聚磷菌的除磷机理及影响因素

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反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制及其在废水处理中的应用

反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制及其在废水处理中的应用反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制及其在废水处理中的应用随着工业发展和人口增长，废水排放问题日益凸显。

氮和磷是废水中的主要污染物之一，对水生态环境造成了严重影响。

因此，研究高效的废水处理技术显得尤为重要。

反硝化聚磷菌作为一种新型微生物，其脱氮除磷机制在废水处理中发挥了重要作用。

一、反硝化聚磷菌的简介反硝化聚磷菌是属于异养微生物的一类。

它们在缺氧条件下能够同时完成硝化和反硝化过程，将废水中的氨氮转化为N2气释放至大气中。

此外，反硝化聚磷菌还具有优良的除磷能力，能够将废水中溶解性磷转化为固定态磷，从而实现废水中氮磷的联合去除。

二、反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制包含两个主要过程：硝化和反硝化。

首先，在含氧充足的条件下，反硝化聚磷菌能够将废水中的氨氮通过硝化作用转化为硝态氮。

其次，在缺氧条件下，反硝化聚磷菌通过反硝化过程将硝态氮还原为氮气，从而实现脱氮。

同时，反硝化过程还能释放出大量的自由电子和H+，为菌体的生长提供所需的能量。

此外，反硝化聚磷菌的菌体表面还有特殊的结构，能够吸附和吸引磷酸根离子，实现除磷作用。

三、反硝化聚磷菌在废水处理中的应用由于反硝化聚磷菌具有同时完成脱氮和除磷的能力，因此在废水处理中有着广泛的应用前景。

固定化技术是将反硝化聚磷菌生物膜固定在滤料或载体上，形成固定化生物膜反应器进行废水处理的一种方法。

通过固定化反硝化聚磷菌，可以有效地提高废水处理的效率和稳定性。

相比于传统的生物处理方法，固定化反硝化聚磷菌具有更高的去除率、更短的处理时间和更小的设备占地面积。

此外，反硝化聚磷菌在新型废水处理技术中还有着重要的应用。

比如，反硝化聚磷菌与厌氧氨氧化菌（Anammox）联合运用能够实现废水中氮磷的高效去除。

同时，反硝化聚磷菌还可以与微生物燃料电池结合，利用菌体产生的电子来发电。

这些创新性的技术为废水处理行业带来了更多的应用选择和发展机遇。

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。

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。

生物除磷基本原理及影响因素

生物除磷基本原理及影响因素6.1.2.1 基本原理有多种工艺应用于废水处理中，近年来除磷技术总的进展趋势是化学沉淀除磷，尤其是前置和后置化学沉淀应用在逐渐下降，而生物除磷技术的应用在快速增长。

生物除磷技术的推广归因于其诸多优点：节约化学药剂；在厌氧阶段水解、酸化和蔼化(在厌氧段产生CH4、CO2和H2等气体)，可使污泥产量低并具有良好的脱水性能，无需再消化处理，为此可取消污泥消化池；生物除磷污泥的肥料价值高。

生物除磷的机理目前还没有彻底讨论清晰。

普通认为，在厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD5转化为低分子挥发性有机酸(VFA)。

聚磷菌汲取这些VFA或来自原污水的VFA，并将其运输到细胞内，同化成胞内碳源存储物(PHB/PHV)，所需能量来源于聚磷水解以及糖的酵解，维持其在厌氧环境生存，并导致磷酸盐的释放；在好氧条件下，聚磷菌举行有氧呼吸，从污水中大量地汲取磷，其数量大大超出其生理需求，通过PHB 的氧化代谢产生能量，用于磷的汲取和聚磷的合成，能量以聚合磷酸盐的形式存储在细胞内，磷酸盐从污水中得到去除；同时合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥，将产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷从系统中除去。

聚磷菌(PAO)的作用机理6-1所示，NADH和PHB分离表示糖原酵解的还原性产物和聚-β羟基丁酸。

聚磷菌以聚-β-羟基丁酸作为其含碳有机物的贮藏物质。

反应方程式如下。

(1)聚磷菌摄取磷 C2H4O2+NH4++O2+PO43-→C5H7NO2+CO2+(HPO3)(聚磷)+OH-+H2O (2)聚磷菌释放磷 C2H4O2+(HPO3)(聚磷)+H2O→(C2H4O2)2(储藏的有机物)+PO43-+3H+ 图6-1 生物除磷原理无论是延续流还是序批间歇式生物除磷工艺，其出水很难达到日益严格的排放标准，如我国目前采取的总磷排放标准为0.5mg/L《城镇污水污染物排放标准》(GB18918-2002)中有所放宽，北欧一些排放湖泊的污水厂，其出水含磷的排放标准低至0.2mg/L。

