低碳源浓度条件下聚磷菌特性_林海

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生物除磷系统启动期聚磷菌的FISH原位分析与聚磷特性

生物除磷系统启动期聚磷菌的FISH 原位分析与聚磷特性亢涵,王秀蘅*,李楠,任南琪(哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090)摘要:应用FISH 对以乙酸钠为碳源的强化生物除磷(EBPR)SBR 反应器启动期的微生物进行原位分析,考察除磷生态系统形成过程中聚磷菌种群结构、空间分布关系动态变化及其聚磷特性.结果表明,以异养菌为主的活性污泥经过厌氧好氧驯化后,聚磷菌大量富集,在全菌中的比例由11 5%增加到40 48%.启动过程中,生物系统内菌群竞争持续进行:首先,聚磷菌淘汰异养菌,历时5d;聚磷菌种群内选择过程历时19d;经过优势聚磷菌群的二次增长后,共计34d 完成生物除磷系统的启动.富集过程中快速增殖的聚磷菌不能立刻行使除磷能力,要有一段积累期形成一定的PHA 和poly P 储备.表现为污染物去除效率滞后于聚磷菌的增殖,经过4~8d 的积累期后上升出现峰值.二次增长的优势聚磷菌群也经过积累期后才发挥作用.FISH 图片显示,快速增殖期的聚磷菌菌体小,菌群结构松散.经过积累期之后,菌体不断增大,并开始紧密聚集形成致密的团状,此时反应器处理效率较高.关键词:生物除磷;聚磷菌;FISH;积累期中图分类号:X703 1 文献标识码:A 文章编号:0250 3301(2009)01 0080 05收稿日期:2008 01 28;修订日期:2008 03 18基金项目:国家自然科学基金项目(50508011)作者简介:亢涵(1982~),女,博士研究生,主要研究方向为微生物生理生态学与分子生态学及生物脱氮除磷技术,E mail:3 7 kh@163 co m *通讯联系人,E mail:xiuheng@Characterization of Phosphate Accumulating Organisms in Starting up EBPR by FISH AnalysisKANG Han,WANG Xiu heng,LI Nan,RE N Nan qi(State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment,Harbin Insti tute of Technology ,Harbi n 150090,China)Abstract :Enhanced biolog ical phosphorus removal (EBPR)process was operated in a laboratory scale sequencing batch reactor (SB R )for one month fed with acetate as the carbon source.The characteristic and the microbial population structure and space distribution dynamics of phosphate accumulating organis ms (PAOs)of start up period were analyzed by fluorescen t in situ hybridization (FIS H ).The relationship between enrich ment of PAOs and phosphorus removal was discussed.PAOs could be enriched by recirculation activated sludge containin g heterotrophs through anaerobic aerobic conditions.Portion of PAOs in the sludge increase from 11 5%to 40 48%.Bacteria population competition las ted 34days.It started from PAOs replacing heterotrophs which cost 5days then followed by 19days intra specific competition of PAOs.The last step was re increasing of PAOs predominance.Phosphorus uptake by the enriched microbial community was not observed i mmediately.An accumulating phase was necessary for PHA and poly P storage.A lag stage of 4 8days existed when taking the performance of the reactor into consideration.Phosphorus removal by the p redominan t PAOs through intra specific competition was achieved after accumulating phase too.The FISH picture indicated that in the q uickly growing phase PAOs cells were small and community structure was loose.The latter accumulating phase cells became larger and the community structure clustered densely.This stage presented by better reactor performance.Key words :EBPR;PAOs;FIS H;accumulating phase磷是水体富营养化的限制性因子,排放标准日趋严格.生物除磷工艺(EBPR)以其运行费用低、无二次污染等优点而广泛应用于各国污水处理厂.EBPR 利用功能微生物聚磷菌(PAOs)在厌氧好氧阶段循环,通过排出富集磷的剩余污泥实现除磷.生物除磷工艺是较复杂的生态系统,微生物组成和群落演替均影响其功能.目前,污水处理厂的调控主要靠进出水质COD 、PO 3-4 P 、pH 、ORP 和DO 等参数经验值,通常在短期调整反应,却由于其对微生物性能潜在的副作用导致长期效果恶化,稳定性较差.研究表明,系统的微生物属性甚至微生物的种或亚种都可能受运行操作影响[1].因此稳定的调控目标应该通过优化污泥的微生物种群结构和性能实现.FISH 为主的分子生态学研究手段,可以直接鉴定污泥微生物种类[2],获得污水处理生态系统种群结构、空间分布关系与动态情况,与设计和运行参数的调控建立关系.Bond 等[3]应用FISH 技术比较鉴定了恶化EBPR 反应器活性污泥和恢复的反应器活第30卷第1期2009年1月环境科学ENVIRONME NTAL SCIENCEVol.30,No.1Jan.,2009性污泥中的主导微生物的丰度.通过观察发现,恶化污泥中由不同于 1或 2Proteobacteria 纲的亚纲微生物占主导,而在恢复污泥中发现,属于Proteobacteria 纲 2亚纲的微生物占主导.Ahn 等[4]结合FI SH 与PC R DGGE 技术考察了Rho docyclus sp.的菌落形态呈密集团状.Oehmena 等[5]比较研究了SBR 反应器中聚磷菌和聚糖菌在污泥中的群落形态及分布.W ong 等[6]对来自9个污水处理厂的13种活性污泥样品中的菌群进行鉴定与量化.Kong 等[7]分析A OSB R 反应器中原水C P 变化时,微生物种群组成比例的变化.本研究应用FISH 对强化生物除磷系统启动期的微生物进行原位分析,考察了除磷生态系统形成过程中的聚磷菌种群结构、空间分布关系、形态的动态变化,探讨与聚磷特性的关系,以期为研究调控对策对种群结构和群落动态的影响提供依据.1 材料与方法1 1 实验装置与方法试验采用有效容积为2L 的圆柱形有机玻璃反应器,内径为10cm,高度为35c m.实验装置如图1所示.反应器间歇式运行,6h 为1个周期.0~90min 厌氧搅拌(其中0~8min 进水),90~330min 好氧曝气,沉降15min,出水10min,闲置5min.温度与DO 用WTW DO 测定仪监测,控制反应器内温度在22 2 ,好氧阶段DO>2 0mg L -1.图1 实验装置示意Fig.1 Schematic diagram of the experimental sys te m1 2 实验材料接种污泥取自哈尔滨文昌污水处理厂曝气池,该污水厂采用传统活性污泥法,污泥具有良好的有机物去除效果,除磷效率<30%.实验用水采用人工配水,进水的主要组成物质与浓度为:C H 3C OONa 3H 2O 4 69mmol L -1(以COD 计300mg L-1),NH 4Cl 1 79mmol L-1(N =25mg L -1),NaH 2PO 4 2H 2O 0 32mmol L-1(P =10mg L -1),此外每L 进水中含有0 5m L 微量元素液:EDTA 100mg L -1,MgSO 4 7H 2O 20 6g L -1,CaCl 25 6g L -1,MnSO 4 H 2O 0 14g L -1,FeSO 4 7H 2O 5 7g L -1,C uCl 2 2H 2O 0 19mg L -1,ZnCl 20 05g L -1,H 3BO 30 05g L -1.1 3 取样与水质分析方法为了考察反应器启动过程中聚磷菌的形态与数量以及与污染物处理效果的关系,分别在反应器运行第0、5、9、13、19、24、27、34d 取样.