反硝化聚磷菌同步解决脱氮除磷两大问题
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。
同步硝化反硝化
同步硝化反硝化的出路，究竟在何方？古语云：殊途同归。
对于污水脱氮来说，亦是如此。
处理方法并不是只有一种。
方法一：依照传统生物脱氮理论，在脱氮过程中需要经过硝化和反硝化两个过程，最终将氨氮转化为氮气而解决污水处理脱氮问题。
生物脱氮原理如下：硝化作用是在亚硝酸菌作用下将氨氮转化为NO2-N，然后硝酸菌将NO2-N转化为NO3-N。
反硝化作用是指在厌氧或缺氧情况下将NO3-N转化为NO2-N，并最终将NO2-N转化为N2。
方法二：然而，近年来，国内外的不少研究和报告证明存在着同步硝化反硝化现象。
同步硝化反硝化又称短程硝化反硝化。
是指在同一反应器内同步进行硝化反应和反硝化反应。
这样的反应中，反硝化可以直接利用硝化作用转化的NO2-N进行反应，而不必将氨氮转化为NO3-N，可以减少能源的消耗，以及对氧的需求。
条条道路通罗马，那么总有一条是最合适的吧？那么，相对于传统脱氮反应来说，同步硝化反硝化又具有什么样的优势呢？根据化学计量学统计，与传统硝化反硝化脱氮反应相比，同步硝化反硝化具有以下优势：1.在硝化阶段可以减少25%左右的需氧量，减少对曝气的需求，就是减少能耗；2.在反硝化阶段减少了40%的有机碳源，降低了运行费用；3.NO2-N的反硝化速率比NO3-N的反硝化速率高63%左右；4.减少50%左右污泥；5.反应器容积可以减少30%-40%左右；6.反硝化产生的OH－可以原地中合硝化作用产生的H＋,能有效保持反应容器内的PH。
（以上数据出自论文：《同步硝化反硝化脱氮机理分析及影响因素研究》）既然有这么多的优势，那么为什么同步硝化反硝化工艺一直没能得到推广呢？这个，就要用一句古语来解释了：祸兮，福之所倚，福兮，祸之所伏。
也就是说，有利就有弊。
同步硝化反硝化工艺进入人们的视线以来，科学家以及相关的研究人员在上面倾注了大量的精力进行研究，对影响同步硝化反硝化反应的因素有了详细的了解。
同步硝化反硝化的影响因素总结如下：1.溶解氧（DO）控制系统中溶解氧，对获得高效的同步硝化反硝化具有极其重要的意义。
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生很大的危害;然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污废水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除;同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准;因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要;2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将3NH 转化为N NO --2和N NO --3;在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2经反亚硝化和N NO --3经反硝化还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环;水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的1;错误!硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+硝化——全程硝化亚硝化+硝化：O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌错误!反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分;主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮;硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮;其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从+4NH 或-2NO 的氧化反应中获取能量;其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35 ℃,在土壤中为30-40 ℃,最佳pH 值偏碱性;反硝化作用是反硝化菌大多数是异养型兼性厌氧菌,DO< mg/L 