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。

聚磷微生物固定化除磷技术

聚磷微生物固定化除磷技术1 引言磷超标是造成水体富营养化的主要原因之一.研究发现，当总磷浓度超过0.1 mg · L-1(磷作为限制因素，mTN ∶ mTP>15 ∶ 1)，藻类会过度繁殖;一般情况下，总磷浓度超过0.02mg · L-1就有可能导致水体富营养化. 由于水体富营养化现象日趋严重，严重破坏了人类赖以生存的自然环境，威胁着人类的健康.常规的生化处理工艺效率低，不能从根本上解决问题.近些年，微生物除磷工艺的研究得到了迅速发展，主要有A/O、A2/O、UCT、五段Bardenpho、Phostrip 等.为实现微生物除磷工艺的有效实施，筛选出除磷能力较强的聚磷微生物是首要目标.此外，考虑到聚磷微生物对磷的吸收是一个厌氧释磷、好氧吸磷的过程，有必要考察聚磷微生物对溶氧的响应. 同时，微生物聚磷过程会受有机质分子大小、pH等的影响. 因此，考察特定微生物在不同理化条件下的生长情况和除磷特性是实现微生物除磷机理研究及其在工程应用的前提条件.为获得除磷能力较强的微生物种质资源，自聚磷菌首次被分离以来，至今已有多种具备聚磷能力的微生物被筛选出来.多项研究表明，产碱杆菌属细菌(Alcaligenes sp.)具备这方面的能力. 此外，肠杆菌(Enterobacteriaceae)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus)Accumulibacter、变形菌(Alphaprotenbacteria)等也是常见的聚磷微生物，甚至存在兼具反硝化功能的聚磷微生物. 在此基础上，人们又开展了大量关于溶氧对聚磷菌除磷能力的影响研究，但这些研究较少涉及不同聚磷菌在不同的厌氧时间条件下对好氧吸磷的相关作用.此外，诸如pH和有机质分子大小等理化因素对聚磷菌聚磷能力的影响也已得到较深入研究. 然而，当前的多数研究只局限于对单一因素的考察，抑或集中于研究高浓度废水的生物处理系统，目前，聚磷微生物除磷工艺离工程应用仍有较大的距离.正如研究表明，微生物的固定化能够为其活性持留提供保障. 然而，考察固定化聚磷菌对含磷废水的修复实验尚未见相关报道. 因此，继续筛选和开发具备高效除磷功能的微生物，开展聚磷微生物的固定化、活性持留及污水修复并开展综合理化因素对聚磷微生物除磷能力的影响等方面的研究对工程实践有重要指导意义.鉴于此，本研究从排污口淤泥中筛选出1株具备高效除磷能力的聚磷菌，全面考察各理化因素对菌株生长及除磷能力的影响. 同时，对微生物进行固定化，并重点考察其对含磷废水的净化效果.2 材料与方法2.1 材料2.1.1 样品来源淤泥样品采自福州市闽侯县上街镇高岐村某排污口，立即用于菌种的分离与筛选.2.1.2 培养基富集培养基、筛选培养基、微量元素，以及缺磷培养基和富磷培养基分别按文献进行配制.LB 培养基(g · L-1)：蛋白胨 10.00，酵母粉5.00，NaCl 10.00，琼脂2.00(固基加入)，pH=7.2.固定化微生物小球实验培养基(g · L-1)：丁二酸钠0.61，NaNO3 0.28，KH2PO4 0.1，KCl 0.014，MgSO4 · 7H2O 0.02，CaCl2 · 2H2O 0.018，pH =7.2.以上所有培养基均经121 ℃灭菌(碳源实验中，葡萄糖和蔗糖组115 ℃灭菌)20 min后使用，微量元素于灭菌前加入.2.1.3 微生物固定化小球制备材料聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)、海藻酸盐(Sodium alginate，SA)、硼酸(H3BO3)、无水氯化钙(CaCl2)，除硼酸(分析纯)外其余均为化学纯.2.2 方法2.2.1 聚磷菌的分离鉴定称取0.5 g新鲜淤泥，用无菌水水洗后8000 r · min-1离心5 min，弃上清，此过程重复3次. 处理后将样品加入2.1.2节的富集培养基中，添加量及其他条件参考文献. 培养12 h后，取1.5 mL菌悬液于下一磷梯度的培养基中，磷梯度依次为2、5、8、10、15和20 mg · L-1(以P计).聚磷菌含有典型的PHB颗粒和异染颗粒，经强化释磷、吸磷实验后，PHB颗粒可被脂溶性染料苏丹黑着色，异染颗粒可被甲苯胺蓝和次甲基蓝染成紫色，可与其他非颗粒性物质区分开来. 将富集驯化的菌悬液按10-1~10-7梯度进行稀释，涂布平板. 挑取形态较特殊的单菌落进行PHB 颗粒染色和异染颗粒染色，确定含有PHB颗粒和异染颗粒的菌落，进行复筛实验.挑取经纯化的单菌落于缺磷培养基中，150 r · min-1、30 ℃培养12 h.将菌液在8000r · min-1条件下离心5 min，再将菌液转接于富磷培养基中，150 r · min-1、30 ℃培养至菌液变浑浊. 计算各株菌的除磷率.此后，将复筛得到的聚磷菌根据文献的方法进行16S rRNA的测序及系统发育分析.2.2.2 理化因素对聚磷菌生长及除磷特性的影响聚磷菌具备高效除磷能力主要基于异染颗粒对磷的贮存，菌体在生长过程中也能够利用部分磷合成细胞成分. 文献报道显示，聚磷菌在厌氧、缺磷条件下能够把贮存于异染颗粒中的磷释放出来，经厌氧释磷后将其投入富磷培养基中进行除磷实验能够大大提高除磷能力. 此外，碳源、氮源、C/N、pH、温度等都会影响聚磷菌的生长. 因此，考察不同理化因素对聚磷菌生长及除磷能力的影响是必要的，这对实现聚磷菌的工程应用有重要参考价值.将菌株ED-12于LB培养基中培养12 h(30 ℃、150 r · min-1)，按5%的接种量接种于装有30 mL缺磷培养基(PO3-4-P质量浓度为12.3 mg · L-1)的150 mL三角瓶中，30 ℃、150r · min-1摇瓶培养12 h;再按5%的接种量将菌悬液接种于装有30 mL富磷培养基(PO3-4-P质量浓度为32 mg · L-1)的150 mL三角瓶中，30 ℃、150 r · min-1摇瓶培养. 