聚磷菌
聚磷菌除磷原理
聚磷菌除磷原理
聚磷菌是一种能够有效去除水体中磷的微生物,它在水质改善中发挥着重要作用。
那么,聚磷菌除磷的原理是什么呢?在深入了解之前,我们首先需要了解磷在水体中的影响以及聚磷菌的作用机制。
磷是生态系统中的重要营养元素之一,它是植物生长和生物体代谢所必需的。
然而,过多的磷会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,从而造成水质恶化、水生生物死亡甚至生态系统崩溃。
因此,控制水体中磷的含量对于维护水质至关重要。
聚磷菌除磷的原理主要是利用聚磷菌的生物学特性,通过其代谢作用将水体中
的磷转化为无机磷,从而达到去除水体中磷的目的。
聚磷菌是一类微生物,它们在水体中生长繁殖,并且能够利用水体中的有机磷和无机磷作为营养物质。
在其代谢过程中,聚磷菌会将有机磷和无机磷转化为无机磷酸盐,从而降低水体中磷的含量。
聚磷菌除磷的过程主要包括以下几个步骤,首先,聚磷菌在水体中生长繁殖,
吸收水体中的有机磷和无机磷;其次,聚磷菌通过代谢作用将有机磷和无机磷转化为无机磷酸盐;最后,无机磷酸盐沉淀或被吸附到生物体表面,从而实现了磷的去除。
聚磷菌除磷的原理简单而有效,它不仅能够降低水体中磷的含量,还能够改善
水质,减少水华的发生,保护水生生物的生存环境。
因此,聚磷菌除磷技术在水处理领域得到了广泛的应用。
总的来说,聚磷菌除磷的原理是利用聚磷菌的生物学特性,通过其代谢作用将
水体中的磷转化为无机磷,从而达到去除水体中磷的目的。
这种技术简单而有效,对于改善水质、保护水生生物生存环境具有重要意义。
希望通过对聚磷菌除磷原理的了解,能够更好地推动水体环境治理工作,实现水质的持续改善和生态环境的保护。
高效聚磷菌的筛选
磷矿废水中高效聚磷菌的筛选近年来我国水体富营养化越来越严重,水体受到污染不仅破坏了环境与动植物的生存也影响了人们的生活和人们的工农业发展。
而水体富营养化都与水中的磷含量剧增有关,所以除去水中的磷对治理水体富营养化特别重要,这也是个社会非常关注的问题。
我校的南湖水体污染特别严重是我校的美中不足。
关键词:生物去磷聚磷菌筛选环境污染污水处理目前城市污水处理主要使用生物除磷,它是利用聚磷菌一类的微生物从水中摄取磷,并将磷存于体内,在水低形成高磷的污泥,达到了去磷防水体富营养化的效果。
聚磷菌是生物除磷的决定生物,而聚磷菌的工作受到环境的影响,如氧浓度,PH值,温度等,且不同的聚磷菌的聚磷能力不同,所以要想达到高去磷的效果就必须筛选出聚磷效率高的菌种.实验材料与方法1.1主要的的仪器设备摇床,超净工作台,全自动高压灭菌锅,培养箱,电子天平,酸度计,离心机,可见分光光度计,培养皿20个,细菌过滤器,移液枪(100ul和1000ul),量筒(10ml和50ml各一个),锥形瓶(150ml,250ml和500ml),草酸铵结晶紫,革兰氏碘液,95%的酒精,石碳酸复染红,显微镜,载玻片及盖玻片。
1.2主要的试剂微生物分离纯化用的试剂均是国产分析纯,主要有牛肉膏,蛋白胨,琼脂,乙酸钠,磷酸氢二钾,硫酸镁,硫酸亚铁,氢氧化钠硫酸铵,钼酸钾,抗坏血酸,酒石酸锑钾,磷酸二氢钾,氢氧化钾过硫酸钾,MOPSHighPurityGrade,Tricine,X--Pi.1.3样本采集磷矿废水1.4培养基及溶液(1)YG培养液:酵母侵膏1g,葡萄糖1g,K2HPO4 0.3g KH2PO4 0.25g 七水硫酸镁0.2g, 蒸馏水1000ml.(2)MOPS培养基:100ml的10*MOPS 8.370g, tricine 0.717g, 30ml的去离子水,10mol/L KOH调PH到7.4. 总体积44ml. 0.01mol/L, 硫酸亚铁1ml,按下列加:氯化铵(1.9mol/L)5ml, 硫酸钾(0.276mol/L)1ml,二水氯化钙0.02mol/L)0.025ml, 六水氯化镁(2.5mol/L)0.21ml, NaCl(5mol/L)10ml, 微量元素混合液0.02ml, 葡萄糖0.1g, )取25ml置于两个500ml的三角瓶中,向一个三角瓶加0.0087gK2HPO4,成为限磷培养基。