在缺氧的条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ,同时降解有机物2;生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态或颗粒态;所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离;废水在生物处理中,在厌氧条件下,聚磷菌的生长受到抑制,为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放;进入好氧环境后,活力得到充分恢复,在充分利用基质的同时,从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐,从而完成聚磷的过程;将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的3;聚磷菌在厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP 以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB;与此同时释放出-34PO 于环境中1; 好氧吸磷过程聚磷菌在好氧条件下,分解机体内的PHB 和外源基质,产生质子驱动力将体外的-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸,将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐异染颗粒; 3 生物脱氮除磷工艺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;近年来,随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入,以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用,衍生出了许多新的生物脱氮除磷工艺,其中典型的几种处理工艺如下;SBR 工艺SBR 工艺是一种新近发展起来的新型处理废水的工艺,即为序批式好氧生物处理工艺,其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同,不同点是其在运行时,进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序,依次在一个反应池中周期性运行,所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统,系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易;该法处理焦化废水有着独有的优势：一是不要空间分割,时序上就能创造出缺氧和好氧的环境,即具有A ／O 的功能,十分有利于氨氮和COD 的去除;二是该法的沉淀是一种静止的沉淀,对污泥沉淀性能不好的废水,固液分离效果非常明显;三是该法可以省去二沉池,其占地面积相对要小一些;自动控制系统的发展和完善,为SBR 工艺的应用提供的物质基础;但因为SBR 是间歇运行的,为了解决连续进水问题,至少需要设置两套SBR 设施,进行切换运行;SBR 工艺流程图见图14;CAST 工艺CAST 实际上是一种循环SBR 活性污泥法,应器中活性污泥不断重复曝气和非曝气过程,生物反应和泥水分离在同一池内完成,与SBR 同样使用滗水器;污水首先进入选择器,污水中溶解性的有机物通过生物作用得到去除,回流污泥中硝酸盐也此时得到反硝化；然后进入厌氧区,此时为微生物释磷提供条件；第三区为主曝气区,主要进行BOD 降解,同时硝化反硝化;CAST 选择器设置在池首,防止了污泥膨胀; 3．3 MSBR 工艺连续流序批式活性污泥法工艺ModifiedSequencing Batch Reactor,简称MSBR;首先,污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分释磷,然后混合液进入缺氧池反硝化;反硝化后的污水进入好氧池,有机物在好氧条件下被降解,活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放;此时另一边的SBR 在回流量的条件下进行反硝化、硝化或静置预沉;回流污泥首先进入浓缩池浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥进入缺氧池;这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件;CAST 