取样后离心分离混合液,上清液过滤后按照水和废水监测分析方法 (第三版)检测COD 、PO 3-4、MLSS 、MLVSS 、SV 等水质指标,污泥部分立即固定用于FI SH 分析.1 4 FISH 分析1 4 1 样品的固定污泥样品在4%多聚甲醛中4 固定2h,在PB S 溶液中冲洗2次,悬浮于PBS 乙醇(体积比1 1)溶液中,于-20 保存.1 4 2 荧光探针实验应用16S rRNA 探针E UB338mix 和PAOmix,E UB338mix 探针包括E UB338探针(5 GC TGCCTCC CG TAGGAGT 3 )、E UB338 探针(5 GCAGCCACC CGTAGGTGT 3 )和E UB338 探针(5 GC TGCCAC CCGTAGGTGT 3 ),以上均用FI TC 标记,是全菌探针[8].PAOmix 探针包括PAO462探针(5 CCGTCAT C TACWCAGGGTATTAAC 3 )、PAO651探针(5 CCC TC TGCC AAACTCCAG 3 )和PAO846探针(5 GTTA GC TACGGC ACTAAAAGG 3 ),以上均用C Y3标记,用来原位检测 Proteobacteria 的Rhodocyclus sp.及与其有亲缘关系的菌种[9].1 4 3 原位杂交将固定的样品置于用明胶包背的载玻片上,风干后于50%、80%、95%、100%的乙醇中各脱水3min,风干后等待杂交.污泥样品在46 杂交2 5h,杂交液成分如下:0 9mol L -1NaCl,20mmol L -1Tris HCl,0 01%SDS,20%(E UB388)和35%(PAO846)去离子甲酰胺,pH 7 2.杂交后于48 用洗液(40mmol L-1NaCl,0 01%SDS,20mmol L-1811期亢涵等:生物除磷系统启动期聚磷菌的FIS H 原位分析与聚磷特性Tris HCl,pH 7 2)洗20min,之后用蒸馏水洗去残留洗液,自然风干[10].风干后样品用共聚焦显微镜LSM 510ME TA(德国Zeiss 公司)观察,并用其配套软件获得聚磷菌在全菌中所占比例.2 结果与分析2 1 COD 去除效果反应器运行34d,完成生物除磷启动.图2给出了反应器C OD 去除效果.从中可见,大部分COD 在厌氧阶段去除,整体呈上升趋势,从0d 的58 1%增加到27d 的74%,之后保持平稳.由于进水水质变化,反应器COD 总去除率变化较大.好氧阶段COD 去除率呈逐渐下降趋势,从0d 的31%降低到24d 的7%.24d 之后好氧段C OD 去除率保持平稳.图2 反应器CO D 的去除情况Fi g.2 COD removal performance of SBR2 2 磷酸盐去除效果图3给出了反应器在启动期污水中磷的去除效图3 反应器磷酸盐的去除情况Fig.3 Phos phate removal performance of SBR果.从中可见,0~34d 磷的去除率从33 8%增加到73 5%,总体呈上升趋势.磷去除率在5~9d 时出现一次突然上升,24d 达到最大值78 9%,24~27d 下降8 54%,之后回升到73 5%.另外,0~9d 的厌氧磷释放量约为0,磷的去除主要在好氧段完成,去除量0d 和5d 分别是3 30mg L 和4 17mg L,到9d 好氧除磷量增加,达到5 58mg L.稳定的厌氧释磷13d 之后开始出现,为5 43mg L,19d 达到最高点,之后释磷量趋于平稳,平均在14 2mg L 左右.2 3 FISH 原位检测反应器中聚磷菌图4分别为反应器运行0、5、13、24、27、34d 时反应器中聚磷菌的双杂交FISH 图片.其中显示出FITC 染料标记的EUB338mix 探针和C Y3染料标记的PAOmix 探针,以及Rhodocyclus sp.和其他菌种.2 4 聚磷菌含量应用FISH 技术的量化功能,即共聚焦显微镜配套软件获得聚磷菌在全菌中所占比例,见图5.从中可见,曲线的整体走势呈上升趋势.反应器中聚磷菌含量存在2个突然增加阶段,0~5d 和24~27d.5~24d 略有下降,最高点出现在启动的34d,为41 5%.3 讨论由图5可见,系统的接种污泥中含有少量的聚磷菌,占全菌的11 51%,大部分为异养菌.异养菌在好氧条件下代谢有机物,表现为COD 在好氧段去除.但是本系统从启动开始就有大量COD 在厌氧段去除,超过初始时含量较少的聚磷菌正常代谢所能利用的有机物量.经过本系统厌氧好氧驯化,聚磷菌的大量繁殖,处于增殖期 ,5d 达到第1个峰值35 1%.由图2可见,此时厌氧段C OD 利用率从58 1%上升到66%,好氧段COD 去除率从31%下降到28 7%.比较图3与图5可知,随着聚磷菌的大量繁殖,直到9d 厌氧释磷还没有出现.可见,新生聚磷菌体需要先吸收一定底物形成PHA 和糖原储备之后才能在厌氧阶段释放磷,好氧阶段吸收磷,即需要经过一段积累期 ,至9d 才开始行使除磷能力.王晓莲等[11]和尹军等[12]也发现了这一现象.对聚磷菌的代谢研究结论为,聚磷菌储备PHA 需要有poly P 释放磷来提供一定能量和糖原水解提供还原力[13].此阶段没有poly P 储备的新生菌体吸收底物的途径可以解释为,聚磷菌的菌体之间存在菌丝连接,新生菌体可以从附近老菌体获取能量吸收底物来形成PHA.试验82环境科学30卷图4 反应器启动阶段聚磷菌的FI SH 图片(标尺=10 m)Fig.4 FISH picture of PAOs in s tart up s tage (bar=10m)图5 污泥中聚磷菌占全菌的比例Fig.5 Proportion of PAOs i n sludge中,启动开始厌氧段有机物大量被利用也证明了这一点.0~9d 磷的去除主要在好氧段完成,去除率从33 8%增加到55 6%,主要被聚磷菌利用贮存poly P 和菌体增殖.Zeng 等[14]试验表明聚磷菌PAOs 转化为反硝化聚磷菌DP AOs 有5h 的迟滞期 ,与此有类似现象.本试验中由于新生菌体的环境变化较大,因此积累期更长.从5~24d 的聚磷菌数量缓慢降低,达到27 15%.然而反应器磷的去除率上升,24d 达到78 9%.相应的厌氧段C OD 去除率基本保持稳定,而24d 好氧段COD 去除率降低到7%.好氧段COD 去除率降低表明异养菌等竞争菌正逐步被淘汰.从厌氧段释磷量上看,度过积累期的聚磷菌从9d 开始释磷,于19d 达到最高点,以后保持稳定.可见,因反应器中底物有限,污泥中存在的不同种聚磷菌竞争生态位,聚磷菌种群内部正处在一种优胜劣汰的缓慢调整状态,在这个过程中竞争力强的聚磷菌正在逐渐成为优势菌种,而那些衰老或竞争力弱的聚磷菌正在逐步被淘汰掉.24d 反应器中非聚磷菌基本被淘汰掉,同时经过聚磷菌种群内部竞争生存下来的优势菌种得到足够的生存空间和底物,于24~27d 出现了聚磷菌量的第2个增长期,27d 达到40 84%,之后稳定在40%以上.此阶段对应的厌氧释磷量和总除磷率却出现小幅下降,可以看到,此次繁殖之后再次出现了一段类似于初期菌量增加之后的积累期 ,即新菌不行使除磷能力.27d 后聚磷菌的功能增强并趋于稳定,厌氧释磷量14 71mg L,去除率73 5%.厌氧段COD 去除率增加,保持在72%左右,好氧段约占7%.从FISH 图片中聚磷菌的形态变化可以看出污泥中菌群竞争,并与反应器处理效果建立关系.图4831期亢涵等:生物除磷系统启动期聚磷菌的FIS H 原位分析与聚磷特性的0d和5d, 增殖期聚磷菌数量少, 积累期菌体小,且群落结构松散.此阶段反应器运行效果也比较差.度过积累期的聚磷菌13d和24d的菌体体积明显增大,并紧密聚集成团状.对应于反应器运行效果开始上升出现峰值.27d菌量很大,说明菌体再次大量繁殖,但菌体体积小,进入反应器的二次积累期 ,呈现出和5d相似的松散菌落形态.反应器的各项处理效率也停止增长.4 结论(1)由异养菌为主的活性污泥经过厌氧好氧驯化,可以富集培养大量聚磷菌PAOs,经过34d完成生物除磷系统的启动,PAOs在全菌中的比例由11 5%增加到40 48%.启动过程中污泥内部持续进行着菌群淘汰过程,首先淘汰异养菌等非聚磷菌,使聚磷菌占主导,历时5d;而聚磷菌内部也存在优胜劣汰的选择过程,竞争力强的聚磷菌逐渐成为优势菌种,此过程较长,在本研究中历时19d;经过聚磷菌中优势菌群的二次增长完成生物除磷系统的启动.(2)富集培养过程中快速增殖的新生聚磷菌不能立刻行使除磷能力,要有一段积累期 ,形成一定的PHA和poly P储备.表现在反应器运行效果是污染物的去除效率与聚磷菌的增殖相比较有滞后性,经过积累期后开始上升出现峰值.本试验中聚磷菌积累期需要4~8d左右.聚磷菌内部竞争形成的优势菌群也经过积累期后才发挥作用.(3)通过FISH图片看出,快速增殖期的聚磷菌菌体小,菌群结构松散.经过积累期之后,菌体不断增大,并开始紧密聚集形成致密的团状,此时反应器处理效率较高.参考文献:[1] Yuan Z,Blackall L L.Sludge population opti misation:A newdi mensi on for the control of biol ogical was te water treatment sys tems[J].Water Researc h,2002,36(2):482 490.[2] Oehmen A,lemos P C,Carvalho G,e t al.Advances in enhancedbiological phosphorus removal:From micro to macro scale[J].WaterResearch,2007,41:2271 2300.[3] Bond P L,Keller J,Blackall L L.Bi o P and non bi o P bacteriaidentification by a novel microbial approach[J].Water Sci ence andTechnol ogy,1999,39(6):13 20.[4] Ahn J,Daidou T,Tsuneda S,e t al.Characterization of denitrifyi ngphosphate accumulating organis ms cultivated under different electronacceptor conditions using pol ymerase chain reaction denaturi nggradient gel electrophoresis assay[J].Water Research,2002,36(2):403 412.[5] Oehmena A,Saunders A M,Vi ves M T,et pe ti tion bet 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《环境工程学》期末考试复习题及参考答案