每隔一定的时间取样测定菌株ED-12的OD600及剩余的PO3-4-P浓度，计算除磷率并绘制菌株的生长曲线图.以聚磷菌的生长特性为基础，以乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖和蔗糖为碳源，以NH4Cl、(NH4)2SO4和NH4NO3为唯一氮源，同时考察了不同C/N、起始pH和摇床转速对聚磷菌生长及除磷能力的影响.在优化过程中，已优化的参数作为后续实验的条件.此外，在最优条件下，探讨了菌株ED-12对不同起始浓度PO3-4-P的去除效果，以考察其工程应用价值. PO3-4-P的起始浓度梯度设置为：5、15、30、45、60和100 mg · L-1.2.2.3 微生物固定化小球的制备及除氮磷初步实验微生物固定化小球的制备按以下步骤进行：①称取4 g PVA(聚合度1750±50)溶于90 mL无菌水中，待PVA充分溶解后加入2 g SA，沸水浴加热至完全溶解，冷却至室温备用; ②分别称取2 g反硝化菌和聚磷菌湿菌体，充分稀释于10 mL无菌水中，再将稀释后的菌液加入PVA-SA 体系中，充分混匀;③根据需要的小球粒径，剪去5 mL移液枪枪头尖端，吸取菌体混合物，匀速滴入5%CaCl2-饱和硼酸溶液中，交联15 min后，将小球用无菌水洗净，备用.以不添加菌球的组别为空白对照(Blank control)，以不添加微生物的固定化小球组为阳性对照(PVA+SA)，按5%(m/V，g · L-1)投加小球. 24 h后取样测定水样的TN和TP浓度，计算脱氮除磷能力.2.3 测定方法硝态氮(NO-3)和总氮(TN)的测定采用麝香草酚分光光度法，总磷(TP)的测定采用钼锑抗分光光度法.2.4 数据处理与统计分析运用Microsoft Excel 2003和Origin 8.5进行数据处理、统计分析及绘图. 所有实验均进行3个重复，结果以Mean±SD表示.3 结果与讨论3.1 聚磷菌的分离鉴定3.1.1 聚磷菌的分离纯化及复筛经富集，聚磷微生物在平板上的菌落随着磷浓度的升高而减少，当磷浓度达到20 mg · L-1时，平板上已无单菌落.将磷浓度为15 mg · L-1的培养基按10-1~10-7稀释，涂布平板. 根据形态特征，将能够在培养基上生长的49个单菌落分成4类，分别为EA(12株)、EB(15株)、EC(8株)和ED(14株). 分别对EA、EB、EC和ED进行PHB颗粒染色和异染颗粒染色，初筛得到9个染色效果较明显的聚磷菌单菌落(EA、EB和ED各3个，EC无受染现象).随后，对EA、EB和ED共9株聚磷菌进行复筛实验. 分别缺磷培养12 h后，转接于富磷培养基中继续培养24 h，测定除磷率，结果如表 1所示. 可知，ED-12对磷的去除能力最强，可达52.2%，因此，选择菌株ED-12作进一步研究.表1 聚磷菌的除磷能力(起始浓度: 33.9 mg · L-1)3.1.2 聚磷菌菌株ED-12的16S rRNA的PCR扩增及序列分析经测序，获得片段长度为1463 bp的部分16S rRNA基因序列，GenBank登录号为JX966315. 在NCBI数据库的比对结果表明，该菌株与Alicaligenes sp.的相似性达98%以上，推测其为Alicaligenes sp. 选择序列相关性较高的76个16S rRNA序列，用Cluxtal X序列分析软件分析其与ED-12的序列同源可靠性，选9个可信度较高的序列用MEGA 4.0软件通过N-J法构建系统发育树，确定ED-12的进化地位，结果如图 1所示.图 1 基于16S rRNA 序列同源性构建的菌株ED-12和亲缘性相近的其他细菌的系统发育树3.2 ED-12的生长曲线及除磷特性聚磷菌在缺氧、缺磷条件下会利用异染颗粒中的磷并合成PHB，将其转入有氧、富磷的培养基后会将PHB中的能量释放出来，以便更高效地聚磷，用于菌体生长并将剩余的磷储存于异染颗粒中. 图 2展示了菌株ED-12经缺磷培养后在富磷培养基中的生长情况，以及其对PO3-4-P的去除率. 结果表明，在前16 h，菌体生长处于延滞期，16 h后进入对数期，52 h后开始进入衰亡期. 在整个过程中，菌体生长特征与除磷率趋势基本吻合. 64 h内，磷浓度从30 mg · L-1左右降低到(8.12±0.32)mg · L-1，去除率达73.82%±1.02%. 此后，总磷浓度基本保持不变.图 2 菌株ED-12的生长曲线及除磷特性3.3 不同理化因素对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响 3.3.1 不同碳源对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响有机物特征是影响生物反应器反硝化和除磷效果的重要因素，与反硝化微生物类似，大部分聚磷菌只能以低级脂肪酸类的小分子有机基质作为碳源，并将其合成的PHB以能量形式储存在细胞内.以乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖和蔗糖为碳源，菌株ED-12的生长及除磷能力结果如图 3所示，菌株ED-12在以葡萄糖和蔗糖为碳源时基本不生长，对PO3-4-P的去除率低于15%. 而菌株在以乙酸钠、丁二酸钠、柠檬酸钠为碳源时长势较好，且对PO3-4-P的去除率都在50%以上. 其中，以乙酸钠为碳源时，菌株ED-12生长最旺盛，对PO3-4-P的去除率达到了70%以上. 对比5种碳源结构与分子量，相对而言，在分子结构简单、分子量低的情况下，聚磷菌的生长较好，且能达到一个较高的除磷率，这与前述观点相符. 此外，聚磷菌对不同碳源的利用效果可能还与其本身对碳源的亲和性或其他特性有关.图 3 不同碳源对菌株ED-12生长及除磷能力的影响3.3.2 不同氮源对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响氮源是微生物细胞生长的第二大营养物质，对蛋白质、核酸和其他一些成分的合成非常重要. 