.经过4.5 h的缺氧阶段，系统中磷质量浓度和硝酸盐质量浓度分别下降到0.47 mg/L和3.4 mg/L，系统除磷和脱氮率高达95%和94%，去除的碳氮比为3.8、碳磷比为22.周期试验缺氧段吸磷过程硝酸盐氮的消耗量和磷的吸收量呈现了较好的线性关系，此时反应系统已经存在大量能以NO3--N为电子受体进行吸磷的反硝化聚磷菌，DPB成为SBR系统中的优势菌种.高注水比和两段进水的特定运行方式对反硝化除磷菌的富集驯化快速有效，可使反硝化除磷系统在较短的时间内完成富集过程.图5 A2SBR富集驯化末期周期试验2.2 反硝化聚磷菌的分离、筛选反硝化聚磷菌是将摄磷和反硝化这两个不同的生物过程在同一体内完成的一种兼性厌氧菌［12］.硝酸盐还原性阳性(生物反硝化脱氮)是细菌的一种无氧呼吸形式;异染颗粒(细菌超量吸磷)是细菌的一种能量贮备形式，它们是两种并不冲突的细菌生化特性.硝酸盐还原性为阳性且产气，菌体内含有异染颗粒或聚-β-羟基丁酸颗粒，既能反硝化脱氮，又能厌氧释磷;在好氧(O2)或缺氧(NO3-)状况下超量吸磷的细菌即可称为反硝化聚磷菌［13］.基于此，对已分离纯化的备选菌种进行了吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色辅助检验(见表2)，来实现筛选得到同步脱氮除磷效果都较好DPB.表2 筛选结果 %菌株24 h吸磷率48 h吸磷率24 h脱氮率48 h脱氮率PHB 异染颗粒b31 21.93 86.56 25.66 54.48 + -a13 18.81 57.93 90.54 92.14 - -b3 21.96 58.75 93.57 94.90 - -b11 - 63.81 - 94.77 - -a5 27.73 78.87 70.26 73.33 + + b3b 32.72 85.08 75.41 74.53 + + b9 40.14 85.35 80.16 84.96 + + a2 42.30 83.32 76.30 78.68 + + b204 67.09 71.06 94.95 94.41 + +2.3 反硝化聚磷菌的鉴定利用Shelock脂肪酸鉴定系统，结合部分菌株生理生化试验、菌株个体形态、菌落形态观察对所筛菌株进行菌属综合鉴定，将菌株鉴定到属，结果见表3.早期研究认为不动杆菌属为除磷系统中典型的优势菌种，但随着研究的深入发现不动杆菌属只是少数菌属，并不占优势，只占总量的1% ～10%，而其他微生物的除磷能力更不容忽视，优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)和气单胞菌属(Aerodomonas).气单胞菌属能够过量摄取废水中的磷酸盐形成聚磷酸盐胞内物质;假单胞菌属具有除磷菌的共性，即在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下过量摄取磷，并能够累积聚磷酸盐［14-15］.试验所分离鉴定的菌种涵盖不动杆菌、假单胞菌属、气单胞菌属、粘液奈瑟菌、弗氏柠檬酸杆菌，筛选结果与已有研究较为一致. 表3 聚磷菌鉴定结果菌株菌属a5Aeromonas-ichthiosmia b31 Citrobacter freundii b11 Neisseria-mucosa b204Pseudomonas-stutzeri2.4 菌种复配对经过前期筛选聚磷效果较好的菌16、19，有同步反硝化能力的b11、a5、b204，反硝化率较高的GS进行随机复配.从图6可以看出，6种复配方案中b11×a5、b11×b204、19×GS、b204× 16的效果较好，都达到了氮、磷同步去除要求.其中24 h复配效果最好的是b204×16，吸磷率为85.78%，脱氮率为75.02%，相对于b204单菌除磷效果67.09%，复配后吸磷效果突出，达85.78%，除磷效果得到显著提高，复配后脱氮效果虽有所下降，但也维持在较高的75.02%水平，达到了同步脱氮除磷的目的.复配前16号菌虽然除磷效果很好(94.86%)，但对于脱氮却没有贡献，而复配后在保持较高除磷效果的同时也达到了较高的脱氮效果.说明二者在生态关系上互补，通过各自的代谢活动进行功能上的互补，从而实现了同步脱氮除磷效果的提高，具有作为脱氮除磷生物强化菌剂的潜在价值.图6 复配结果复配方案中16×GS的效果最差.两株菌的单株处理效果都不错，其中的16号菌除磷效果很好，而好氧反硝化菌GS具有较高的脱氮能力.但菌株复配不但没能提高处理效果，复配后反而失去除磷能力，脱氮能力也有所下降.分析原因可能是GS菌株代谢过程产生了某种抑制物，从而使菌16的生长受到抑制，并导致菌16的最终死亡.在这个过程中16号菌与GS产生竞争，对GS也产生了不利影响，引起脱氮效果的下降.GS菌株是聚磷菌16的抑制菌群，GS菌对于除磷是有害的，复配并未提高处理效果.3 结论1)厌氧/沉淀排水/缺氧/沉淀排水和较高注水比的运行方式避免了C、N共存的情况，对快速富集反硝化聚磷菌十分有利，能在较短时间使反硝化聚磷菌迅速成为优势菌.2)实验以磷为检测指标，综合磷吸收试验、硝酸盐还原试验、PHB染色、Poly-P颗粒染色的分离筛选方法，从富集驯化A2SBR反应器中分离得到效果较好的反硝化聚磷菌，鉴定为 a5: Aeromonas-ichthiosmia;b204:Pseudomonasstutzeri;b31:Citrobacterfreundii;b11:Neisseria -mucosa.3)b204和菌16组合方案可以作为潜在脱氮除磷生物强化菌剂.b204与聚磷菌和反硝化菌复配，复配效果最好的是 b204和 16，吸磷率为85.78%，脱氮率为75.02%，相对于单菌株均表现出了较好的脱氮除磷效果.复配效果最差的是聚磷菌16和反硝化菌GS组合，复配后不具有吸磷能力，脱氮率为70.09%，相对于单菌株处理能力降低，聚磷菌和反硝化菌两类菌的复配未能达到同步脱氮除磷目的.参考文献:［1］ WACHTMEISTER A，KUBA T，LOOSDRECHT van M C M，et al.A sludge characterization assay for aerobicand denitrifying phosphorus removing sludge［J］. 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Effect of cyclicoxygen exposure on the activity of denitrifyingphosphorus removing bacteria［J］.Wat Sci Tech，1996，34:33-40.［5］ HU J Y，ONG S L，NG W J，et al.A new method for characterizing denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors［J］.Wat Res，2003，37(14):3463-3467.［6］ AHN J，DAIDOU T，TSUNEDA S.Characterization of denitrifying phosphate-accumulating organisms cultivated under different electron acceptor conditions using polymerase chain reaction-denaturing gradient gelel ectrophoresis assay［J］.Water Research，2002，36:403-412.［7］ ZENG R J，YUAN Z，KELLER J.Model based analysis of anaerobic acetate up take by a mixed culture of polyphosphate accumulating and glycogen accumulating organisms［J］.Biotechnol Bioeng，2003，83 (3):293-302.［8］ WANG L J，LI W，KANG L.Bioremediation of eutrophicated water by Acinetobacter Calcoaceticus［J］. 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探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境