环境工程学复习题（课程代码272336）一、名词解释1、堆肥化参考答案：利用自然界中广泛存在的微生物，通过人为的调节和控制，促进可生物降解的有机物向腐殖质转化的生物过程。

2、逆温参考答案：指对流层中某层次出现气温上热下冷的现象。

3、中位径(d c50)参考答案：指粒子群中将颗粒质量平分一半时所对应的颗粒的粒径。

4、富营养化参考答案：水体中N、P营养物质富集，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象5、农业退水参考答案：农作物栽培、牲畜饲养、农产品加工过程中排出的污水。

6、水环境容量参考答案：在满足水环境质量标准要求的前提下的最大允许污染负荷量，或称纳污能力。

7、污泥负荷参考答案：指单位时间单位微生物质量所承受的有机物的量，单位为kgBOD5/(kgMLVSS·d)。

8、物理性污染参考答案：物理环境中声、振动、电磁辐射、放射性、光、热等在特定时间和空间中的强度过高或过低，危害人体健康、生态环境、仪器设备，造成的污染或异常，就是物理性污染。

9、热解参考答案：指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气的过程。

10、自养型微生物参考答案：自养型微生物以无机物为底物(电子供体)，其终点产物为二氧化碳、氨和水1/ 20等无机物，同时放出能量。

11、容积负荷参考答案：单位为：kgBOD5/(m3·d)，指单位时间单位反应器容积所承受的有机物的量。

12、废物固化参考答案：指用物理-化学方法将有害废物固定或包封在惰性基材中，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。

13、理论烟气体积参考答案：燃料在供给理论空气量下完全燃烧，且生成的烟气中只有CO2、SO2、H2O、N2这四种气体，此时烟气所具有的体积为理论烟气体积（又称湿烟气体积）。

14、表面水力负荷参考答案：单位为m3/(m2·d)，指单位时间内通过单位沉淀池表面积的污水流量。

聚磷菌放磷和吸磷的生化机制

聚磷菌放磷和吸磷的生化机制1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来挺复杂，但其实特别有趣的话题——聚磷菌的放磷和吸磷机制。