综合了以往除磷脱氮工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大速率环境,去除有机污染物效率更高,脱氮除磷效果更好A/2工艺OA/2工艺传统OA/2工艺或称AAO工艺,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时作到脱氮、O除磷和有机物的降解,其工艺流程见图2;污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化;污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮;硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为2~4倍原污水流量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除;混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一不降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除;该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5;它将厌氧段、缺氧段放在工艺的第一级, 充分发挥了厌氧菌群承受高浓度、高有机负荷能力的优势, 处理效果较好, 产生的污泥较一般的生物法少;可用于处理工业废水比重较大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基础上发展起来的, 因而也较容易用于生物法处理的老污水厂的改造;A/2工艺改良O改良O A /2工艺是中国市政工程华北设计研究院提出的,工艺综合了A/O 工艺和改良UCT 工艺的优点,即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池;首先回流污泥和10%的污水进入厌氧/缺氧池进行反硝化以去除回流污泥中的硝酸盐;90%的污水进入厌氧区与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下将部分易生物降解的大分子有机物转化为VFA ；聚磷菌释磷,同时吸收VFA 以PHB 的形式贮存于胞内;在缺氧区,反硝化菌利用污水中的有机物和经混合液回流而带来的硝酸盐进行反硝化,同时去碳脱氮；在好氧区,有机物浓度相当低,有利于自养硝化菌生长繁殖,进行硝化反应,同时聚磷菌过量摄磷;通过沉淀、排除剩余污泥达到除磷的目的;该工艺降低回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响,有利于厌氧池的聚磷菌释磷,改善了泥水分离性能6;3．5 UCT 改良工艺改良的UCT 工艺University of Cape Town 脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系统组成,有2 个缺氧池;缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥,同时缺氧1 池有混合液回流至厌氧池,以补充厌氧池中污泥的流失;回流污泥携带的硝态氮在缺氧1 池中经反硝化被完全去除;在缺氧2池中接受来自好氧池的混合液回流,同时进行反硝化,缺氧1 池出水中的N NO --3 带进厌氧池使之保持较为严格的厌氧环境,从而提高系统的除磷效率7;立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种而有效的污水处理技术,具有稳定的处理效果,是污水生物处理技术之一;特别是用于污水脱氮,氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN 去除效率高;然而,与活性污泥法相比,氧化沟占地面积较大,在土地紧张的城市或地区,氧化沟的应用受到限制8;针对常规氧化沟存在的问题,成功地研究出立体循环一体化氧化沟;其特点是：① 氧化沟采用立体循环,在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程;与现有氧化沟相比,占地面积可减少约50%;② 沉淀区与氧化沟合建,沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内,可节省投资和能耗;③ 结构紧凑,运行操作简便;新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点,又可减少占地面积; 4 结语污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点;新的脱氮除磷理论的提出,为生物脱氮除磷工艺指引了方向;如：SND 同时硝化反硝化工艺、SHARON 工艺、氧限制自氧硝化—反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺等;但是,生物脱氮除磷工艺的发展已不仅仅要求对N,P 去除率,而且要求处理效果稳定,可靠的运行工艺;今后对此技术的研究应集中在以下方面：第一、加深除磷机理的研究;反硝化聚磷菌的出现解决了硝化菌与聚磷菌争夺碳源,污泥龄不同等主要矛盾;为新型同步脱氮除磷工艺提供了理论依据;但是对于反硝化聚磷菌的了解还不够全面,尤其是其除磷机理还待于进一步研究;应突破传统理论,从微生物的角度来调控工艺;第二、随着脱氮除磷工艺的进一步发展,许多研究者在进行小试时,都驯化出颗粒污泥,而颗粒污泥的出现改善了污泥膨胀这一难题;同时发现颗粒污泥对N,P 的去除要远远优于絮状污泥;今后在对颗粒污泥的研究上应更加深入,研究了解颗粒污泥外部的胞外聚合物是否对N,P 有吸附作用,并进一步研究颗粒污泥的形成机理,调整现有反应器的运行参数,从而加速颗粒污泥的形成,提高脱氮除磷效率;。