多数细菌能以氨盐作为唯一氮源，由图 4可知，在以NH4Cl、(NH4)2SO4和NH4NO3为唯一氮源的培养基中，聚磷菌能够良好生长. 其中，在含有NH4Cl的培养基中OD600可在24 h内达到1.4左右. 同时，在以上3种氮源培养基中，菌株ED-12对PO3-4-P的去除率都在45%以上(NH4Cl培养基最高，可达80%). 观察发现，菌株ED-12在24 h时，在以NaNO3和NaNO2为唯一氮源的培养基中只能微弱的生长，但经48 h的培养后，开始进入对数期，并能达到较高的OD600. 此外，虽然以NaNO3和NaNO2为唯一氮源时微生物生长情况较差，但培养基中PO3-4-P浓度分别降低了63.72%±5.57%和34.84%±2.11%，说明微生物在24 h内主要通过分解PHB并将磷储存于异染颗粒中在后期用于菌体的生长. 但研究认为，NO-2的存在在有氧和无氧两种情况下都会抑制聚磷菌对磷的吸收. 图 4得出了不同的结论，其机理有待进一步研究. 在以蛋白胨为唯一氮源的培养基中，菌株ED-12长势较好，但蛋白胨含有含磷杂质，因而影响了PO3-4-P去除率的计算.图 4 不同氮源对菌株ED-12生长及除磷能力的影响由此可知，聚磷菌ED-12菌株能够在以NH4Cl、NaNO3、NaNO2、(NH4)2SO4、蛋白胨和NH4NO3为唯一氮源的培养基中生长.根据微生物生长量、生长周期及对PO3-4-P的去除率，NH4Cl是菌株ED-12生长及发挥除磷能力的最佳氮源.3.3.3 不同C/N对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响碳源和氮源是微生物生长的重要物质，不同微生物对碳源和氮源的需求量不同. 细菌对氮源的需求量大，真菌和放线菌等对碳源的需求量大. 在脱氮除磷工艺中，必须考虑C/N以实现微生物对废水中氮、磷的有效利用.考察C/N对聚磷菌ED-12菌株生长及除磷能力的影响，结果(图 5)表明，随着C/N的升高，菌体生物量增大，同时对PO3-4-P的去除率也随之提高，C/N为3 ∶ 1时达到最大值. 此后，微生物的生长及对PO3-4-P的去除率又随着C/N的升高而缓慢降低，说明过高的C/N导致氮源不足，微生物生长也因此受到了抑制.图 5 不同C/N对菌株ED-12生长及除磷能力的影响3.3.4 不同pH对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响在好氧条件下，聚磷菌能分别以醋酸和PO3-4为碳源和磷源，生成聚合态磷作为储能物质，储存于细胞内并伴随着产生OH-，导致发酵液的pH值逐渐升高. 其聚磷过程可用式(1)表示.图 6 不同起始pH对菌株ED-12生长及除磷能力的影响3.3.5 不同温度对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响温度是除有机物特征外影响微生物生长的另一重要因素，但王亚宜等(2006)和姜体胜等(2007)认为，温度不会影响聚磷菌发挥聚磷作用.由图 7可知，随着温度的升高，聚磷菌ED-12菌株的生物量也增大，35 ℃时最适宜ED-12菌株的生长. 相应地，ED-12菌株对PO3-4-P的去除率也呈先增后减的趋势，在35 ℃时达到最大值(73.14%±1.65%). 由此可知，不同温度对聚磷菌ED-12菌株除磷效果的影响比对其生长的影响大得多.温度对聚磷效果存在影响，这与Panswad等(2003)的研究结果相符，即35 ℃最有利于聚磷菌发挥聚磷作用，过高或过低的温度都会抑制其效果，说明不同的微生物聚磷特性存在差异.图 7 不同温度对菌株ED-12生长及除磷能力的影响3.3.6 不同摇床转速对菌株ED-12的生长及除磷能力的影响研究表明，溶氧是影响生物除磷效果的一个重要因素. 为了满足聚磷菌生物膜内对氧的需求量，加快氧的传递速率，增加活性生物膜的厚度，加快聚磷菌的好氧吸磷速率，必须提高液相主体中溶解氧的含量. 此外，低溶氧有利于反硝化除磷，高溶氧有利于好氧吸磷(在含硝酸盐或亚硝酸盐培养中可以进行厌氧生长).如图 8所示，摇床转速在0~200 r · min-1之间，菌株ED-12都能生长. 当摇床转速为50 r · min-1时，菌体OD600最高，达2.60±0.62;当摇床转速为100 r · min-1时，对PO3-4-P 的去除率最高，达59.05%±7.26%. 在各培养条件下，菌体的生长与除磷率趋势不尽相同，说明二者是彼此独立的过程.静置培养时，储存于异染颗粒的磷被分解，用于菌体的生长，此时对PO3-4-P的去除率近50%，说明菌株ED-12在厌氧条件下还能将环境中的磷用于生长. 好氧条件下，菌体将部分磷用于生长，并将剩余的磷储存于异染颗粒中，因此，在转速≥50 r · min-1时也能维持一个较高的除磷率. 观察发现，摇床转速过高未必能提高除磷率.图 8 不同摇床转速对菌株ED-12生长及除磷能力的影响微生物固定化小球脱氮除磷实验表明(详见3.5节)，ED-12菌株在低溶氧与高溶氧时都存在除磷或聚磷作用，二者作用能力的强弱导致了图 8所示的结果，即高溶氧时对PO3-4-P的去除率与低溶氧时相近. 当摇床转速为100 r · min-1时，培养基中的溶氧最适合ED-12菌株对磷的反硝化去除或储存于异染颗粒中.低溶氧和高溶氧条件下，则分别表现为对磷的生长利用和积聚. 因此，对废水中的磷的有效去除可以通过调节溶氧而实现，此过程包括生长利用和聚磷作用.3.4 菌株ED-12对不同起始浓度PO3-4-P的去除效果聚磷菌对磷的去除包括两条途径：生长利用和异染颗粒贮磷.根据聚磷菌分离筛选原理，过高浓度的PO3-4-P会抑制聚磷菌的生长与繁殖. 因此，考察不同起始浓度的PO3-4-P对聚磷菌生长的影响及相应条件下聚磷菌对PO3-4-P的去除效果，对分析聚磷菌生长与聚磷过程的关系及指导聚磷菌在富营养化水体中的工程应用有实际意义.