别担心，我不会用那些科学名词把你搞晕，咱们就像喝茶聊天一样，轻松点儿。

你知道吗，聚磷菌其实是一种小小的微生物，但它在生态系统中扮演着超级重要的角色，简直就是“土壤里的英雄”啊！聚磷菌最厉害的地方就是它们能在环境中放出和吸收磷。

磷呢，是植物生长的“营养大餐”，没有它，植物就像缺了水的鱼，活不下去。

今天，我们就来看看这些小家伙是怎么做到的，让我们从头开始。

2. 聚磷菌的基本知识2.1 什么是聚磷菌？聚磷菌，顾名思义，就是那些喜欢聚集磷的微生物。

它们在土壤、水体中都有分布，常常跟植物和其他微生物一起“混”，形成一个大大的生态圈。

你可能会问，这些菌菌到底是怎么工作的呢？2.2 聚磷菌的吸磷机制首先，聚磷菌在环境中吸收磷，这个过程就像是我们吃饭，得先把食物放进肚子里。

聚磷菌会通过细胞膜吸收溶解在水中的磷酸盐。

简单来说，它们就像用“小嘴巴”把磷吃进去。

然后，这些磷就会被存储在细胞内部，以备不时之需。

就像咱们存粮过冬一样，菌菌们可精明了！3. 聚磷菌的放磷机制3.1 如何释放磷？接下来，聚磷菌也会释放磷，这时候它们就变身为“善良的施肥师”。

当环境中缺乏磷时，聚磷菌会将储存的磷释放到土壤里，供植物吸收。

这个过程是通过代谢来实现的，具体来说，聚磷菌会分泌一些酶，把磷释放到周围环境中。

你知道吗？这就好比我们把自己积攒的零花钱拿出来帮助朋友，真是大方得体！3.2 生态系统的调节者聚磷菌的这种放磷行为，对生态系统的调节作用可不小。

磷元素一旦被释放到土壤中，植物就能轻松吸收到，从而促进它们的生长。

而且，这些微生物还能帮助土壤中的其他微生物，形成一个“共赢”的局面。

哎呀，这就像朋友们齐心协力搞事业，一起努力，一起发光发热！4. 聚磷菌的生态意义4.1 土壤肥力的提升聚磷菌的放磷和吸磷机制，实在是让土壤的肥力大大提升。

聚磷菌的快速富集及其除磷特性研究

ｗｉｉｎｉｉｉｌＨａｇｆ７５一．０，ｉｓｌｅｘｇｎ（ｔｎａｎｔｒｎｅｏ．Ｏ７８ｄｓｏｖｄｏｙｅＤ０）ｂｔｅ．－．／ｔ（００－．）℃ ．Ａｃｕｈａｐｅｗｅｎ２０４０ｍｇＬａ２．４０５＿ｃｍｕ
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摘要在序批式活性污泥反应器（Ｂ中快速富集聚磷菌（ＡＯｓ，ＳＲ）Ｐ）考察ＰＡＯｓ中Ｃｎｉａｕｃｍｕｉａｔｒｐｏｐａｉ以ａｄｄｔｓｕｌｃｅｈｓｈｔｓ（Ａｃｂ
下简称Ａｃｕｌｂｃｅ）群的除磷特性。结果表明，水温（Ｏ００பைடு நூலகம்５ｃｍｕｉａｔｒ种在２． ± ．）℃下控制厌氧初始ｐ为７５～７８，氧段ＤＯ为２０Ｈ．Ｏ．Ｏ好．
Ｅｎｉｅｒｎａｉｕｅｖｓｏｔｔｎ，ｕｈｕＺｈｊａｇ３３０）ｇｎｅｉｇＱｕｌｔＳｐｒｉｉｎＳａｉＨｚｏｅｉｎ１００ｙｏ
ＡｂｔａｔＡｎｅｓｒｃ：ｗｒｐｄｎｒｃｅｍｅｈｏｐｏｙｏｓｈａｅｃｕｕｌｔｎｏｇｎｉｍｓ（ＰＡＯｓｉｓｑｕｎｃｎａｉｅｉｈｍｎｔｔｏｄｆ１ｐｈｐｔａｃｍａｉｇｒａｓ）ｎｅｅｉｇｂｔｈｒａｔ（ＢＲ）ｗａｎｔｏｄｕｅ．ＴｈｅｃｒｃｅｉｔｃｆＣａｎｄａｔｃｕｕｌｂｃｅｏｐｈａｉ（ｃｕｍｕｉａｃｅ）ａｃｅｃｏｒＳｓｉｒｃｄｈａａｔｒｓｉｓｏｄｉｕｓＡｃｍｉａｔｒｐｈｓｔｓＡｃｌｂｔｒｉｈｅｆｅｄｓｏｈｏｓｎｔｉｌｆｐｐｈｏｕｅｏｖｌｕｅｌｅｎｔｎｎｒｂｉ— ｅｏｂｃｃｎｄｉｉａｔｉｄＲｅｕｔｎｃｔｈ，ｒｓｒｍａｎｄｒａｔｒａｉｇａａｅｏｃａｒｉｏｔｏｎｓｗｓｓｕｄｅ．ｓｌｓｉｄｉａｅｔａｔ

高效聚磷菌的筛选及除磷特性分析2009

第37卷第10期东　北　林　业　大　学　学　报Vol.37No.10 2009年10月JOURNAL OF NORT HE AST F ORESTRY UN I V ERSI TY Oct.2009高效聚磷菌的筛选及除磷特性分析李　博　赵　敏　李宝赫　刘哲君(东北林业大学,哈尔滨,150040) 摘　要　从运行稳定的S BR反应池好氧末端的活性污泥中分离筛选出1株高效聚磷菌LB4,结合生理生化特征分析和16S r DNA分子生物学技术,鉴定该聚磷菌为鲍曼不动杆菌(A cinetobacter baum annii);以E BPR工艺过程为载体,模拟将来可能采用的含可利用碳源的工业废水作为进水,探讨了不同营养条件下菌株LB4的除磷行为,初步分析了其代谢机理,研究表明:菌株LB4除磷的最佳温度为30℃、最适pH值为7.0,微量元素的有无对该菌株的除磷效能影响不大,提高生物除磷系统除磷效率的关键是提高厌氧释磷量。

关键词　聚磷菌;鉴定;除磷效能;基质代谢分类号　X703Screen i n g of Stra i n L B4w ith H i gh Capab ility of Accu m ul a ti n g Polyphospha te and Its Character isti cs/L i Bo,ZhaoM in,L i Baohe,L iu Zhejun(College of L ife Sciences,Northeast Forestry University,Harbin150040,P.R.China)//Journal of Northeast Forestry University.-2009,37(10).-85～87A strain LB4,with a high capability of accu mulating phos phate,was is olated fr om activated sludge of sequencingbatch react or.The strain was identified as A cinetobacter baum annii in ter m s of its mor phol ogical and physi ol ogical featuresby16S r DNA sequence analysis.The phos phate2accu mulating effects of strain LB4were studied with industrial waste waterunder different nutriti onal conditi ons according t o the enhanced bi ol ogical phos phorus re moval p r ocess,and the metabolicmechanis m of strain LB4was als o analyzed.The op ti m u m pH and temperature for accu mulating polyphos phate were7.0and30degrees C,res pectively.The effect of m icr oele ment on phos phate re moval rate was unobvi ous.The key t o increasethe phos phate re moval capacity is t o i m p r ove the efficiency of phos phorus up take in the bi ol ogical phos phorus re moval sys2te m during the anaer obic stage.Keywords　Polyphos phate2accu mulating organis m s;I dentificati on;Capability of phos phate re moval;Metabolic mechanis m 近年来,由于生物除磷具有低能耗、低成本、少污染和高效率等优点而逐渐成为治理水体磷污染、克服富营养化的研究热点。

试述反硝化聚磷菌在低碳源城市污水脱氮除磷处理中的应用

试述反硝化聚磷菌在低碳源城市污水脱氮除磷处理中的应用摘要：在低碳水源的城镇生活废水治理中，应用反硝化聚磷菌可以很好地解决常规废水中的氮、磷去除问题，对我国的污水治理具有重大意义。

在城市生活废水的脱氮除磷过程中，在环境温度和设备等因素的影响下，反硝化聚磷菌在对氮、磷进行处理时很难取得较为可观的效果，这在一定程度上会对低碳源城市生活污水的治理工作带来困扰。

为此，需深入研究国内外关于反硝化聚磷菌型废水中氮磷的利用状况，探讨其在城市生活废水中的脱氮除磷效果。

关键词：反硝化聚磷菌；低碳源城市污水处理；脱氮除磷生物法、物理法和化学法是低碳源城市生活废水治理的常用手段。

采用反硝化聚磷菌对废水进行脱氮除磷的处理这一方式与常规的聚磷菌相比，反硝化聚磷菌可在低氧条件下以多聚磷酸盐（Poly-P）的形态聚积并将其从水体中剥离。

由于利用反硝化聚磷菌处理废水的效率高，而且对碳源的要求比较低，因此适合应用于连续废水的治理中。

1.反硝化聚磷菌污水脱氮除磷应用现状对于我国的城市生活废水治理工作而言，由于废水中含有大量的反硝化聚磷菌，当采用多段多级AO工艺对低碳源废水进行脱氮除磷时，一方面曝气的持续时间过长会对废水的处理产生一定的影响；另一方面会增加系统的功率消耗和运营费用。