探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境一、摘要：本课题拟从污水处理厂的缺氧段的活性污泥中取样，分离得到反硝化聚磷菌，此菌既可脱氮又可除磷。

再筛选出高效的反硝化聚磷菌菌株，进行扩大培养。

再将这些菌株接种到污水中，通过改变条件，探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件，从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的，防止水体的富营养化。

二、关键词：反硝化聚磷菌脱氮除磷水体富营养化三、实验材料方法1.菌株的筛选（1）样品的采集本实验所用的活性污泥取自污水处理厂的缺氧段。

（2）配制筛选用培养基反硝化菌分离培养基：1g琼脂、2g硝酸钾、0.2g七水硫酸镁、1g磷酸一氢钾、1g磷酸二氢钾、g柠檬酸钠、1000ml 蒸馏水、ph7.2~7.。

聚磷菌分离培养基：3.68g三水醋酸钠、28.73mg二水磷酸一氢钠、7.27mg氯化铵、131.82mg七水硫酸镁、26.74mg 硫酸钾、17.2mg二水二氯化钙、12ghepes缓冲溶剂、1g琼脂、2ml微量元素、1000ml蒸馏水。

微量元素构成：0gedta、g七水硫酸铁、1.6g五水硫酸铜、g四水二氯化锰、1.1g(nh4)6mo7o24.4h2o、0mgh3bo3、10mg碘化钾、0mg六水二氯化钴。

（3）分离与鉴定采用平板分离法分离菌株，对菌落形态进行观察。

再对分离纯化后的菌株进行革兰氏染色，葡萄糖氧化发酵试验，接触酶（过氧化氢酶），氧化酶等一系列生理生化实验，然后进行检索鉴定。

（4）反硝化聚磷试验分析方法将分离出来的反硝化菌和聚磷菌富集培养，并在20摄氏度~40摄氏度设置温度梯度，在限磷培养液（po4>=4mg/l）中厌氧培养24小时，然后在富含磷和硝酸根的培养基中厌氧培养20小时以上，检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。