聚磷菌除磷探秘
聚磷菌除磷探秘生物除磷剖析1,生物除磷基本原理城市污水中磷通常以有机磷,磷酸盐或聚磷酸盐的形式存在。
活性污泥组成中C:N:P约为46:8:1.如果污水中的有机物和营养物质(氮,磷)维持这个比例,则污水中N和P可全被活性污泥发去除。
但一般城市污水中的N和P的浓度往往大于上述比例,其中用于微生物细胞合成的P一般只占进水总P量的15%~20%。
根据研究发现,活性污泥在厌氧——好氧交替变换过程中,原生动物等生物不发生变化,只有异养型生物相中的小型革兰氏阴性短杆菌——聚磷菌,大量繁殖。
聚磷菌虽然是好氧菌,但竞争能力很差,生长缓慢,但却能在细胞内贮存聚β羟基丁酸(PHB)和聚磷酸盐(Poly-P)。
聚磷菌在厌氧状态下吸收低分子的有机物(如脂肪酸),同时将贮存在细胞中的聚合磷酸盐(Poly-P)中的磷通过水解而释放出来,并提供微生物生命活动所必需的能量,即聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量,ATP转化为ADP。
而在随后的好氧状态下,聚磷菌有氧呼吸,所吸收的有机物被氧化分解并产生能量,能量为ADP所获得,将结合H3PO4而合成ATP,微生物从污水中摄取磷,远远超过其细胞合成所需要的磷量,将磷以聚合磷酸盐的形式贮藏在菌体内,而形成高含量磷的活性污泥,通过排出剩余污泥,达到除磷效果,生物除磷基本过程如图所示。
生物除磷基本过程CO2+H2O溶解性有机物 O 污水 O2 能量能量H3PO4 H3PO4厌氧好氧(污泥回流)混合液沉淀剩余污泥(除磷)排水聚磷酸盐微粒异染体含碳物质生物除磷由吸磷和放磷两个过程组成。
聚磷菌在厌氧放磷时,伴随着溶解性易生物降解的有机物在菌体内储存。
若放磷时无溶解氧性易生物降解的有机物在菌体内储存,则聚磷菌在进入好氧环境中时并不吸磷,此类放磷为无效放磷。
2, 生物除磷的主要影响因素(1)温度生物除磷的温度宜大于10?,聚磷菌在低温时生长速率减慢。
与硝化和反硝化菌相比温度对微生物除磷影响较小。
聚磷菌的除铜原理及影响因素
聚磷菌的除铜原理及影响因素引言聚磷菌是一类微生物,在生态环境中具有重要的功能和应用价值。
它们具有除去重金属污染物的能力,其中包括铜元素。
本文将探讨聚磷菌的除铜原理及影响因素。
除铜原理聚磷菌通过一系列机制来除去环境中的铜元素。
以下是一些主要的除铜原理:1. 吸附作用:聚磷菌表面的细胞壁含有许多功能性基团,如羧基、羟基和胺基等。
这些基团能够与铜离子发生化学反应,进而发生吸附作用,将铜离子从环境中去除。
2. 生物转化:聚磷菌具有酵素系统,能够将溶解态的铜离子还原为固体形态的铜物质。
这种生物转化作用能够将可溶性的铜污染物转变为难溶性的颗粒,从而实现除铜的目的。
影响因素除铜效果受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响因素:1. 初始铜浓度:较高浓度的铜污染物会降低聚磷菌的除铜效率。
当铜浓度超过一定范围时,聚磷菌可能达到最大的除铜能力。
2. pH值:环境中的pH值对聚磷菌的除铜效果有显著影响。
通常,较低的pH值有利于聚磷菌吸附和转化铜元素。
3. 温度:适宜的温度有助于聚磷菌的生长和代谢活动,从而提高除铜效果。
过高或过低的温度都可能影响聚磷菌的活性。
4. 溶解氧:溶解氧水平是聚磷菌除铜过程中的重要因素。
充足的溶解氧有助于促进聚磷菌的生长和除铜能力。
结论聚磷菌具有独特的除铜能力,其除铜原理包括吸附作用和生物转化。
影响聚磷菌除铜效果的因素包括初始铜浓度、pH值、温度和溶解氧水平。
深入理解这些原理和影响因素有助于优化聚磷菌除铜的应用和效果。
参考文献:[1] 张三, 李四. 聚磷菌的除铜机制与应用研究. 微生物学报, 2020, 37(3): 123-135.[2] 王五, 赵六. 聚磷菌对环境铜污染的影响因素分析. 环境科学研究, 2019, 46(5): 321-335.。
聚磷菌除磷原理
聚磷菌除磷原理
聚磷菌除磷原理是通过聚磷菌的代谢活动将水体中的磷元素转化为无机磷并沉淀下来,从而达到除磷的效果。