因此采用多段多级AO工艺进行曝气，不仅会使废水的脱氮率降低，而且废水的各项性能也不符合要求。

除此之外，多段多级AO工艺的脱氮率普遍较高，但在耗氧与低氧的交错分配下，其脱氮除磷的作用并不明显。

使用反硝化聚磷菌处理的废水，气温的变化对其脱氮除磷的去除率有较大的影响。

有关研究结果显示，在低温环境下，聚磷菌群的竞争优势得以凸显，从而有助于改善除磷的效率；在高温约200℃时，该菌群的除磷作用将达到最高值。

因为反硝化聚磷菌的除磷作用是不相同的，所以低碳源城市废水的脱氮处理也存在一定的差异性。

在碳源级上，单个碳来源对细菌的筛选很容易产生某些反应，这会对细菌的生长产生一定的干扰，进而对整个体系的稳定性造成不利的影响。

中期考核-聚磷菌的分离鉴定及其聚磷特性的研究

（如脂肪酸）
合成
正磷酸盐
（类脂粒PHB、糖原）等贮能物质
生物除磷—聚磷菌除磷机理
聚磷菌过量吸磷（好氧）
细胞内的（聚β -羟基丁酸）PHB分解
废水中
Q
正磷酸盐
摄取
ATP+多聚磷酸盐Poly-P 储存在细胞内
生物法除磷的原理是细菌交替地处于厌氧与好氧条件下，好氧时吸收的磷大大的超过了厌氧时释放的磷，将剩余污泥排出系统，达到除磷的目的。
聚磷菌全基因组测序及其聚磷基因比对研究
（1）全基因组测序
上海生物生工有限公司
(2 ）聚磷相关功能基因序列的比对分析
通过 primer5.0 、 DNAMAN、SPDBViewer 等生物信息学软件完成基因序列及结构分析
（3）聚磷关键基因的序列及结构分析通过SOPMA对序列的二级结构进行分析
PAM-TBO培养基褪色法
PAM-TBO培养基褪色原理:
甲苯胺蓝带正电荷，异染粒带负电荷，亲和结合。
利用甲苯胺蓝颜色易观察，且吸附后颜色变化明显。细菌体内多聚磷酸盐被染色，离心后，颜色变淡。
菌名空白 WS-6 WS-16 WS-16-2 HS-2 HS-5 HS-12
染色率 0
0.425 0.457 0.553 0.538 0.75 0.693
不同初始pH下菌体的生长情况
MA-2 MA-5
1.5
X-24
吸光
1
度
值 0.5
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11
发酵液初始pH值
OD600
吸光度
不同温度值
培养温度
OD600
吸
吸
光

聚磷菌除磷原理

聚磷菌除磷原理聚磷菌是一种当今常见的水体污染处理技术，它通过生物吸附或生物净化的方式，有效的减少污染物的浓度，尤其是高浓度的磷酸根离子，使水体恢复自然的酸碱度，使水体清澈、清新。

聚磷菌的减磷原理是通过酸性环境下的磷的自物理脱除和物理-生物联合净化作用来实现的，把磷酸根从水体中脱除，从而使水体恢复自然状态。

聚磷菌，也叫磷酸吸附菌，由于它拥有极强的吸附性能，被用来处理水体中的污染物，特别是磷酸根离子。

它在低温下以细胞外的酸性环境为背景，将磷酸根从水体中脱除，从而使水体恢复自然状态。

此外，聚磷菌还具有抗药性和自我恢复性强的特点，可以在长期使用聚磷菌作为磷酸吸附剂时，除去大量磷酸根离子。

磷污染水体的水质受到了严重的破坏，其中磷酸根离子的浓度占到水体总磷浓度的90％以上，而聚磷菌可以有效地减少磷酸根离子的浓度，使水体保持一定的酸碱度，保持水质的清澈和清新，还可以避免磷对富营养化的水体的污染，保护周边的环境。

聚磷菌的物理-生物联合净化作用，可以有效的减少水体中的污染物浓度，特别是高浓度的磷酸根离子浓度，同时还保持水体的酸碱度，保护周围的环境。

聚磷菌的减磷原理可以简单地概括为：首先，使用商业聚磷菌，其拥有良好的磷酸吸附性能；其次，通过在低温酸性环境中把磷根离子物理脱除；最后，结合聚磷菌的生物净化过程，将磷根离子底去除，从而实现减磷。

聚磷菌是一种具有良好磷酸根吸附性能的菌种，可以用于减少水体污染，特别是磷酸根离子的浓度，从而使水体恢复自然的酸碱度，保护周围的环境，它的减磷作用原理是通过低温酸性环境下物理-生物联合净化作用来实现的，能够有效把水体里的磷酸根离子溶出，使水体恢复自然状态，把水体清澈清新。

聚磷菌的减磷原理不仅可以改善水体的水质，而且还有助于改善大气环境，同时还可以促进水体的生态平衡，有利于改善水质，提高水体的使用价值，改善水体的生态系统。

综上所述，聚磷菌减磷原理在减少水体污染方面具有重要的作用，应加以进一步研究。

低碳源负荷下生物除磷特性及聚磷菌内聚物动力学研究的开题报告

低碳源负荷下生物除磷特性及聚磷菌内聚物动力学研究的开题报告一、研究背景和意义随着世界能源消耗的不断增加，碳排放总量也在不断升高，对全球气候变化和生态环境产生了巨大影响。

为了减少碳排放总量，发展低碳经济已成为世界各国共同的目标。

在污水处理行业中，采用生物方法进行除磷是一种低碳、高效的技术。

生物除磷是一种利用特定微生物如聚磷菌或硝酸盐还原菌的代谢途径来去除污水中磷的技术。

其中，聚磷菌在生物除磷中发挥着至关重要的作用。

聚磷菌能够利用底物产生内源性聚磷，形成聚磷体，将污水中的磷吸附在聚磷体中，最终通过沉淀和混合液分离去除磷。

然而，仍然存在一些问题亟待解决。

例如，污水中的有机负荷低时，生物除磷效率较低，需要进行剩余污泥氨化等额外处理。

此外，聚磷菌内聚物的动力学特性研究也不够深入。

因此，本研究旨在通过实验研究，探究低碳源负荷下生物除磷的特性以及聚磷菌内聚物的动力学特性，为生物除磷技术的优化提供理论和实践基础。

二、研究内容和方法本研究的主要内容是：1.探究低碳源负荷对生物除磷的影响；2.研究聚磷菌内聚物的动力学特性。

本研究将采用以下实验方法：1.以模拟废水为研究对象，采用生物反应器模拟低碳源负荷下的生物除磷过程，并通过化学分析和微生物学方法分析除磷效果和微生物群落的结构和特征；2.采用荧光显微镜观察聚磷菌内聚物，并对聚磷菌内聚物动力学进行研究，以了解聚磷菌内聚物形成和消耗的机制。

三、研究的预期成果和意义1.对生物除磷技术的优化提供理论和实践基础；2.为聚磷菌内聚物生物学特性的研究提供新的思路和方法；3.提高污水处理的效率和质量，减少碳排放总量，有助于保护生态环境。