硝酸根-n采用麝香草酚分光光度法，磷酸根-p采用钼锑钪比色法。

(4-1)麝香草酚分光光度法测定步骤：（ⅰ）绘制硝酸盐氮校准曲线a.在一组7支0ml比色管中，分别加入0、0.0、0.1、0.3、0.、0.7和1.0ml硝酸盐氮标准溶液，加纯水稀释至1.0ml。

反硝化除磷工艺及影响因素研究

除磷菌的大量研究。该细菌可以在缺氧条件下以硝酸盐为
聚磷菌极为相似的代谢特征和同样高的生物除磷效能。由
随着反硝化除磷现象的发现，究者开始了对反硝化４反硝化除磷工艺影响因素研究研
４４电子受体．
Ｓ结语
反硝化除磷工艺将反硝化脱氮和生物除磷有机结合，在生物除磷工艺中，水中的Ｎ０一或ＮＯ影响厌氧节约了碳源和曝气能耗，少了污泥产量，一种可持续生进ｉ减是释磷进而影响缺氧吸磷。而缺氧吸磷效果与硝酸盐量有物脱氮除磷工艺。
～
２０／围内，氧吸磷速率随Ｃ４ｍｇＩ范缺Ｏ０／０～０ｍｇＩ相中，同经历厌氧、氧和好氧环境。主要工艺形式有低。王亚宜等实验表明，始Ｃ共缺缺ｍｇＩ，ＵＣＭＵＴ、ＣＳＳＲ等。单污泥系统通过硝化、硝范围内，氧阶段后期水中磷的浓度基本为０／且磷的Ｔ、ＣＢＦ、Ｂ反ＯＯＤ浓度达到化及强化生物除磷等过程实现氮磷去除，是ＤＢ细菌、但Ｐ硝摄取速率随ＣＤ浓度的增大而升高。当Ｃ
化细菌及其他异养菌同时存在于悬浮增长的混合液中，硝

反硝化除磷技术研究进展

第7期高峰，等:反硝化除磷技术研究进展-79-反硝化除磷技术研究进展高峰'，李明？（1.山东省德州生态环境监测中心，山东德州253000；2.德州市生态环境监控中心，山东德州253000）摘要:主要简述了反硝化除磷技术的原理及其工艺运行的主要影响因素，分析了运用反硝化除磷工艺的单污泥系统（A/O、UCT、MUCT、BCFS、SBR）和双污泥系统（A?N、Dephanox、A?N/SBR）的运行特点。

关键词：反硝化除磷；原理；影响因素；工艺中图分类号：X703文献标识码:A文章编号：1008-021X（2021）07-0079-02Application Status and Research Progress of Denitrifying Phosphorus Removal TechnologyGao Feng',Li Ming1(1.Dezhou Ecological Environment Monitoring Center of Shandong Province,Dezhou253000China；2.Dezhou City Ecological Environment Monitoring Center，Dezhou253000，China)Abstract:In this paper,the principle of denitrifying phosphorus removal technology and the main influencing factors of its operation are described,and the operating characteristics of single sludge system(A?/O,UCT,MUCT,BCFS,SBR)and double sludge system(A N,Dephanox,A?N/SBR)using denitrifying phosphorus removal process are analyzed.Key words:denitrifying phosphorus removal；principle；influencing factors；process反硝化除磷是指反硝化除磷菌在缺氧的条件下，以硝酸盐代替氧为电子受体，同步完成反硝化脱氮和过量吸磷过程。

A2／O工艺反硝化除磷试验研究

ｒｅｔｕｒｎｍｉｘｅｄｌｉｑｕｏｒ．ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｓｏｆＣＯＤａｎｄＮＨ４＋一Ｎｗｅｒｅ８５％ａｎｄ９５．６％．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒａｔｉｏｗａｓ６２．３％．Ｔｈｅｒｅｂｙ．ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆＤＰＢｓｔｈａｔｃｏｕｌｄｕｐｔａｋｅｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓｕｎｄｅｒａｎｏｘｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄＰＡＯｓｗａｓ６２．３％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａ／０；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒｅｍｏｖａｌ；ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｕｓｒｒｅｍｏｖａｌ
９５．６％，达到稳定除磷效果时，磷酸盐的平均去除率为８２．９％。缺氧段吸磷量所占比例从２７．４％增至６５．７％，反应后期平均比值为６２．６％。污泥特性实验表明最大缺氧吸磷速率为５．７９ｍｇＰ／（ｇＭＬＳＳ・ｈ），最大好氧吸磷速率为９．２９ｍｇＰ／（ｇＭＬＳＳ・ｈ），两者的
２ＥｎｇｉｎｅｅｉｎｇｒＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＺｅｒｏＤｉｓｃｈａｒｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１２０；