如图 9所示，随着PO3-4-P浓度的升高，菌株ED-12的OD600呈先增后减的趋势. 当PO3-4-P 浓度为45 mg · L-1时，菌株ED-12的长势最好，过高的PO3-4-P反而会抑制菌体的生长.这是由于微生物生长受到了基质自抑制作用，这与聚磷菌分离筛选的结论相符. 观察发现，除5mg · L-1组，随着PO3-4-P浓度的升高，菌株ED-12对PO3-4-P的去除率与聚磷菌生物量成正相关(图中未显示)，但PO3-4-P的变化浓度始终呈一递增趋势. 当PO3-4-P浓度>45 mg · L-1时，培养基中出现了部分沉淀物. 正如3.3.4节的结论，聚磷过程会释放OH-，微生物生长越快，在相同的时间内产生的OH-也越多，因此，就有越多的PO3-4-P形成了沉淀，这合理地解释了以上的现象.以上结论说明，Alcaligenes sp. ED-12对磷的吸收是一个复杂的过程，在菌体生长及聚磷过程中，不仅会受理化因素尤其是pH的影响，溶液中的磷浓度也是影响聚磷菌生长与聚磷效果的一个关键因素. 由以上分析可知，菌株ED-12对PO3-4-P的去除能力很强，在不同PO3-4-P起始浓度梯度条件下，最高去除率可达81.02%±2.27%，此时的PO3-4-P浓度变化量为(36.46±1.02)mg · L-1.图 9 菌株ED-12对不同起始浓度PO3-4-P的去除效果表 2所示为典型的聚磷菌对不同起始浓度PO3-4-P的去除效果. 由表可知，除耳葡萄球菌(Staphyloccocus auricularis)、Accumulibacter和Competibacter外，其他菌株对浓度<50 mg · L-1的PO3-4-P去除效果一般. 在当前所报道的产碱杆菌除磷能力实验中，都未开展磷浓度梯度实验;除Bao等(2007)的报道外，其余产碱杆菌菌株对浓度<30 mg · L-1的PO3-4-P去除效果都低于90%. 本研究所得菌株不仅在磷浓度为45 mg · L-1时具有较高的去除率，当浓度高达60 mg · L-1甚至100 mg · L-1时还能维持较高的活性及去除率. 因此，菌株ED-12是一株较理想的聚磷菌，具有广阔的应用前景. 然而，微生物聚磷过程比较复杂，今后的研究工作可围绕精确定量菌株Alcaligenes sp. ED-12的磷吸收在生长利用及贮存方面的比例及吸收与释放的关系上.表2 不同微生物对磷的去除效率微生物PO3-4-P起始浓度/(mg·L-1)PO3-4-P去除率参考文献金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)1065%南亚萍等，2013耳葡萄球菌(Staphyloccocus auricularis)50>90%Choi et al., 2000肠杆菌(Enterobacter sp.)10.2594.6%张培玉等，2011Accumulibacter & Competibacter53.3>80%Oehmen et al., 2005克雷伯氏菌(Klebsiella terrigena)27<80%赵海泉等，2009约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii)1065.24%连丽丽，2009产碱杆菌(Alcaligenes sp.)7.590%刘亚男等，2005产碱杆菌(Alcaligenes sp.)10>90%Bao et al., 2007产碱杆菌(Alcaligenes sp.)20.2582.3%孙梦，2011产碱杆菌(Alcaligenes sp.)28.7377.1%焦中志等，2009产碱杆菌(Alcaligenes sp.)4581%本研究3.5 固定化聚磷微生物小球除氮磷实验微生物的固定化是实现微生物活性持留的途径之一，同时，固定化也有助于目标微生物的投加与回收. 当前应用最广泛的固定化材料是聚乙烯醇和海藻酸盐，固定化交联剂通常选择2%~5%的CaCl2-饱和硼酸溶液.根据赖子尼等(2008)的实验配方制备的固定化聚磷微生物小球的弹性与机械强度较好，对含氮磷废水的净化效果表明，菌球对磷有较强的去除能力(从(19.91±1.81)mg · L-1 降至(6.19±0.76)mg · L-1)，同时能够去除一定的氮(从(215.82±35.29)mg · L-1 降至(183.42±15.35)mg · L-1)(图 10 a). 二者的去除率分别达56.21%和15.01%(图 10 b). 其中，固定化材料对氮的吸附比例较小，而对磷的吸附较显著(p<0.01)，这可能与固定化材料的表面官能团及CaCl2等对PO3-4的亲和力强于NO-3有关. 同时，固定化微生物(IMOs)对磷的去除效果也优于氮，说明菌株ED-12可能不具备反硝化能力，对氮的利用仅是生长所需. 由PVA+SA+IMOs组与PVA+SA组比较可知(图 10b，#表示)，无论是氮还是磷，都存在显著差异，说明固定化微生物是氮磷去除的主要贡献者.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档图 10 固定化聚磷微生物小球对氮磷的去除效果4 结论1)本研究成功从高岐村某排污口筛选出1株典型的聚磷微生物，鉴定发现其属于产碱杆菌属(Alcaligenes sp.)细菌，将其命名为Alcaligenes sp. ZGED-12.2)研究发现，菌株ED-12能在高磷浓度下生长，16 h时进入生长对数期. 理化因素实验确定了聚磷菌ED-12的最适生长及发挥除磷能力的条件，其中，碳源、氮源和pH对其影响最大.磷浓度实验表明，低浓度磷不利于菌株ED-12的生长，但过高浓度反而会抑制菌体生长及发挥聚磷功能，最优磷浓度为45 mg · L-1.3)本研究成功实现了聚磷微生物的固定化，该固定化小球对氮磷的去除显示出了良好的效果，作用机理包括固定化材料对氮磷的物理化学吸附及微生物的吸收利用(或贮存). 其中，微生物在这个过程中起着关键作用.。