四、研究的进展和困难目前，本研究正在进行中。

实验设备和程序已经完善。

在研究过程中，发现低碳源负荷条件下的生物除磷效率确实较低，需要通过其他方式提高污水中的有机负荷。

荧光显微镜观察聚磷菌内聚物也存在一定的困难，需要继续探索和改进实验方法。

综上所述，本研究将进一步探究低碳源负荷下生物除磷特性及聚磷菌内聚物动力学问题，为生物除磷技术的应用和推广提供可靠的理论和实践基础。

聚磷菌和聚糖菌反硝化除磷的研究分析

聚磷菌和聚糖菌反硝化除磷的研究分析王建辉;张咪娜;林爽;赵鑫;辛思雨;孙凤【摘要】在磷技强化生物除术的基础上,对反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌的反硝化能力对生物除磷的影响进行了总结分析.在强化生物除磷系统中,缺氧条件下存在反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌,会对聚磷菌富集和系统除磷产生影响,同时研究发现碳源种类、电子受体类型、进水C/N、污泥龄和pH值是反硝化除磷的影响因素.乙酸钠为理想碳源、以N O3-—N为理想电子受体、C/N值的理想比值为4～5、控制污泥龄最佳范围是10～12 d、p H值的最佳控制范围是7～8,反硝化除磷效果好.【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(019)002【总页数】5页(P57-61)【关键词】强化生物除磷;反硝化聚磷菌;反硝化聚糖菌;聚磷菌【作者】王建辉;张咪娜;林爽;赵鑫;辛思雨;孙凤【作者单位】吉林建筑大学市政与环境工程学院 ,长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院 ,长春130118;吉林省中盛设计咨询股份有限公司市政分院 ,长春130000;吉林建筑大学市政与环境工程学院 ,长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院 ,长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院 ,长春130118【正文语种】中文【中图分类】X7030 引言反硝化除磷系统是处理磷对水体的污染的生物处理技术。

聚磷菌和聚糖菌是污水生物除磷中两个重要的微生物。

同时，反硝化聚磷菌能在厌氧下释磷，缺氧状态下吸磷，并能还原硝酸盐和亚硝酸盐。

但研究者发现，当系统的除磷能力恶化时，聚磷菌的反硝化能力依然很强。

而聚糖菌中亦存在反硝化聚糖菌，虽不吸磷但可进行反硝化，且聚糖菌会积累少量的亚硝酸盐，国内外对关于聚磷菌和聚糖菌反硝化除磷的研究仍然匮乏，阻碍了优化和控制工艺的稳定性和可靠性。

明确反硝化除磷的机理，分析影响反硝化除磷的因素，如碳源种类、电子受体类型、进水C/N、污泥龄和pH值等，对于提高反硝化除磷工艺的稳定性具有重大意义。

全面解析聚磷菌的除磷原理及影响因素

全面解析聚磷菌的除磷原理及影响因素生物强化除磷中的聚磷菌利用比较普遍，目前也是生物除磷的主要研究方向，本文详细介绍聚磷菌的除磷原理及影响因素！摘自：环只环环一、除磷原理聚磷菌也叫做摄磷菌、除磷菌，是传统活性污泥工艺中一类特殊的细菌，在好氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内，使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍，这类细菌被广泛地用于生物除磷。

如图所示，在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。

而好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。

二、影响因素生物除磷的影响因素包括：温度、pH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、RBCOD含量、糖原。

温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，在一定温度范围内，温度变化不是十分大时，生物除磷都能成功运行。

试验表明，生物除磷的温度宜大于10℃，因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。

在pH在6.5一8.0时，聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定，当pH值低于6.5时，吸磷率急剧下降。

当pH值突然降低，无论在好氧区还是厌氧区磷的浓度都急剧上升，pH降低的幅度越大释放量越大，这说明pH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对pH变化的生理生化反应，而是一种纯化学的“酸溶”效应，而且pH下降引起的厌氧释放量越大，则好氧吸磷能力越低，这说明pH下降引起的释放是破坏性的，无效的。

pH升高时则出现磷的轻微吸收。

每毫克分子氧可消耗易生物降解的COD3mg,致使聚磷生物的生长受到抑制，难以达到预计的除磷效果。

厌氧区要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸，进而使聚磷菌更好的释磷，另外，较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗，进而使聚磷菌合成更多的PHB。

SBR法处理低碳源城市污水除磷脱氮效果及规律研究

环境与市政
帑岛｝
ＳＲ法处理低碳源城市污水除磷脱氮效果及规律研究Ｂ
李亚静孙力平李计元，，
（天津城市建设学院ａ环境与市政工程系；ｂ材料工程系，天津３０８）．．０３４
摘要：介绍了用ＳＲ法（Ｂ序批式活性污泥法）处理低碳源城市污水，究了生物除磷效果和好研
图３一个周期内ＣＯＤ、的变化磷
光度法；ＯＮ；一Ｎ采用Ｎ（一一１萘基）一乙二胺分光光度
试验发现在厌氧段磷释放得越多，在好氧段吸其收的磷也就越多．结果选取了不同磷处理效率下的厌从氧段磷释放量和好氧段磷吸收量的数值进行了分析，结果发现厌氧段磷的释放量与好氧段磷的吸收量具有良好的相关性（图４．果表明，见）结聚磷菌在厌氧条件下释放的磷越多，生成的Ｐ其ＨＢ也就越多，以在好所
Ｋ２Ｏ４・３ＯＰＨ２
ＮＨ４Ｃ１ＺＣ１ｎ２ＭｇＯ４ＳＦＳｅＯ４Ｍｎ０４ＳＣＣ１ａ２ＫＩＨＢＯ，
１Ｐ０ｍｇ／Ｌ
１Ｎ／０ｍｇＬ００／Ｌ．５ｍｇ００８ｍｇＬ／
氧反硝化脱氮效果及其影响因素．试验结果表明，的出水质量浓度低于０８ｍ／去除率磷．ｇＬ，达到９％一８磷的厌氧释放是好氧吸收的前提条件，２９％；而且厌氧释磷量和好氧吸磷量存在

高效低温聚磷菌的筛选及特性研究

摘
要：通过人工模拟自然降温的方式，Ａ／从０反应器驯化污泥中筛选到低温条件下聚磷效果较好的三株功
能菌株Ｐ、２Ｐ，１Ｐ、３经试验得到一种分离聚磷菌效果较好的方法一稀释混合平板法；分析研究三株茵的聚磷效
果、生化特性，测定三株茵的多维生长曲线，究了温度、Ｈ、量元素对这三株茵的生长量及除磷率的影响，研ｐ微结果表明，三株茵的生长最适温度均为１℃ ，宜的生长和除磷ｐ５适Ｈ为中性偏碱。最后用分子生物学的方法对三株菌进行鉴定，三株菌均属于不动杆菌属的约氏不动杆菌（ｉｅｂｃｅｈｓｎｉ。ＡｃｔａｔＪｎｏ）ｎｏｒｏｉ关键词：低温；聚磷菌；生长曲线；Ｈ值；ｐ温度；微量元素；菌株鉴定
ｔａｈｉｔｎｌｎｉｇｍｅｈｄｗｓｆｖｒｂｅｔｏａｅｐｏｐａｅ—ａｃｍｕａｉｇｏｇｎｓｙｓｕｙｎｎｔｅｒｐｏｐＯｌＳａ－ｈｔｔｅｄｌｉ／ｂｅｄｎｔｏａａｏａｌｏｉｌｔｈｓｈｔ — ｃｕｌｔｒａｉｍｓｂｔｄｉｇｏｈｉｈｓｈ／ｃｕｏｓｎｌ－ｃｍｕａｉｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｃｐｂｌｙａｄｂｏｈｍｉａｅｔｒｓｎｏｄｒｔｅｔｔｅ２ｈｇｏｈｃｒｅ，ｉｏａｔｆｃｏ，ｔｍｐｒｔｒ，ｐａｄｕｌｔａａｉｔｎｉｃｅｃｌｆａｕｅ．Ｉｒｅｏｔｓｈ４ｒｗｔｕｖｏｉｍｐｒｎａｔｒｅｅａｕｅＨｎｔｓｔａｅｅｅｎｓｖｌｅｗｅｅｓｕｉｄｔｖｌａｅｔｅｒｆｅｔｎｔｅｇｏｔｎｈｓｈｒｓｒｍｏａａｉｓｏ，ＰｒｃｌｍｅｔａｕｒｔｄｅｅａｕｔｉｆｃｈｒｗｈａｄｐｏｐｏｕｅｖｌｔｆＰ１２，ａｄＰｏｈｅｏｒｏｎ３．Ｒｅｕｔｓｌｓｓｏｈｔｔｅｏｔｌｔｍｐｒｔｒｏｈｈｅｔｉｓｇｏｈｉｂｕ５．ｈｓｈｒｓｒｍｏａｒａｌｆｕｔａｎｒｐｉｌｎｈｗｔａｈｐｉｅｅａｕｅｆｒｔｅｔｒｅｓｒｎｒｗｔｓａｏｔ１ ℃ ｐｏｐｏｕｅｖｌｒｓｒｉｓａｅｏｔｍａａｏｆｌｏｍａｉａｍｉｌｌａｉｃｎｉｏ．Ｆｎｌ，ｔｅｍｏｅｕａｉｌｇｔｏｄｐｅｅｔｙｔｅｔｒｅｐｏｐａｅａｃｍｕａｉｇｂｃｅｉｎｌｙａｋｌｏｄｔｎｉａｌｈｌｃｌｒｂｏｏｍｅｈｄｉａｏｔｄｉｎｉｈｅｈｓｈｔｃｕｌｔａｔｒａｄｄｉｙｙｓｄｆｈｎａ