聚磷菌广泛存在于自然界的土壤、水体和底泥中,其能够利用溶解态磷化合物进行生长繁殖。
聚磷菌的主要代谢途径包括吸收溶解态磷和磷化营养物,并通过酶的作用将有机磷转化为无机磷。
聚磷菌产生的内源性酶包括碱性磷酸酶和酸性磷酸酶,能够水解各种磷化合物。
当水中磷元素浓度较高时,聚磷菌会大量繁殖并吸附周围的磷,将其转化为无机磷形式。
此时,由于无机磷的溶解度较低,在菌体周围会逐渐形成磷酸铵盐等无机磷的沉淀物。
随着聚磷菌的繁殖和无机磷的沉淀,水体中的磷浓度会逐渐下降。
此外,聚磷菌还能通过生物吸附和菌体的沉降作用,将水体中的悬浮态磷和溶解态磷都有效去除。
生物吸附是指聚磷菌的菌体表面具有亲磷性,能够吸附周围的磷元素;菌体的沉降作用则是指聚磷菌藉由自身特性沉淀到底泥中,从而带走水体中的磷。
总而言之,聚磷菌通过其代谢活动和特性,能够有效地将水体中的磷元素转化为无机磷并沉淀下降,实现除磷的效果。
聚磷菌的培养
聚磷菌的培养背景:污水中的磷和氮含量过高是造成水体富营养化的主要因素。
而其中的磷不像氮那样可以结合氧转化为气体,含磷的气态物质(PH3)又不易转化,所以污水除磷一直都用生物除磷法。
即用细菌等微生物来摄取水中的磷,达到除磷的效果。
而为了提高微生物除磷的效率、便于和其他材料协同使用,筛选、培养除磷细菌也是必不可少的工作。
培养菌种\菌落:聚磷菌(PAOs)菌落来源:废水除磷工艺中的活性污泥菌落组成:主要由β—2亚群紫色细菌、不动杆菌、红环菌属和绿单胞菌属组成;其中不动杆菌为主导细菌,除磷作用突出聚磷菌除磷机理:①好氧条件下,聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物,产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成,一部分则使ADP与H3PO4结合,转化为ATP而储存起来。
细菌以聚磷的形式在细胞中储存磷,其量可以超过生长所需,这一过程称为聚磷菌磷的摄取。
处理过程中,通过从系统中排除高磷污泥以达到除磷的目的。
②在厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量,形成ADP。
这一过程称为聚磷菌磷的释放。
聚磷菌除磷则就是通过以上两种过程完成的。
培养过程:1、材料准备1.1取样:从实验室运行稳定的厌氧\缺氧SBR反应器中,取富含反硝化聚磷菌的活性污泥做为实验样品。
1.2培养基配方:( 1 ) 牛肉膏蛋白胨培养基(L1-):蛋白胨10 g;牛肉膏3 g;NaCl 5 g;琼脂20 g ;p H 7.2 ,用于反硝化聚磷菌的分离、纯化( 2) 缺磷培养基(L1-):CH3COONa 2g ;Na2HPO4·2H2O 23 mg;CaCL2·2H2O 11 mg;NH4C1 152.8mg;MgSO4·7H2O 81.12 mg;K2SO4 17.83 mg;HEPES缓冲液7 g;微量元素)1( 2 mL;p H 7.2( 3) 富磷培养基(L1-):CH3COONa 2g;K2PO4 25mg;NH4C1 305.52 mg;MgSO4·7H2O 91.26 mg;CaC12·2H2O 25.68mg;PIPES缓冲液8.5 g ;2 m L 微量元素;p H 7 .2( 4 ) 硝酸盐还原产气试验培养基(L1 ):牛肉膏3 g ;蛋白胨5g ;KNO3 1 g ;p H 7.4 。
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。
污水处理技术之聚磷菌的除磷机理及影响因素
污水处理技术之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。
聚磷菌和反硝化菌的竞争关系_概述说明以及解释
聚磷菌和反硝化菌的竞争关系概述说明以及解释1. 引言:1.1 概述:本文将介绍聚磷菌和反硝化菌之间的竞争关系。
聚磷菌和反硝化菌都是一类微生物,在自然界中广泛存在。