同步脱氮除磷工艺中的矛盾关系及
同步脱氮除磷工艺中的矛盾关系及对策！点击关注环保工程师昨天undefined环保工程师专注于知识分享！关注1、泥龄问题作为硝化过程的主休,硝化菌通常都属于自养型专性好氧菌.这类微生物的一个突出特点是繁殖速度慢,世代时间较长.在冬季,硝化菌繁殖所需世代时间可长达30d以上;即使在夏季,在泥龄小于5d的活性污泥中硝化作用也十分微弱.聚磷菌多为短世代微生物,为探讨泥龄对生物除磷工艺的影响,Rensink等(1985年)用表1归纳了以往的研究成果,并指出降低泥龄将会提高系统的除磷效率.由表1可见聚磷微生物所需要泥龄很短。
泥龄在3.0d左右时,系统仍能维持较好的除磷效率.此外,生物除磷的唯一渠道是排除剩余污泥.为了保证系统的除磷效果就不得不维持较高的污泥排放量,系统的泥龄也不得不相应的降低.显然硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾.若泥龄太高,不利于磷的去除;泥龄太低,硝化菌无法存活,且泥量过大也会影响后续污泥处理.针对此矛盾,在污水处理工艺系统设计及运行中,一般所采用的措施是把系统的泥龄控制在一个较窄范围内,兼顾脱氮与除磷的需要.这种调和,在实践中被证明是可行的。
为了能够充分发挥脱氮与降磷两类微生物的各自优势,可采取的其它对策大致上有两类。
第一类是设立中间沉淀池,搞两套污泥回流系统使不同泥龄的微生物居于前后两级(见图1),第一级泥龄很短,主要功能是除磷;第二级泥龄较长,主要功能是脱氮.该系统的优点是成功地把两类泥龄不同的微生物分开.但是,这类工艺也是存在局限性.第一,两套污泥回流系统,再加上中间沉淀池和内循环,使该类工艺流程长且比较复杂.第二,该类工艺把原来常规A2/O(见图25)工艺中同步进行的吸磷和硝化过程分离开来,而各自所需的反应时间又无法减少,因而导致工艺总的停留时间变长.第三,该工艺的第二级容易发生碳源不足的情况,致使脱氮效率大受影响.此外,由于吸磷和硝化都需要好氧条件,工艺所需的曝气量也可能有所增加。
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。
城镇污水处理A2O工艺脱氮与除磷矛盾
A2O工艺脱氮与除磷矛盾A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
在传统A2O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。
一、传统A2O工艺存在的矛盾1、污泥龄矛盾传统A2/O工艺属于单泥系统，聚磷菌（PAOs）、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同：1）自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。
冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT）需控制在30d以上；即使夏季，若SRT＜5 d，系统的硝化效果将显得极其微弱。
2）PAOs属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin）。
从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。
若排泥不及时，一方面会因PAOs的内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽，进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β-羟基烷酸（PHAs）的贮存，系统除磷率下降，严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放；另一方面，SRT也影响到系统内PAOs和聚糖菌（GAOs）的优势生长。
在30℃的长泥龄（SRT≈10d）厌氧环境中，GAOs对乙酸盐的吸收速率高于PAOs，使其在系统中占主导地位，影响PAOs释磷行为的充分发挥。
2、碳源竞争及硝酸盐和DO残余干扰在传统A2/O脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。