生物除磷实验报告

一、实验名称生物除磷实验二、实验目的1. 了解生物除磷的原理和过程。

2. 掌握生物除磷实验的操作方法。

3. 分析生物除磷的效果，探讨影响因素。

三、实验原理生物除磷是一种利用微生物将磷转化为可沉淀的磷酸盐的工艺。

在好氧条件下，聚磷菌将环境中的溶解性无机磷（如正磷酸盐）吸收到细胞内，并转化为聚磷酸盐储存起来。

当聚磷菌死亡后，其细胞壁会释放出聚磷酸盐，形成磷酸钙沉淀，从而达到除磷的目的。

四、实验器材与试剂1. 实验器材：- 恒温培养箱- 磷标准溶液- 硫酸钾- 硫酸铵- 硫酸钠- 氯化钠- 氯化钙- 氢氧化钠- 氯化铁- 碘化钾- 淀粉- 酚酞指示剂- 碱性氯化铁- 酒精- 烧杯- 移液管- 玻璃棒- 滤纸- pH计- 水浴锅- 电子天平2. 实验试剂：- 磷标准溶液：准确称取0.7494g磷酸二氢钾（K2HPO4），溶解于水中，定容至1000mL，浓度为1000mg/L。

- 硫酸钾：分析纯。

- 硫酸铵：分析纯。

- 硫酸钠：分析纯。

- 氯化钠：分析纯。

- 氯化钙：分析纯。

- 氢氧化钠：分析纯。

- 氯化铁：分析纯。

- 碘化钾：分析纯。

- 淀粉：分析纯。

- 酚酞指示剂：分析纯。

- 碱性氯化铁：分析纯。

- 酒精：分析纯。

五、实验步骤1. 准备实验材料：称取适量的硫酸钾、硫酸铵、氯化钠、氯化钙、氢氧化钠、氯化铁、碘化钾、淀粉等试剂，溶解于水中，配制成一定浓度的溶液。

2. 将配制好的溶液倒入烧杯中，加入适量的磷标准溶液，搅拌均匀。

3. 将溶液pH值调至7.0左右，加入酚酞指示剂，观察溶液颜色变化。

4. 将溶液加热至60℃，维持30分钟，观察溶液颜色变化。

5. 将溶液冷却至室温，用移液管取适量溶液，加入碱性氯化铁溶液，搅拌均匀。

6. 将溶液加入碘化钾溶液，观察溶液颜色变化。

7. 将溶液加入淀粉溶液，观察溶液颜色变化。

8. 记录实验数据，计算磷的去除率。

六、实验结果与分析1. 实验结果：- 磷的去除率：根据实验数据计算得出。

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 。

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。

生物除磷过程的影响因素

生物除磷过程的影响因素生物除磷基本原理在厌氧／好氧条件下培养出的聚磷微生物，在经过厌氧段的释磷后，能够在好氧段超其生理需要的吸收磷，并将其以聚合磷的形式储存在体内，形成聚磷污泥，并最终通过污泥的排放达到从污水中除磷的目的其除磷过程的具体表述为如下几个部分：厌氧释磷：在厌氧段，有机物通过微生物的发酵作用产生挥发性脂肪酸(VFAs)，聚磷菌(PAO)通过分解体内的聚磷和糖原产生能量，将VFAs 摄入细胞，转化为内贮物，是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用。

其所需的能量来自聚磷酸盐的水解，并将磷以正磷酸盐的形式释放到污水中。

好氧吸磷：在好氧段，以PHB形式贮存的的碳源物质氧化，同时释放的能量被聚磷微生物利用从污水中吸收过量的正磷酸盐，以合成新的细胞，形成富磷污泥。

生物除磷的影响因素包括：温度、溶解氧、pH值、厌氧区硝态氮、基质类型。

生物除磷过程的影响因素(一)BOD5负荷：一般认为，较高的BOD负荷可取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD/TP=20；有机基质的不同也会对除磷有影响，一般小分子易降解的有机物诱导磷的释放的能力更强；磷的释放越充分，磷的摄取量也越大。