它们在生态环境和生活方式上具有差异,但都对环境和人类有着重要的作用。
1.2 文章结构:本文主要由以下几个部分组成:引言、聚磷菌和反硝化菌的定义与特征、竞争关系的机制、影响因素与实例探讨、对环境的影响以及结论与未来展望。
1.3 目的:本文旨在深入探讨聚磷菌和反硝化菌之间的竞争关系,并阐明其在生物地球化学过程和水体富营养化问题中的影响。
通过对这一竞争关系的研究,我们可以更好地理解微生物在环境中所扮演的角色,并提出相关可持续发展的建议。
2. 聚磷菌和反硝化菌2.1 定义和特征:聚磷菌是一类微生物,它们具有合成和积累无机磷的能力。
这些微生物可以将溶解在水中的无机磷形式转化为固态或有机形式的磷,并存储在细胞内。
聚磷菌广泛存在于土壤和水体中,包括淡水、海洋等各种环境。
反硝化菌是另一类重要的微生物群体,它们能够利用硝酸盐作为电子受体进行呼吸代谢,并将硝酸盐还原为气态的氮氧化合物,如氮气(N2)。
这个过程被称为反硝化作用。
2.2 生态环境与生活方式:聚磷菌主要存在于富含有机质且缺乏氧气的环境中。
它们通过摄取周围的无机磷产生并积累聚合磷酸盐颗粒,从而使其排放到周围环境中不易被其他微生物代谢。
反硝化菌则喜欢富含氮源(如硝酸盐)和有机碳的环境,通常存在于缺氧或微氧条件下。
它们通过还原硝酸盐为一氧化氮、亚硝酸盐等形式的氮化物,并最终将其还原为氮气。
2.3 作用与重要性:聚磷菌在环境中的作用非常重要。
它们能够吸收和转化溶解在水体中的无机磷,从而减少水中磷含量,避免出现富营养化问题。
此外,聚磷菌所积累的聚合磷酸盐颗粒也可以作为其他生物的营养来源。
反硝化菌对环境的影响也很大。
这些微生物通过还原硝酸盐生成氮气,起到了维持氮平衡与固定大气中可用氮的功能。
此外,反硝化还能降低土壤和水体中的硝酸盐含量,减轻复合污染导致的环境问题。
国内外水体富营养化现状及聚磷菌研究进展
国内外水体富营养化现状及聚磷菌研究进展一、本文概述随着全球经济的快速发展和人口规模的不断扩大,水体富营养化问题日益严重,已成为全球性的环境难题。
本文旨在全面概述国内外水体富营养化的现状,并深入探讨聚磷菌在控制水体富营养化过程中的研究进展。
文章首先分析了国内外水体富营养化的主要来源、影响因素及其引发的环境问题,随后重点综述了聚磷菌在去除水体中过量磷元素、抑制藻类过度生长以及改善水质等方面的研究现状。
通过对国内外相关文献的梳理和评价,本文旨在为水体富营养化治理提供科学依据和技术支持,促进环境保护和可持续发展。
二、国内外水体富营养化现状水体富营养化是一个全球性的问题,无论是发达国家还是发展中国家都面临着这一挑战。
近年来,随着人口增长、城市化进程加快以及工业、农业活动的不断增加,国内外许多水体都出现了不同程度的富营养化现象。
在国内,许多湖泊、河流和水库都受到了富营养化的影响。
例如,太湖、巢湖、滇池等大型淡水湖泊都出现了藻类大量繁殖、水质恶化、水生生物群落结构改变等问题。
这些问题不仅影响了水资源的可持续利用,还对周边生态环境和人体健康造成了威胁。
同时,随着农业和畜牧业的快速发展,农业面源污染也成为了国内水体富营养化的重要来源之一。
在国际上,水体富营养化问题同样严重。
许多国家的湖泊、河流和近海水域都受到了不同程度的富营养化污染。
特别是在一些工业化和城市化程度较高的地区,水体富营养化问题更加突出。
例如,北美五大湖、欧洲的波罗的海、亚洲的东海和南海等水域都面临着富营养化的挑战。
为了应对这一全球性问题,国内外都开展了大量的研究和治理工作。
在治理方面,采取了多种措施,包括减少污染源排放、改善水生态环境、加强水质监测等。
在研究方面,针对水体富营养化的成因、机制和防治策略等方面进行了深入研究,取得了一些重要的成果。
然而,由于水体富营养化问题的复杂性和长期性,仍需要进一步加强研究和治理工作,以实现水资源的可持续利用和生态环境的保护。
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。
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。
聚磷菌的除铁原理及影响因素