反硝化除磷工艺原理及研究进展

这些工艺中存在着各种各样的微生物，它们的基质类型、对环境条件要求不同，由此产生了矛盾和竞争。１１．．泥龄的矛盾２污传统工艺中，除磷通过排出剩余污泥来实现，泥龄越长，污泥含磷量越低，而硝化菌的世代周期则较长。硝化过程需要的长泥龄和除磷需要的短泥龄之间存在矛盾。１１．３碳源的竞争．脱氮除磷系统中，碳源主要用于反硝化、释磷和异养菌的正常代谢。在缺氧段，反硝化菌先于聚磷菌利用有机碳源，导致聚磷菌没有充足的碳源，从而降低了释磷程度。而在硝化段，过多的碳源会使异养菌迅速生长，消耗溶解氧，进而降低硝化速率。１１．．４硝酸盐的矛盾聚磷菌需要在严格的厌氧条件下才可以发挥作用释磷，传统工艺中，污泥回流会将部分硝酸盐带人厌氧区，从而导致了非严格厌氧，影响聚磷菌的释磷效率。１１．．解氧的矛盾５溶传统工艺将厌氧、缺氧、好氧各过程同处一个系统，活性污泥絮体对气泡的吸附作用不可避免的将ＤＯ带入缺氧段和厌氧段，影响了聚磷菌的释磷能力和反硝化菌的脱氮能力。这些矛盾广泛存在于现有的脱氮除磷工艺中，严重影响了处理效率。因此，如何对传统工艺进行改进，消除这些竞争和矛盾，并保证低碳源下脱氮除磷的效率，目前水处理领域亟待解决的难题。是１．２反硝化除磷的提出２０世纪７０年代以来，反硝化除磷渐渐引起人们的注意，并得到迅速发展。反硝化聚磷菌的发现和证实主要经历了以下几个阶段：１７９７年，ｓｏｎ和Ｎｅｏｓ反硝化过程中首次观测到磷快速吸Ｏｂｒｉｌ在ｈｌ收现象；１８，ｏｅｕ发现一些聚磷菌在缺氧状态下具有利用硝酸盐作９６年Ｃｍａ为电子受体除磷的功能，同时／缺氧ＳＲ，明了Ｎｒ可以作为电子受体除磷；Ｂ证Ｏ１９９２年，ｎｅ利用反硝化除磷特性开发的Ｎ、ＷａｎｒＰ去除新工艺，证实了缺氧条件下一些除磷菌具有反硝化能力；１９年，ｂ发现在厌氧／９３Ｋｕａ缺氧交替运行条件下，易富集一类兼性厌氧微生物，以硝酸盐为电子受体，存缺氧环境下同时进行反硝化和除磷；１９～９６年，ｍｌｅ９５１９Ｓｏｄ￣和Ｋｂ等在ＵＣｕａＴ工艺中证实了中试规模的脱氮除磷系统中除磷菌的反硝化功能。目前，某些反硝化除磷工艺在欧美一些国家已经应用于实际工程，并取得了良好的脱氮除磷效果。２反硝化除磷原理．多数研究者认为聚磷菌包括两类菌属，一类只能以氧作为电子受体，被称作好氧聚磷菌，而另一类既能以氧又能以硝酸盐作为电子受体，即反硝化聚磷菌ＤＢＤｅｉｉｉｇｈｓｈｒｓｒｍｖｎａｔｒ）Ｐ（ｎｔｆｎＰｏｐｏｕ —ｅｏｉｇＢｃｉ。ｒｙｅａＤＢ在缺氧条件下能以硝酸盐代替溶解氧作为电子受体进行聚Ｐ磷，同时将硝酸盐还原成Ｎ或氮化物，将反硝化和除磷这两个过程合二为一，一碳两用，达到同步脱氮除磷的目的。它的厌氧释磷机理与好

反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究

反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究摘要：反硝化聚磷菌是一种具有独特功能的微生物，可以同时进行反硝化和除磷作用。