聚磷菌的除磷机理及影响因素

聚磷菌的除磷机理及影响因素污水生物除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程，实现可控的除磷效果。

整个过程必须通过创造厌氧与好氧交替环节利用聚磷菌的作用来实现生物除磷过程。

一、聚磷菌除磷机理聚磷菌也叫做摄磷菌、除磷菌，是传统活性污泥工艺中一类特殊的细菌，在好氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内，使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍，这类细菌被广泛地用于生物除磷。

1）厌氧条件下释磷在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下，兼性细菌通过发酵作用将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。

聚磷菌吸收这些发酵产物或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源储存物质PHB，所需的能力来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。

2）好氧条件下摄磷好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储超过生长所需的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。

3）富磷污泥的排放产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷去除。

从能量角度来看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。

除磷的关键是厌氧区的设置，聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，由于非聚磷菌吸收低分子基质并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。

这样一来，能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。

这种选择性增殖的另一好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀。

二、聚磷菌代谢的影响因素生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷。

经过排放富磷剩余污泥而除磷，其影响聚磷菌代谢的影响因素包括：温度、pH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、CP比、RBCOD含量、糖原、HRT等。

不同浓度的磷对栅藻生长的影响

不同浓度的磷对栅藻生长的影响作者：林海，王源，李冰来源：《吉林农业》2018年第24期摘要：选用北京市妫水河浮游植物优势种之一的栅藻为实验藻种，研究了不同总磷含量栅藻生长曲线的影响。

结果表明：总磷对藻类生长有重要作用，不同水质条件下藻类生长状况有明显差异性。

当氨氮浓度一定且充足时，适合栅藻生长的最佳总磷浓度是0.1mg/L。

关键词：栅藻；生长曲线；总磷基金项目：“十三五”国家水体污染与控制重大专项课题（2017ZX07101-004-002）中图分类号： Q945 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2018.24.034浮游植物是水生态系统重要的初级生产者，浮游植物群落结构和组成的变化影响着水生态系统的功能[1，2]。

浮游植物的生长主要受氮磷营养元素的影响[3]，相关研究表明，藻类稳定生长及生理平衡最适宜的的氮磷比率是16∶1[4]，但不同种类的藻类细胞和元素组成有所差异，对不同营养元素的需求也不同，氮磷元素的含量对浮游植物的群落结构组成有决定性作用[5]，因此不同的水体环境会形成不同的优势种和特征藻种。

本文选取妫水河优势种之一的栅藻为实验藻种，并结合妫水河实际水质状况，研究不同氨氮和总磷含量下栅藻的生长变化情况及其与水质的相关关系，研究结果可为城市河流水质的监测和治理提供生物数据与理论依据。

1材料与方法1.1试验材料与器材试验材料：妫水河优势种中优势度明显的栅藻为实验藻种，藻种购自中科院水生生物研究所。

试验器材：UV-6000紫物外分光光度计、ARZ140电子分析天平（奥豪斯仪器有限公司）、U-10便携式水质分析仪（日本HOR IBA公司）、医用手提式高压蒸汽消毒器、人工气候箱、真空干燥箱、尼康ECLIPSE 80i生物显微镜（德国）、Sedgewick-rafter计数框（0.1ml 浮游生物技术框）、三口烧瓶、移液管、量筒、玻璃棒、锥形瓶、烧杯、容量瓶、注射器、抽滤机、滤纸、高速离心机等。