(二)温度：在5~30C的范围内，都可以取得较好的除磷效果；(三)氧化还原电位：好氧区的ORP应维持在+40~50mV之间；缺氧区的最佳ORP为-160~5mV之间。

(四)溶解氧：在除磷菌释放磷的厌氧反应器内，应保持绝对的厌氧条件，即使是NO3-等一类的化合态氧也不允许存在；在除磷菌吸收磷的好氧反应器内，则应保持充足的溶解氧。

(五)污泥龄：生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩余污泥的多少对脱磷效果有很大影响，一般污泥短的系统产生的剩余污泥多，可以取得较好的除磷效果；有报道称：污泥龄为30d，除磷率为40%；污泥龄为17d，除磷率为50%；而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。

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。

反硝化聚磷菌影响因素

反硝化聚磷菌影响因素本次文献总结主要总结了生物除磷过程中的主要环境影响因素，以及对近期实验的一个最初步想法及简单计划。

主要文献来源：镁离子浓度对SBR生物除磷系统的影响，书籍祝贵兵、彭永臻的《生物除磷》等。

一、生物除磷过程中的主要环境影响因素近年来，随着对生物除磷工艺研究的逐渐深入，发现对于生物除磷有着诸多的限制因子，其中主要有进水中的碳源、污泥龄、温度、PH以及水中的金属离子等等。

碳源的影响在生物除磷的过程中，每去除一毫克的磷酸盐，需要消耗约20毫克的COD，其中的COD 指可快速生物降解COD和可慢速降解COD之和（废水中的Ss和Xs组分）。

聚磷菌的主要营养底物为挥发性有机酸，包括醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐等，在实际污水中挥发性脂肪酸可通过厌氧区发酵COD组分和部分慢速可生物降解COD的发酵作用（水解和酸化）或进行出沉污泥发酵（生物除磷利用的COD是可溶的，在实际中则有必要初沉分离发酵）。

在良好的生物脱氮除磷工艺中，BOD:N的值至少为4~5 。

镁离子对聚磷的影响在这些影响因素中金属离子（特别是镁离子）被认为是生物除磷工艺启动和稳定运行的重要影响因素。

Rickard等指出镁离子在磷酸盐的胞内运输过程及维持胞内聚磷酸盐的稳定性方面会起到较重要的作用。

通过李幸、高大文等人用SBR系统测试镁离子浓度对生物除磷系统的影响发现，在反应器启动阶段，适量的添加镁离子会加速聚磷菌的富集，并且能够加强整套生物除磷系统的稳定运行。

在SBR反应器除磷过程的稳定运行阶段，在镁离子不充足的系统中磷酸盐的去除率会逐渐下降甚至达到50%以下，系统恶化；而镁离子充足的系统中磷酸盐的去除会保持在90%以上，且磷酸盐的变化同镁离子的浓度变化成相似的趋势。

通过李幸、高大文等人的试验发现活性污泥体系中，要使得其中磷酸盐达到较好的处理效果，则Mg/P的变化范围应在0.2~0.6之间。

并且发现镁离子参与生物除磷中的释磷吸磷过程，随着磷酸盐的释放，污水中镁离子浓度也随之增大；随着磷酸盐的吸收，污水中镁离子浓度也随之降低。

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%。

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。

为什么你的生物除磷不达标？有这10个影响因素

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
为什么你的生物除磷不达标？有这10个影响因素
【中国技术前沿】主流除磷工艺的厌氧段在处理污水的水流方向上，其代表工艺有A/O、A2/O、Bardenpho 工艺、Phoredox 工艺、UCT、改良型UCT、SBR以及氧化沟工艺。

为什幺你的生物除磷不达标？有这10个影响因素
一、污水生物除磷机理：
污水生物除磷是利用聚磷菌的超量磷吸收现象。

聚磷菌在厌氧条件下，会释放出在好氧条件下吸收的磷。

进入好氧区后，聚磷菌可将积贮的PHB好氧分解，释放出的大量能量可供聚磷菌生长繁殖。

微生物在好氧条件下吸收的磷大大超过在厌氧条件下释放的磷。

由
于系统经常排放剩余污泥，被细菌过量摄取的磷也将随之排出系统，因而可获得较好的除磷效果。

二、影响生物除磷效果因素
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，其影响因素有：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、CP比、RBCOD 含量、糖原、HRT等。

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幺明显，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。

2、pH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，
专注下一代成长，为了孩子。

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。

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。

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。

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。

污水处理技术之生物除磷的原理及6大影响因素

污水处理技术之生物除磷的原理及6大影响因素废水中磷的存在形态取决于废水的类型，最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。