本文通过对反硝化聚磷菌特性和反硝化除磷工艺的研究，总结了反硝化聚磷菌的特点和应用前景，并对其在废水处理中的性能和工艺进行了研究。

1. 引言废水中的氮磷污染对环境和人类健康造成了严重的威胁，因此，开展高效的废水处理工艺研究具有重要的意义。

反硝化聚磷菌作为一种具有独特功能的微生物，可以将废水中的氮磷同时去除，被广泛应用于生物除磷和突破传统反硝化工艺的研究。

2. 反硝化聚磷菌特性反硝化聚磷菌具有多种特性，包括耐酸碱、高温、高盐等特性。

此外，反硝化聚磷菌还可以利用废水中的有机物作为能源，并通过反硝化过程将废水中的氮释放为气体。

因此，反硝化聚磷菌具有广阔的应用前景。

3. 反硝化除磷工艺研究反硝化除磷工艺是将反硝化和除磷过程结合起来，通过合理控制反硝化聚磷菌的生长环境和氧气供应，实现废水中氮磷的高效去除。

研究表明，通过调节废水中的碳氮比、温度等因素，可以显著提高反硝化聚磷菌的除磷效果。

4. 反硝化聚磷菌在废水处理中的应用反硝化聚磷菌已经被广泛应用于废水处理过程中。

通过构建合适的反硝化除磷反应器，配合优化的废水处理工艺，可以实现高效、低成本的废水处理。

此外，反硝化聚磷菌还可以用于资源化利用，通过收集废水中的氮磷物质，制备肥料等。

5. 研究进展与展望目前，关于反硝化聚磷菌特性和反硝化除磷工艺的研究还存在一些问题。

一方面，对反硝化聚磷菌特性的研究还不够深入，需要进一步探索其生态环境和代谢途径。

另一方面，反硝化除磷工艺的优化还存在一定的挑战，需要进一步提高除磷效率和降低处理成本。

综上所述，反硝化聚磷菌作为一种具有独特功能的微生物，在废水处理中具有广泛应用前景。

通过对其特性和工艺的研究，可以实现高效、低成本的废水处理效果。

然而，对反硝化聚磷菌特性和工艺的研究仍面临一些挑战，需要继续深入探索。

反硝化除磷系统的快速启动

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反硝化除磷系统的快速启动
刘静（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳１１０１６８）摘要：以模拟生活污水作为处理对象，利用序批式活性污泥（ＳＢＲ）反应器进行反硝化聚磷菌的快速驯化。采用两阶段驯化法（厌氧／好氧、厌氧／缺氧），实现反硝化聚磷菌的驯化和富集。试验结果表明，历时３２天驯化，出水ＴＰ浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级Ａ标准。关键词：反硝化除磷；ＳＢＲ；两阶段驯化法生物强化除磷技术主要功能微生物是聚磷菌［１－３］。相关学者发现存在一步ＤＰＡＯｓ的驯化富集提供了十分有利的条件。一种在缺氧条件下以硝酸盐氮为电子受体进行反硝化脱氮除磷［４］，称为反硝化聚磷菌（ＤＰＡＯｓ）。ＤＰＡＯｓ具有运行周期短，吸磷速率快的优势，更加节省耗氧量［５－６］，适合低Ｃ／Ｎ比生活污水的处理。１材料与方法１．１试验装置试验采用圆柱形序批示活性污泥ＳＢＲ反应器。装置主要包括进水系统、曝气系统、搅拌系统、亚硝酸盐加药系统、在线监测系统、出水系统和时间控制系统。其中，曝气系统由空气泵通过连接气体流量计通入微孔曝气盘与柱体底部连通；搅拌系统通过电动搅拌机安装搅拌桨在柱体内工作；硝酸盐加药系统由硝酸盐加药箱通过蠕动泵与柱体连通；在线监测系统包括ＤＯ在线监测仪、ｐＨ在线监测仪、ｐＨ调节装置，ｐＨ调节装置与ｐＨ在线监测仪相连，由酸碱缓冲液药箱通过蠕动泵与柱体连通；时间控制系统与其他所有系统相连，由多个时控开关构成。１．２试验用水水质试验采用人工配制模拟生活污水，碳酸氢钠调节进水ｐＨ范围为７．５～７．８，水质成分见表１。图１启动阶段系统水质总磷变化情况表１水质指标３．２第 П 阶段反硝化聚磷菌的驯化富集第 П 阶段驯化历时１８ｄ。缺氧时投加硝酸盐氮质量浓度为２５ｍｇ／Ｌ，由图１第二阶段可看出，在好氧反应改变为缺氧反应的开始阶段，厌氧释磷量有所下降，磷去除效果较差。因为该阶段系统内的吸磷电子受体为硝态氮，不能被作为系统优势菌种的传统聚磷菌所利用。