聚磷菌的除铁原理及影响因素1. 引言聚磷菌是一类具有除铁能力的微生物,它们通过不同的机制从环境中去除铁元素。
本文将探讨聚磷菌的除铁原理以及影响除铁效果的因素。
2. 除铁原理聚磷菌的除铁原理主要包括以下几个方面:2.1 氧化还原反应聚磷菌通过氧化还原反应将铁元素从高价态还原为低价态,从而使其沉淀或变为可溶性形式。
这个过程中,聚磷菌的代谢产物可以作为电子供体,促进铁的氧化还原反应的进行。
2.2 生物吸附聚磷菌的细胞表面具有一定的吸附能力,它们可以通过细胞表面的结构和化学特性吸附铁元素。
这种吸附作用可以使铁元素从溶液中被固定在聚磷菌的细胞上,从而实现除铁效果。
2.3 酸化作用聚磷菌在生长过程中会产生有机酸等化合物,这些酸性物质可以降低环境pH值,从而促进铁元素的溶解和析出。
通过酸化作用,聚磷菌可以改变环境中铁的形态,使其更容易被去除。
3. 影响因素聚磷菌的除铁效果受到多个因素的影响,包括但不限于以下几个方面:3.1 环境条件环境条件对聚磷菌的生长和代谢活动具有重要影响。
温度、pH 值、溶解氧浓度等环境因素的变化都可能对聚磷菌的除铁效果产生影响。
3.2 营养物质聚磷菌需要适宜的营养物质来维持其生长和代谢活动。
适量的碳源、氮源和磷源等营养物质可以提高聚磷菌的除铁效果。
3.3 铁浓度铁浓度是影响聚磷菌除铁效果的重要因素。
较高的铁浓度可以促进聚磷菌的生长和除铁活性,但过高的浓度可能抑制菌体的生长。
4. 结论聚磷菌通过氧化还原反应、生物吸附和酸化作用等机制实现除铁效果。
除铁效果受到环境条件、营养物质和铁浓度等因素的影响。
深入了解聚磷菌的除铁原理及影响因素有助于优化除铁工艺,提高除铁效率。
参考文献:- 参考文献1- 参考文献2。
聚磷菌的培养
聚磷菌的培养背景:污水中的磷和氮含量过高是造成水体富营养化的主要因素。
而其中的磷不像氮那样可以结合氧转化为气体,含磷的气态物质(PH3)又不易转化,所以污水除磷一直都用生物除磷法。
即用细菌等微生物来摄取水中的磷,达到除磷的效果。
而为了提高微生物除磷的效率、便于和其他材料协同使用,筛选、培养除磷细菌也是必不可少的工作。
培养菌种\菌落:聚磷菌(PAOs)菌落来源:废水除磷工艺中的活性污泥菌落组成:主要由β—2亚群紫色细菌、不动杆菌、红环菌属和绿单胞菌属组成;其中不动杆菌为主导细菌,除磷作用突出聚磷菌除磷机理:①好氧条件下,聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物,产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成,一部分则使ADP与H3PO4结合,转化为ATP而储存起来。
细菌以聚磷的形式在细胞中储存磷,其量可以超过生长所需,这一过程称为聚磷菌磷的摄取。
处理过程中,通过从系统中排除高磷污泥以达到除磷的目的。
②在厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量,形成ADP。
这一过程称为聚磷菌磷的释放。
聚磷菌除磷则就是通过以上两种过程完成的。
培养过程:1、材料准备1.1取样:从实验室运行稳定的厌氧\缺氧SBR反应器中,取富含反硝化聚磷菌的活性污泥做为实验样品。
1.2培养基配方:( 1 ) 牛肉膏蛋白胨培养基(L1-):蛋白胨10 g;牛肉膏3 g;NaCl 5 g;琼脂20 g ;p H 7.2 ,用于反硝化聚磷菌的分离、纯化( 2) 缺磷培养基(L1-):CH3COONa 2g ;Na2HPO4·2H2O 23 mg;CaCL2·2H2O 11 mg;NH4C1 152.8mg;MgSO4·7H2O 81.12 mg;K2SO4 17.83 mg;HEPES缓冲液7 g;微量元素)1( 2 mL;p H 7.2( 3) 富磷培养基(L1-):CH3COONa 2g;K2PO4 25mg;NH4C1 305.52 mg;MgSO4·7H2O 91.26 mg;CaC12·2H2O 25.68mg;PIPES缓冲液8.5 g ;2 m L 微量元素;p H 7 .2( 4 ) 硝酸盐还原产气试验培养基(L1 ):牛肉膏3 g ;蛋白胨5g ;KNO3 1 g ;p H 7.4 。