一般而言，要同时完成脱氮和除磷两个过程，进水的碳氮比（BOD5 /ρ(TN)）＞4～5，碳磷比（BOD5/ρ(TP)）＞20～30。
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。
污泥反硝化除磷能力
污泥反硝化除磷能力1 引言在传统生物脱氮除磷工艺中，氮的去除主要是通过好氧硝化和缺氧反硝化两个独立的过程来实现，磷则是通过厌氧释磷和好氧吸磷两步完成.因此，同步脱氮除磷需要硝化菌、反硝化菌和聚磷菌(PAOs)同时参与.由于反硝化过程和释磷过程都需要有机物提供碳源，反硝化细菌和PAOs之间存在竞争，所以当污水中碳源不足时，系统对氮、磷的去除效果将受到影响.反硝化除磷菌(DNPAOs)可以利用同一碳源处理硝酸盐/亚硝酸盐和磷，从而避免了对有机碳源的竞争.DNPAOs能在厌氧条件下将有机物转化为PHA存储在细胞内，而且能利用硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行好氧吸磷.DNPAOs产能效率较低，污泥产量可以降低20%~30%.因此，DNPAOs在同步生物脱氮除磷中具有较大优势.颗粒污泥具有结构致密、沉降性能好、生物密度大、微生物种类多、污泥活性高、抗冲击能力强等优点.研究表明，颗粒污泥内部由于氧气渗透深度有限可以同时存在好氧/缺氧/厌氧环境，有利于同步脱氮除磷.在SBR反应器中，通过搅拌、曝气等选择压能够得到反硝化除磷颗粒污泥，这种颗粒污泥兼具反硝化除磷技术和颗粒污泥的优势.反硝化除磷颗粒污泥技术作为一种新型的污水处理技术，目前尚处于实验室小试阶段，尚未得到广泛应用，关于颗粒化过程的报道及颗粒污泥特性等的文章也不多见.为此我们进行本试验的探究，拟为反硝化除磷颗粒污泥的颗粒化过程及其特性提供一定的实践参考和理论依据.试验采用三套完全相同的SBR反应器R1、R2和R3，以A/O/A运行模式，接种普通絮状污泥，分别以普通人工配水、加Ca2+人工配水和实际生活污水为进水水源，进行反硝化除磷颗粒污泥的培养，并研究反硝化除磷颗粒污泥的相关特性及其除污性能.2 材料与方法2.1 试验装置本试验采用的3套SBR反应器R1、R2、R3形态结构完全相同，试验装置如图 1所示.反应器由有机玻璃加工制成，内径120 mm，外径220 mm，高800 mm，高径比H/D为6.7，有效容积7 L.SBR反应器的运行采用时间程序控制器进行自动控制，反应器全程不控温，均在室温(23~28 ℃)条件下运行.人工配水和实际生活污水由计量泵从反应器上部引入，厌氧和缺氧过程由搅拌仪实现，转速为300 r · min-1，好氧过程利用气泵从底部曝气实现.试验所用污泥取自武汉市沙湖污水处理厂二沉池，经初步处理后投加到反应器中，初始污泥浓度约为5000 mg · L-1.图1 SBR反应器示意图2.2 系统运行模式3套反应器均采用A/O/A模式，反应周期为8 h，每日运行3个周期，每周期排水比为50%.好氧段DO值控制在5.0 mg · L-1左右，缺氧段低于0.50 mg · L-1，厌氧段低于0.25mg · L-1.具体运行模式如表 1所示.表1 A/O/A模式不同阶段运行时间2.3 试验用水与水质本实验进行人工配水和实际生活污水的对比分析，其中，R1采用人工配水，R2采用加10 mg · L-1 Ca2+人工配水(Ca2+由CaCl2提供)，R3采用取自武汉大学茶港小区的实际生活污水.污水水质如表 2所示.同时人工配水中加入微生物生命活动所需的各种微量元素，微量元素组成如表 3所示.表2 人工配水和实际生活污水水质表3 微量元素液成分2.4 分析方法采用国家标准方法测定COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TN和TP，采用pHS-25型酸度计测量pH值，采用YSI5000型溶解氧测定仪测定DO.颗粒污泥外观形态及生物相采用电子显微镜进行观察，含水率和比重的测定采用重量法，比耗氧速率的测定采用污泥呼吸测量法.3 结果与分析3.1 颗粒污泥培养及特征接种污泥为浅黄褐色絮状，无明显丝状菌，活性较低.在SBR中不同进水培养过程中，絮状污泥由细小的不规则颗粒变成个体较大较饱满的颗粒，最终长成形状呈球形或椭球形，颜色为黄褐色或黑褐色，结构致密，边缘较清晰的颗粒污泥.研究发现，反硝化除磷颗粒污泥颜色较深，原因是缺氧段颗粒污泥内部pH较低，使部分金属盐沉积.R1~R3中颗粒污泥特性如表 4所示.从表 4可知，R1~R3间相比，R1、R2较R3中颗粒污泥平均粒径和比重偏高，含水率和比耗氧速率偏低.说明R1和R2中颗粒污泥孔隙率较小，生物密度较大，但微生物活性较R3低.造成这些区别的主要原因有二：一是R1和R2中污水负荷较R3中偏高，二是R3中生活污水成分较R1和R2中配水更为复杂.与活性污泥相比，R1~R3中颗粒污泥粒径和比重明显增加，含水率明显降低，比耗氧速率也有很大提高;与已有的关于反硝化除磷颗粒污泥报道相比，粒径、含水率和比重处于中等水平区间，但比耗氧速率偏小，分析主要是COD 负荷过低所致.