系统进水ＴＰ质量１．３分析项目与检测方法浓度为１０．０００ｍｇ／Ｌ左右，而缺氧结束出水ＴＰ质量浓度变为５．５００常规检测项目分析检测方法来源于原国家环保总局颁布的《水和废ｍｇ／Ｌ，从ＴＰ的浓度变化中可以知道系统内存在少量以硝态氮作为除磷水监测分析方法》（第四版）。ＣＯＤ采用快速密闭催化消解法测定，硝态氮电子受体的ＤＰＡＯｓ，说明系统内的污泥可以作为驯化富集ＤＰＡＯｓ的种采用紫外分光光度法测定，总磷采用钼锑抗分光光度法测定，污泥浓度采泥。经过１８ｄ的厌氧／缺氧运行，缺氧出水ＴＰ浓度稳定在０．５ｍｇ／Ｌ以下，用滤纸称重法测定。除磷率随之上升，从１５ｄ开始稳定在９５．００％左右。说明通过该阶段的驯２试验过程化富集，ＤＰＡＯｓ已经成为系统优势菌种，反硝化除磷系统成功启动。两阶段驯化法：在第？阶段对污泥采用厌氧／好氧模式的驯化，使传４结论统聚磷菌成为系统内的优势菌种；第 П 阶段采用厌氧／缺氧的方式继续４．１以周期培养的方式，先使传统聚磷菌成为系统内的优势菌种，再驯化，通过向系统中滴加硝酸盐溶液的方式实现缺氧条件，使硝酸盐氮成以连续滴加硝酸盐氮的方式可成功驯化富集ＤＰＡＯｓ。为吸磷电子受体。４．２反应器成功启动后，反硝化除磷系统能够以硝酸盐作为电子受体试验所用污泥取自辽宁省沈阳市北部污水厂的二沉池，取回闷曝４８高效稳定运行，脱氮除磷率高，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》ｈ后投入反应器中，控制进水中ＣＯＤ浓度为２３０ｍｇ／Ｌ，ＴＰ浓度为（ＧＢ１８９１８－２００２）一级Ａ标准。１０ｍｇ／Ｌ，ＭＬＳＳ控制在３０００～３５００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ控制范围为７．４～７．８。第？参考文献阶段运行模式为进水－厌氧２．５ｈ－好氧２．５ｈ－沉淀０．５ｈ－排水０．５ｈ， [1]邱立平,孙成江,王嘉斌等. 反硝化除磷技术综述[J]. 济南大学学报,2015, 第 П 阶段运行模式为进水－厌氧２．５ｈ－缺氧２．５ｈ－沉淀０．５ｈ－排水０．５ (03):161-166. ｈ，每天运行３个周期。每天采集出水水样测定ＴＰ，以出水中ＴＰ浓度稳定 [2]张杰.反硝化脱氮除磷工艺的发展及调控因素[J].环境工程,2016,(01): 且达到排放标准来确定驯化富集工作完成。 266-269. ３两阶段化法 [3]王军一,李伟光.反硝化除磷工艺研究进展[J].山东建筑大学学报,2015, ３．１第Ｉ阶段传统聚磷菌的驯化 (03):271-276. 该阶段系统运行１４ｄ。反应器在第？阶段ＴＰ浓度变化情况见图１第 [4]蒋轶锋.短程反硝化除磷工艺特征及运行效能研究[D].哈尔滨：哈尔滨工Ｉ阶段。在厌氧条件下，传统聚磷菌细胞内聚磷水解产生能量和还原型辅业大学,2006. 酶ＮＡＤＨ，用于挥发性脂肪酸的吸收并储存为内碳源聚－β－羟基丁酸 [5]彭永臻.SBR 法污水生物脱氮除磷及过程控制[M].北京：科学出版社, （ＰＨＢ）；然后在好氧条件下以ＰＨＢ为电子供体，以氧分子为电子受体进行 2011;210-213 过量吸磷，从而以剩余污泥排放的形式去除污水中的磷［７－８］。系统初期磷去 [6]李微,王宇佳,祝雷,等.污泥龄对 A/A 工艺反硝化除磷效能的影响[J].工业除效果不佳，第三个周期时ＴＰ去除率仅为４２．８９％。系统运行过程中，聚水处理,2015,35(7):55-59. 磷菌逐渐成为优势菌种，ＴＰ去除效果平稳上升。１４ｄ时，系统在厌氧结束 [7]叶丽红,李冬,张杰,等. 亚硝化-反硝化除磷技术研究进展[J].北京工业大时ＴＰ质量浓度约为２７．１９４ｍｇ／Ｌ，释磷量达到１７．２９３ｍｇ／Ｌ左右，好氧结学学报,2016,(04):585-593. 北京工业束出水ＴＰ质量浓度为０．４５７ｍｇ／Ｌ，达到《城镇污水处理厂污染物排放标 [8] 张立成.亚硝化反硝化除磷工艺及分子生物学研究[D].北京：准》（ＧＢ１８９１８－２００２）一级Ａ标准。说明传统聚磷菌驯化富集成功，为下大学,2011.