生活废水的含磷量一般在10～15mg/L左右，其中70%是可溶性的。

常规二级生物处理的出水中90%左右的磷以磷酸盐的形式存在。

在传统的活性污泥法中，磷作为微生物正常生长所必需的元素用于微生物菌体的合成，并以生物污泥的形式排出，从而引起磷的去除，能够获得10%～30%的除磷效果。

在某些情况下，微生物吸收的磷量超过了微生物正常生长所需要的磷量，这就是活性污泥的生物超量除磷现象，废水生物除磷技术正是利用生物超量除磷的原理而发展起来的。

(一)生物除磷的原理根据霍尔米(Holmers)提出的化学式，活性污泥的组成是C118H170O51N17P，由此可知，C:N:P=46:8:1。

如果废水中N、P的含量低于此值，则需另行从外部投加;如等于此值，则在理论上应当是能够全部摄取而加以去除的。

生物除磷的基本原理是利用一种被称为聚磷菌(也称为除磷菌、磷细菌等)的细菌在厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐(该过程称为厌氧释磷);而在好氧条件下又能超过其生理需要从水中吸收磷(该过程称为好氧吸磷)，并将其转化为细胞体内的聚合磷酸盐，从而形成富含磷的生物污泥，通过沉淀从系统中排出这种富磷污泥，达到从废水中除磷的效果。

1.在厌氧区内的释磷过程。

在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌通过发酵作用将溶解性BOD转化为挥发性有机酸(VFA)，聚磷菌吸收VFA并进入细胞内，同化合成为胞内碳源的储存物—聚-β-羟基丁酸盐(PHB)，所需的能量来源于聚磷菌将其细胞内的有机态磷转化为无机态磷的反应，并导致磷酸盐的释放。

2.在好氧区内的吸磷过程。

聚磷菌的活力得到恢复并以聚磷的形态储存超出生长需要的磷量，通过对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储存起来，磷酸盐从液相去除。

产生的高磷污泥通过剩余污泥的形式得到排放，从而将磷从系统中去除。

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。

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。

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。

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。

生物除磷的原理和工艺

生物除磷的原理和工艺城市污水所含的磷主要来源于人类活动的排泄物及废弃物、工矿企业、合成洗涤剂和家用清洗剂等，所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐。

那么它的原理是什么呢？工艺又有哪些呢？一起来了解一下！1、生物除磷的基本原理在废水生物除磷过程中，活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时，在活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”，聚磷菌在好氧条件下可超出其生理需要而从废水中过量摄取磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。

在生物除磷污水处理厂中，都能观察到聚磷菌对磷的转化过程，即厌氧释放磷酸盐——好氧吸收磷，也就是说，厌氧释放磷是好氧吸收磷和最终除磷的前提条件。

2、生物除磷的影响因素⑴有机物负荷及其性质⑵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。

⑶溶解氧由于磷是在厌氧条件下被释放、好氧条件下被吸收而被去除，因此，溶解氧对磷的去除速率和去除量影响很大。

溶解氧的影响体现在厌氧区和好氧区两个方面。

⑷厌氧区的硝态氮在生物除磷工艺中，硝酸盐的去除是除磷的先决条件。

进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低除磷能力。

⑸泥龄由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此，处理系统中泥龄的长短对污泥摄磷作用及剩余污泥的排放量有直接的影响，从而决定系统的脱磷效果，以除磷为目的的污水处理系统的污泥龄一般控制在3、5～7d。

⑹pH值生物除磷系统合适的pH值范围与常规生物处理相同，为中性和弱碱性。

较高的pH值会导致磷酸钙的沉积，堵塞管道，影响污水厂的正常运行。

3、生物除磷的典型工艺典型工艺为A/O除磷工艺，由活性污泥反应池和二沉池构成。

活性污泥反应池分为厌氧区和好氧区，污水和污泥顺次经厌氧和好氧交替循环流动。

回流污泥进入厌氧池，微生物在厌氧条件下吸收去除一部分有机物，并释放出大量的磷，然后进入好氧池并在好氧条件下摄取比在厌氧条件下所释放的更多的磷，同时废水中有机物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩余污泥的'形式排出处理系统，实现磷的去除。

国外反硝化聚磷菌除磷影响因素的研究

反硝化速度受温度影响较大，ＤＢ的泥龄变化对反硝化速度而Ｐ没有大的影响；Ｓ ≥ １，当ＲＴ５ｄＴ≥ １０℃时，ｒ工艺的脱氮最Ｕｃ
高。Ｍｅｚｕｉ０１年）４ｒｋ（０ｏ２等Ｉ报道ＳＴ反硝化除磷系统的Ｓ』ＲＲＴ＝
Ｓ自溶” 现象。稳定，而且克服了单污泥系统中硝化菌生长和ＤＢ生长的矛盾，１Ｐ５ｄ时对除磷更为有利，ＲＴ过长会出现磷的“ ．Ｈ使硝化步骤得到最优控制，并且出水中的硝酸盐浓度很低。但双１４ｐ的影响
１影响因素的研究
１１污泥系统的影响．
１１１单污泥系统对反硝化除磷的影响．．
使（Ｏ）ＢＡ／ＳＲ中的污泥经常处于有亚硝酸盐存在的环境中。
１３污泥停留时间（ＲＴ）．Ｓ的影响
反硝化除磷工艺的单、污泥系统由于硝化段设置方式的不双
污泥系统需增设额外的处理构筑物，如沉淀池和硝化池，同时最Ｋｂ等Ｊ１９ｕａ在９７年进行了ｐＨ对ＤＢ厌氧释磷影响的研Ｐ试验发现ｐＨ对ＨＣ消耗速率的影响很小。相反，Ａ对厌氧释大的缺点是在ＤＢ污泥回流中含有大量的氨氮。在双污泥系统究，Ｐ这导致了ＰＣ值（／释放的Ｐ吸收的ＨＡ随ｏ／ＯＨ值中氨氮的去除主要受体积交换比的影响，比值越大，此去除效果磷有很大影响，
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第３６卷第１８期２０１０年ＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥ（ＵＲＥ
Ｖｄ．６Ｎｏ．８３１Ｊｎ．２０ｕ０１