聚磷菌简史

聚磷菌是一类特殊的细菌，在传统活性污泥工艺中扮演着重要的角色。

这些细菌能在好氧条件下超量吸收磷，并在厌氧条件下释放磷，因此被称为聚磷菌。

最早发现的聚磷菌可以追溯到20世纪初，当时科学家们注意到一些微生物在活性污泥中能够积累大量的磷。

然而，直到20世纪70年代，随着聚磷菌在生物除磷方面的广泛应用，人们才开始深入研究其生物学特性和应用原理。

随着研究的深入，人们发现聚磷菌在厌氧条件下能够利用有机物中的碳源合成聚磷酸盐颗粒，这些颗粒能够在细胞内储存能量和碳源。

在好氧条件下，聚磷菌能够利用这些储存的聚磷酸盐颗粒进行呼吸作用，同时释放出磷酸盐，从而去除废水中的磷。

聚磷菌在生物除磷方面的应用原理是基于其特殊的生物学特性和环境适应性。

在活性污泥法中，通过控制厌氧和好氧的条件，可以创造适合聚磷菌生长的环境，从而使其成为去除磷的主力军。

同时，聚磷菌还可以通过与其他微生物的共生关系，共同去除废水中的其他有害物质。

目前，聚磷菌已经在全球范围内广泛应用于废水处理工程中。

随着环境问题的日益严重和人们对水资源的日益需求，聚磷菌的研究和应用将会受到更多的关注和重视。

未来，人们将进一步探索聚磷菌的生物学特性和应用潜力，以期为解决环境问题和水资源利用提供更多创新性的解决方案。

一株聚磷真菌的生长特性研究

１材料
ＰＤＡ培养基：土豆２００ｇ，葡萄糖２０ｇ，蒸馏水１０００ｍｌ，ｐＨ自然。
２实验方法
２．１聚磷菌的筛选向装有１００ｍｌ的无菌水的三角瓶中加入ｌＯｇ污泥．震荡３０分钟．之后静置３Ｏ分钟向装有９ｍｌ无菌水的试管中加入ｌｍｌ上清液．充分混匀再吸取ｌｍｌ加入另一个装有９ｍｌ无菌水的试管中依次做成浓度为１０－２、１０、１０、１０－ｓ、１０、１０的悬浊液。向已高温灭菌的培养皿中依次加入不同浓度的悬浊液ｌｍ１．每个浓度分别做三次重复再将接近室温的培养基倒人培养皿中．待其凝固后恒温倒扣培养。２．２聚磷菌的最适生长条件２．２．１不同碳源对聚磷菌生长的影响将２５０ｍｌ三角瓶装入１００ｍｌ不加葡萄糖的液体ＰＤＡ培养基．分别将乙酸钠、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖作为碳源。灭菌后按６％的接种量对液体ＰＤＡ培养基进行接种放入摇床中振荡培养３天．条件设置为２５ ℃、１６０ｄｍｉｎ。采用干重法测定菌体重量，来判断不同碳源对聚磷菌的生长情况的影响２．２．２不同温度对聚磷菌生长的影响将２５０ｍｌ三角瓶装入１００ｍｌ液体ＰＤＡ培养基．灭菌后按６％的接种量对液体ＰＤＡ培养基进行接种。放人摇床中按１６０ｄｍｉｎ的转速振荡培养３天。温度设置为１５ ℃、２０ ℃、２５ ℃、３Ｏ ℃、３５ ℃、４０ ℃。采用干重法测定菌体重量．来判断不同温度对聚磷菌的生长情况的影响。２．２－３不同ｐＨ对聚磷菌生长的影响将２５０ｍｌ三角瓶装入１００ｍｌ液体ＰＤＡ培养基、将培养基的ＤＨ分别调至５、６、７ … ８９灭菌后按６％的接种量对液体ＰＤＡ培养基进行接种放人摇床中振荡培养３天．条件设置为２５ ℃、１６０ｒ／ｍｉｎ。采用干重法测定菌体重量，来判断不同ｐＨ对聚磷菌的生长情况的影响。２．２．４不同转速对聚磷菌生长的影响将２５０ｍｌ三角瓶装入１００ｍｌ液体ＰＤＡ培养基．灭菌后按６％的接

好氧／延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征

摘要：以往的研究发现，普通序批式活性污泥系统在适当延长闲置时间时可激发一些微生物产生过量摄磷的代谢响应。
然而，此工艺中潜在聚磷微生物仍有待进一步识别。因此，本研究结合多种分子生物学手段对好氧／延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征进行了系统的研究。研究表明，在以实际生活污水运行的好氧／延长闲置生物除磷系统中，传统的聚磷菌Ａｃｃｕｍｕｌｉｂａｃｔｅｒ仍然大量存在，其丰度为１８％± ４％，这说明传统的聚磷菌Ａｃｃｕｍｕｌｉｂａｃｔｅｒ可以在无厌氧段的条件下生存。另外，好氧／延长闲置生
刘宗耀，王冬波，李韧，王献平
（１机械工业第四设计研究院，河南洛阳４７１０３９；２同济大学环境科学与工程学院，上海２０００９２；３江苏同盐环保科技有限公司，江苏盐城２２４０００）
ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，Ｔｏｎ￣ｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｎｇａｈａｉ２０００９２；３ＪｉａｎｇｓｕＴｏｎｇｙａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌａＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＪｉａｎｇｓｕＹａｎｃｈｅｎｇ２２４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｖｉｏｕｓｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｅｘｃｅｓｓｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｐｔａｋｅｗｏｕｌｄｂｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｓｏｍｅｃｅｌｌｓｉｎａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅｓｙｓｔｅｍｉｆｔｈｅｉｄｌｅｐｅｉｏｒｄｃｏｕｌｄｂｅｅｘｔｅｎｄｅｄｓｕｉｔａｂｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｐｏｔｅｎｔｉｌａｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｇ

聚磷菌在缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐的原理和应用研究

聚磷菌在缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐的原理和应用研究反硝化聚磷菌：反硝化聚磷菌(DPB)是一类能够在厌氧状态下释磷,缺氧存在硝酸盐(NO3-)或亚硝酸盐(NO2-)的情况下聚磷,并同时反硝化的聚磷菌。

原理：反硝化聚磷菌(DPB)是一类能够在厌氧状态下释磷,缺氧存在硝酸盐(NO3-)或亚硝酸盐(NO2-)的情况下聚磷,并同时反硝化的聚磷菌。

它可以利用氧作为电子受体，记为Po；也可以利用氧，硝酸盐为电子受体，记为PoN；或者也可以利用氧、硝酸、亚硝酸盐为电子受体，记为PONO，在厌氧/ 缺氧交替运行条件下，该反硝化聚磷菌能利用以上三种电子受体，且其基于胞内聚β-羟基丁酸酯（PHB）、糖原质和磷酸盐等物质的生物代谢过程与传统厌氧/好氧法中的PAO 相似。

厌氧阶段，HAC 等低分子脂肪酸被DPB快速吸收，同时细胞内的多聚磷酸盐被水解并以无机磷酸盐（PO43-）的形式释放出来。

利用上述过程产生的能量ATP和糖原酵解还原产物NADH2，DPB合成大量PHB储存在体内，其释磷过程主要取决于胞外有机物的性质和水平。

缺氧阶段，DP以NO3-为电子受体氧化PHB，利用降解PHB所产生的能量，DPB过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存，聚磷菌同时得到增殖。

优点：反硝化聚磷菌可以在缺氧环境吸收磷，吸磷和反硝化脱氮这两个生物过程同时完成，有机物同时用于除磷和脱氮过程，不仅节省了脱氮对碳源的需要而且吸磷在缺氧段完成可节省曝气所需要的能源，剩余污泥量也大大降低。

应用研究：1、传统A2/O工艺传统A2/O工艺缺氧段污泥确实存在利用亚硝酸盐的反硝化聚磷菌,PO 、PON和PONO各占聚磷菌的40.7%、38.5%,20.8%。

最佳的进水C/N/P为16∶4∶1且COD<200mg/L;pH值为7～7.5。

聚磷菌在ORP<-80mV开始吐磷,在ORP值在-150mV 左右能较好地吐磷,投加亚硝盐使ORP>-80mV,开始反硝化聚磷。

聚磷菌

科技名词定义中文名称：聚磷菌英文名称：poly-P bacteria定义：一类可对磷超量吸收的细菌，磷以聚磷酸盐颗粒(异染粒)的形式存在于细胞内。

应用学科：生态学（一级学科）；污染生态学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布聚磷菌也叫做摄磷菌，是传统活性污泥工艺中一类特殊的兼性细菌，在好氧或缺氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内，使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍，这类细菌被广泛地用于生物除磷。

当活性污泥中的聚磷菌生活在营养丰富的环境中，在将进入对数生长期时，为大量分裂作准备，细胞能从废水中大量摄取溶解态的正磷酸盐，在细胞内合成多聚磷酸盐，如具有环状结构的三偏磷酸盐和四偏磷酸盐；具有线状结构的焦磷酸盐和不溶结晶聚磷酸盐；具有横联结构的过磷酸盐等，并加以积累，供下阶段对数生长时期合成核酸耗用磷素之需。

另外，细菌经过对数生长期而进入静止期时，大部分细胞已停止繁殖，核酸的合成虽已停止，对磷的需要量也已很低，但若环境中的磷源仍有剩余，细胞又有一定的能量时，仍能从外界吸收磷元素，这种对磷的积累作用大大超过微生物正常生长所需的磷量，可达细胞重量的6%-8%，有报道甚至可达10%。

以多聚磷酸盐的形式积累于细胞内作为贮存物质。

但当细菌细胞处于极为不利的生活条件时，例如使好氧细菌处于厌氧条件下，即所谓细菌“压抑”状态时，聚磷菌能吸收污水中的乙酸、甲酸、丙酸及乙醇等极易生物降解的有机物质，贮存在体内作为营养源，同时将体内存贮的聚磷酸盐分解，以P043—P的形式释放到环境中来，以便获得能量，供细菌在不利环境中维持其生存所需，此时菌体内多聚磷酸盐就逐渐消失，而以可溶性单磷酸盐的形式排到体外环境中，如果该类细菌再次进入营养丰富的好氧环境时，它将重复上述的体内积磷。