污水处理中的反硝化除磷技术研究

污水处理中的反硝化除磷技术研究污水处理一直是环保领域中的一个重要问题。

随着城市化进程加快，污水排放量的增加对环境造成了更大的压力。

其中，氮和磷的排放是污水处理过程中一个重要的问题。

本文将探讨污水处理中的反硝化除磷技术的研究，并总结其优点和挑战。

一、反硝化除磷技术的基本原理1. 反硝化：反硝化是指通过微生物作用将硝酸盐还原为氮气释放，从而达到减少氮排放的目的。

2. 除磷：除磷是通过化学或生物反应将废水中的磷酸盐转化为不溶于水的沉淀物，并从污水中去除。

二、反硝化除磷技术的关键步骤1. 反硝化除磷生物滤池：该技术是将废水通过生物滤池，利用其中的好氧和厌氧微生物分别进行硝化和反硝化反应，从而实现氮的去除和磷的沉淀。

2. 药剂法：该方法通过添加化学药剂，如金属盐类，将废水中的磷酸盐与药剂形成不溶于水的沉淀物，从而去除磷。

三、反硝化除磷技术的优点1. 高效去除：反硝化除磷技术能够在一次处理中同时去除氮和磷，使废水经过处理后的氮浓度和磷浓度明显降低。

2. 节约能源：反硝化除磷技术利用微生物来进行反应，相比传统的化学法，能够节约能源。

3. 减少化学药剂使用：反硝化除磷技术在处理过程中不需要大量添加化学药剂，减少了药剂的消耗和污染物的产生。

四、反硝化除磷技术面临的挑战1. 技术成熟度：目前反硝化除磷技术仍处于探索阶段，缺乏成熟的应用经验和大规模示范工程。

2. 运维难度：由于该技术涉及到不同类型的微生物反应，需要控制好反硝化和除磷的菌群的比例和生长条件，运维难度较高。

3. 经济成本：反硝化除磷技术的设备和运营成本相对较高，在一些发展中国家和地区可能难以推广应用。

综上所述，反硝化除磷技术是一种潜力巨大的污水处理技术。

它能够高效去除氮和磷，节约能源，并减少化学药剂的使用。

然而，这项技术还面临着技术成熟度、运维难度和经济成本等挑战。

未来的研究和发展应当进一步加强对该技术的实践应用，并解决其面临的挑战，以实现对污水处理的更好贡献。

反硝化除磷菌富集试验研究

１进（排）水孔２排气孔３排泥孔４恒流泵５水封瓶６进水／排水口７磁力搅拌器８ＳＢＲ反应器图１Ａ２－ＳＢＲ试验装置
试验所需污泥取自唐家沱污水处理厂污泥浓缩池，污泥颜色为黑色，微臭味。在投入Ａ２－ＳＢＲ反应器前，用蒸馏水淘洗３次，并加入少许ＮａＡＣ·３Ｈ２Ｏ使其充分恢复活性。采用人工合成模拟废水，进水ＣＯＤ和磷浓度通过不同的乙酸钠和ＫＨ２ＰＯ４的投加量进行控制，缺氧段加入硝酸钾为反硝化反应提供所需的电子受体。试验中厌氧段和缺氧段的进水水质见表１和表２。
期污，泥沉降性能较差，出水略带黑色，同时有臭味，这主要是由于环境的改变使得某些不适应新环境的微生物被淘汰，这一现象大约持续了１５天。随后，污泥沉降性能逐渐好转，出水澄清，且无异味，可以认为在这一过程中活性污泥中的微生物菌群发生了变化，反硝化除磷菌逐步成为优势菌群。２．２特性试验２．２．１厌氧释磷
表３各阶段进水水质
厌氧段
ＮａＡＣ ·３Ｈ２Ｏ
１２０ｍｇＣＯＤ／Ｌ
ＮＨ４ＣｌＫＣｌ
１４ｍｇＮ／Ｌ１８ｍｇ／Ｌ
ＫＨ２ＰＯ４
６ｍｇＰ／Ｌ
ＭｇＳＯ４
４５ｍｇ／Ｌ
微量元素液０．４ｍＬ／Ｌ
缺氧段
ＫＨ２ＰＯ４
３５ｍｇＰ／Ｌ
ＫＮＯ３ＮＨ４Ｃｌ
1进排水孔2排气孔3排泥孔4恒流泵5水封瓶6进水排水口7磁力搅拌器8sbr反应器图1a2sbr试验装置缺氧段naac3h2o400mgcodlkh2po445mgplkh2po45mgplkno3150mgnlmgso445mglnh4cl14mgnlnh4cl14mgnlkcl18mglkcl18mglmgso445mgl微量元素液04mll微量元素液04mll表1进水水质chinachemicals化工文摘2009年2期34wwwintchemnetchinachemicals基础研究fecl36h2o15glh3bo3015glcuso45h2o003glki018gledta10glmncl24h2o012gl钼酸铵00599glznso47h2o012glcocl26h2o015gl表2微量元素液图2sbr运行方式表3各阶段进水水质naac3h2o120mgcodlkh2po435mgplkh2po435mgplnh4cl14mgnlkno370mgnlnh4cl14mgnlkcl18mglnh4cl14mgnlkcl18mglkh2po46mgplkcl18mglmgso45mglmgso445mglmgso445mgl微量元素液04mll微量元素液04mll微量元素液04mll图3厌氧cod与磷的释放113试验方法与步骤sbr反应器中srt控制在12d运行时间为50d通过滴加hcl和naoh溶液将ph值控制在70左右一个反应周期为460min分为以下4个阶段见图2