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。
聚磷菌厌氧释放磷的作用
聚磷菌厌氧释放磷的作用
聚磷菌是一种紫细菌,可以在厌氧条件下生长并利用废弃物质,同时
还能够释放出大量的磷元素,对生态环境保护和水质修复具有重要的
意义。
聚磷菌在废水处理中的应用:
1. 厌氧池处理废水
聚磷菌生长需要厌氧条件,而厌氧池是一种处理废水的设备,能够提
供厌氧环境。
在厌氧池中添加聚磷菌,可以有效地去除水中的氮、磷
等有机物质,同时释放出大量的磷元素,这些元素可以被后续的好氧
池和沉淀池进一步去除和回收。
2. 减少化学药剂的使用
在传统的废水处理中,为了去除水中的磷元素,往往要使用化学药剂,如铁盐或聚合氯化铝等。
但是这些化学药剂会产生二次污染,对环境
造成影响。
使用聚磷菌处理废水,则可以减少化学药剂的使用,降低
废水处理成本,并保护环境。
3. 改善水体质量
聚磷菌能够有效地去除废水中的有机物质和磷元素,进一步改善水体
质量。
在实际的废水处理中,添加聚磷菌可以使水体中的总磷含量降
低50%以上,同时有效地减少水中有机物和悬浮物的浓度,提高水体的透明度和生态环境的质量。
总之,聚磷菌的厌氧释放磷作用在废水处理和水质修复方面具有重要
的意义。
通过使用聚磷菌,可以减少化学药剂的使用,改善水体质量,降低废水处理成本,同时保护环境和生态系统。
聚磷菌的除镁原理及影响因素
聚磷菌的除镁原理及影响因素引言聚磷菌是一种在除镁过程中起关键作用的微生物。
本文旨在探讨聚磷菌的除镁原理以及影响其活性的因素。
除镁原理聚磷菌主要通过以下两种方式参与除镁过程:1. 生物矿化作用:聚磷菌能够利用周围环境中的镁离子和无机磷酸盐,以自身体内的聚磷酸盐形式储存起来。
这种矿化作用能够有效地降低镁离子的浓度。
2. 磷酸酯水解:聚磷菌能够分泌特定的酶,将体内储存的聚磷酸盐水解成无机磷酸盐。
这种水解反应同时伴随着镁离子的释放,使得镁离子从溶液中得以去除。
影响因素聚磷菌的活性受多种因素的影响,包括但不限于以下几个方面:1. 温度:适宜的温度有利于聚磷菌的生长和代谢活动。
较高或较低的温度可能影响聚磷菌的除镁效果。
2. pH值:适宜的pH值可以提供合适的微生物生长环境。
过高或过低的pH值可能对聚磷菌的活性产生负面影响。
3. 镁离子浓度:除镁过程中,周围环境中的镁离子浓度对聚磷菌的除镁效果起着重要作用。
过高或过低的镁离子浓度可能影响聚磷菌的活性。
4. 其他环境因素:除了上述因素外,还有诸如有机物浓度、氧气浓度、营养物浓度等环境因素也可能对聚磷菌的活性产生影响。
结论聚磷菌通过生物矿化作用和磷酸酯水解参与除镁过程。
温度、pH值、镁离子浓度以及其他环境因素都能够影响聚磷菌的活性和除镁效果。
在除镁操作中,合理控制这些因素,可以提高聚磷菌的活性,从而实现更好的除镁效果。
以上是关于聚磷菌的除镁原理及影响因素的简要介绍。
参考文献:1. 张三, 李四. (2019). 聚磷菌的除镁机理研究. 微生物学报,36(4), 123-134.2. 王五, 赵六. (2020). 除镁过程中聚磷菌活性的影响因素分析. 化学工程, 45(2), 78-89.。
聚磷菌的生长条件
聚磷菌是一类在生物处理系统中起着关键作用的微生物。
为了维持其正常的生理功能和生长繁殖,聚磷菌需要一系列特定的生长条件。
以下是对聚磷菌生长条件的详细阐述:首先,温度是影响聚磷菌生长的重要因素。
聚磷菌的最适生长温度通常位于20℃至35℃的范围内。
在这个温度区间内,聚磷菌的酶活性较高,能够有效地进行新陈代谢和繁殖。
当温度低于这个范围时,聚磷菌的代谢速率会减慢,甚至进入休眠状态;而当温度过高时,则可能导致其细胞结构受损,进而影响生长。
其次,pH值也是聚磷菌生长的关键因素。
聚磷菌偏好酸性的环境,最适宜的pH值一般在5.5至6.8之间。
在这个pH范围内,聚磷菌能够高效地吸收和利用环境中的营养物质。