AOSBR中同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的富集

AOSBR中同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的富集
A/O SBR中同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的富集
以聚糖菌颗粒污泥为接种污泥,在厌氧/好氧SBR中成功富集了具有同步硝化反硝化除磷效果的颗粒污泥.结果表明,培养过程中,污泥总磷含量、厌氧释磷量及磷酸盐去除率的提高表明反应器中聚磷菌逐渐替代聚糖菌成为优势菌种;培养末期颗粒污泥的粒径为600～1 000μm,SVI为48 mL/g,有机物主要在厌氧阶段被去除并以胞内聚合物(PHB)的形式储存,厌氧阶段对TOC的去除率为87%,对TOC的总去除率为90%,对磷酸盐的去除率为95.6%;氮的去除是在好氧条件下经同步硝化反硝化完成的,且PHB为主要的反硝化碳源,对氨氮的去除率为99.3%,对总氮的去除率为85.5%.
作者：王景峰王暄季民卢姗杨造燕 WANG Jing-feng WANG Xuan JI Min LU Shan YANG Zao-yan 作者单位：王景峰,WANG Jing-feng(天津大学,环境科学与工程学院,天津,300072;军事医学科学院,卫生学环境医学研究所,天津,300050)
王暄,WANG Xuan(天津大学,环境科学与工程学院,天津,300072;天津工业大学,中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津,300160)
季民,卢姗,杨造燕,JI Min,LU Shan,YANG Zao-yan(天津大学,环境科学与工程学院,天津,300072)
刊名：中国给水排水 ISTIC PKU 英文刊名： CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)： 2006 22(17) 分类号： X703.1 关键词：好氧颗粒污泥胞内储存物质聚糖茵同步硝化反硝化除磷。

双污泥反硝化除磷-结晶法回收磷的研究的开题报告

双污泥反硝化除磷-结晶法回收磷的研究的开题报告一、研究背景和意义随着城市污水处理厂的设立，大量的污泥被生产出来。

传统的污泥处理方式是填埋或者焚烧，但这种处理方式存在很明显的问题，如填埋会占用大量土地，并且会造成环境污染，而焚烧则会产生二氧化碳等温室气体，增加空气污染。

因此，对污泥进行有效的处理和再利用变得越来越重要。

另外，水环境污染的日益严重也使得处理污水成为一项紧迫的任务。

其中，磷是污水中的重要污染物之一，过量的磷排放会引发水体富营养化、水华等问题，对水环境造成巨大的损害。

因此，如何有效地去除污水中的磷，成为了水环境治理的重要问题。

本研究旨在探索一种新型的污泥处理方式，即双污泥反硝化除磷-结晶法回收磷。

该方法将反硝化除磷和结晶回收磷结合起来，不仅可以有效地去除污水中的磷，还可以实现磷的再利用，具有重要的环保和经济价值。

同时，该技术还具有普适性和可推广性，对于推动我国城市污水资源化利用具有重要意义。

二、研究内容和方法（一）研究内容1. 双污泥反硝化除磷的原理和机理研究：对双污泥反硝化除磷的原理和机理进行深入研究，探究该方法的适用性和优缺点。

2. 结晶回收磷的工艺研究：对结晶回收磷的工艺进行深入研究，考察不同操作条件对磷的回收率的影响，并确定最佳操作参数。

3. 实验室小试：通过实验室小试考察双污泥反硝化除磷-结晶法回收磷的可行性，并分析实验结果。

4. 中试和工程应用试验：建立中试和工程应用试验体系，研究该方法在中试和实际应用中的适用性和可行性。

（二）研究方法1. 文献调研法：对双污泥反硝化除磷和结晶回收磷的相关文献进行广泛调研，了解国内外有关研究前沿和发展动态，为后续实验提供理论基础。

2. 样品采集与分析法：对污水和污泥的样品进行采集和分析，对反应过程中的物质转化进行监测和分析。

3. 实验设计法：设计实验方案，确定操作条件和参数，开展实验室小试，并分析实验结果，检验理论分析的正确性。

4. 实验数据处理分析法：对实验结果进行处理和分析，确定各项指标的变化规律，评估方法的实际应用效果和可行性。