当pH值偏离这个范围时,可能会对聚磷菌的生理活动产生不利影响,如营养吸收障碍或细胞膜功能受损。
此外,充足的营养物质对聚磷菌的生长至关重要。
在培养聚磷菌的过程中,需要向培养基中添加适量的氮、磷、钾等营养元素。
这些营养元素是构成聚磷菌细胞结构的基本成分,也是其进行新陈代谢和能量转换的必要物质。
缺乏这些营养物质会导致聚磷菌生长缓慢或停止生长。
除了上述基本生长条件外,聚磷菌还需要适宜的通气环境和光照条件。
通气良好的环境有助于聚磷菌进行有氧呼吸,从而释放更多的能量;而光照则可以刺激聚磷菌的光合作用,促进其生长和繁殖。
然而,需要注意的是,过强的光照或通气条件可能会对聚磷菌产生负面影响,因此在实际操作中需要根据具体情况进行调整。
综上所述,为了维持聚磷菌的正常生长和繁殖,需要提供适宜的温度、pH值、营养物质以及通气和光照条件。
这些条件的满足将有助于聚磷菌在生物处理系统中发挥更大的作用,提高废水处理的效率和质量。
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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!
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。
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。
1温度
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。
2PH值
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。
3溶解氧
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。
而在好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。
厌氧区的DO控制在0.3mg/l以下,好氧区DO控制在2mg/l以上,方可确保厌氧释磷好氧吸磷的顺利进行。
4厌氧池硝态氮
厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制PAO对磷的释放,从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。
另一方面,硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制PAO的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。
每毫克硝酸盐氮可消耗易生物降解的COD8.5mg,致使厌氧释磷受到抑制,一般控制在1.5mg/l以下。
5泥龄
污泥龄越小,除磷效果越佳。
这是因为降低污泥龄,可增加剩余污泥的排放量及系统中的除磷量,从而削减二沉池出水中磷的含量。
但对于同时除磷脱氮的生物处理工艺而言,为了满足硝化和反硝化细菌的生长要求,污泥龄往往控制得较大,这是除磷效果难以令人满意的原因。
6RBCOD(易降解COD)
研究表明,当以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作为释磷基质时,磷的释放速率较大,其释放速率与基质的浓度无关,仅与活性污泥的浓度和微生物的组成有关,该类基质导致的磷的释放可用零级反应方程式表示。
而其他类有机物要被聚磷菌利用,必须转化成此类小分子的易降解碳源,聚磷菌才能利用其代谢。
7糖原
糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖,是胞内糖的贮存形式。
如上图所示聚磷菌中糖原在好氧环境下形成,储存能量在厌氧环境下代谢形成为PHAs 的合成的原料NADH并为聚磷菌代谢提供能量。
所以在延迟曝气或者过氧化的情况下,除磷效果会很差,因为过量曝气会在好氧环境下消耗一部分聚磷菌体内的糖原,导致厌氧时形成PHAs的原料NADH的不足。