表4 颗粒污泥特性对比3.2 启动期除污性能3.2.1 COD去除启动期R1~R3中COD去除情况如图 2所示.由图 2可以看出，R1、R2中COD去除率均较高，但R2平均出水COD较R1低，原因可能是Ca2+有助于颗粒污泥的形成，R2中反硝化除磷颗粒污泥成长速度较快.R3初期对COD有一定的去除能力，但当进水浓度变化时，这种能力不稳定，说明抗冲击负荷能力不强;后期，R3系统的处理能力逐渐增强并稳定，不随进水浓度的变化出现大的波动，此时系统内颗粒污泥已经逐渐成熟起来，具有较强的去污能力和抗冲击负荷能力.R3平均去除率低于R1、R2，主要是因为R3初期进水COD变化太大，抗冲击负荷能力弱，同时水中含有较多的惰性有机质难被微生物利用;后期去除率稳定在90%左右，说明R3具备了稳定高效的处理能力，同时具有较强的抗冲击负荷能力.图2 R1~R3中COD去除情况由此可见，反硝化除磷颗粒污泥启动阶段对COD的去除是很高效的，这主要是因为生物除磷过程是一个需能反应过程，必须供给足够的能量才能合成PHAs供微生物使用.本文结果与以往试验结果一致.3.2.2 氮的去除图 3为R1、R2和R3对NH4+-N的去除情况.从图 3中可以看出，R1和R2对NH4+-N的去除情况呈现与COD类似的规律，即R2的处理能力和处理效果较R1强且稳定.后期系统对NH4+-N的去除率都稳定在95%以上.R3前期对NH4+-N的处理能力比较强，这是因为系统中本来就存在一定数量的硝化细菌.当进水NH4+-N浓度从18.44 mg · L-1骤升到111.98 mg · L-1时，系统出水NH4+-N浓度也随之升高，去除率下降，这主要是由于系统硝化菌数量有限，未完全进行硝化反应;但系统抗冲击负荷能力很强，迅速恢复了高效去除NH4+-N能力，去除率上升并稳定在90%以上.+去除情况图3 R1~R3中NH4根据Kishida等的研究发现，反硝化除磷颗粒污泥启动过程中硝氮的去除率一般较高，基本可达95%以上，而普通SBR工艺去除率一般为90%左右.这说明反硝化除磷颗粒污泥工艺具有良好的同步脱氮除磷效果，主要原因是在颗粒污泥内部存在一个“缺氧区”，在此区域内能进行好氧条件下的反硝化作用，增加了氨氮的去除效果.图 4为R1、R2、R3对TN的去除情况.从图 4可以看出，R1和R2中前期TN去除效果波动较大，后期趋于平稳，主要是因为随着系统内絮状污泥逐渐转化为颗粒污泥，DNPAOs得到有效富集，提高了反硝化能力，使硝酸氮和亚硝酸氮彻底反硝化去除.与R1和R2相比，R3对TN的去除效果波动较大，并呈现出与NH4+-N去除效果类似的趋势.从图 4中还可以看出，在运行第30 d时，进水TN浓度骤升至114.16 mg · L-1，TN去除效果下降，但经过4 d的短时运行后，系统对TN 的去处效果又恢复了稳定，说明R3系统已经具备了很强的抗冲击负荷能力.图4 系统对TN的去除情况综合来看，R3系统对氨氮的去除效果与对总氮的去除效果并不同步，在对氨氮去除效果良好的基础上，系统只有具有良好的反硝化能力，才可以实现高效生物脱氮.3.2.3 磷的去除R1、R2和R3系统对TP的去除情况如图 5所示.从图 5中可见，R1、R2系统前期的除磷能力较差，出水浓度较高;中后期R1和R2系统除磷能力逐渐提高并保持稳定，最终TP去除率均可保持在90%左右;并且运行前期R1对TP去除能力较R2稍强，后期却稍弱于R2.分析原因可能是运行前期两系统中投泥量稍有差异，R1污泥浓度稍高于R2;运行后期R2中反硝化除磷颗粒污泥生长速度快于R1，致使R2中DNPAOs逐渐呈现优势.R3前期除磷效果较差，主要是因为系统中DNPAOs浓度较低，进水COD负荷不足;后期系统除磷效果逐步提高并趋于稳定，最终TP出水浓度稳定在1 mg · L-1以下，去除率高于90%.与R1、R2相比，R3出水平均TP浓度更低，因为R3进水平均TP浓度远低于R1、R2;R3平均去除率低于R1、R2系统，这是由于R3采用的生活污水中有机物浓度较低，可供DNPAOs吸收利用的短链脂肪酸较少，不利于DNPAOs的增长繁殖，系统除磷效率的提高较人工配水系统缓慢.图5 系统对TP的去除情况总体来看，与普通SBR工艺及颗粒污泥工艺相比，反硝化除磷颗粒污泥工艺对TP的去除是很高效的.这主要是由于氧气渗透深度的限制在颗粒污泥内部形成了好氧状态下的“好氧-缺氧-厌氧”分区，促进了同步反硝化除磷效能.在系统运行的第22 d，供电系统断电故障，导致R1~R3中去除情况波动.当系统供电恢复后，R1~R3也得以恢复正常.综合看来，R1、R2和R3系统出水COD、NH4+-N、TN均达到一级A排放标准，出水TP达到一级B标准，出水TP多维持在0.02~0.70 mg · L-1范围内.3.3 典型周期除污性能反硝化除磷颗粒污泥系统稳定后对COD、NH4+-N、TN和TP的去除效果较培养阶段有所提高，图 6为一典型周期内R1、R2和R3中污染物浓度变化情况.从图 6中可见，三系统对COD、NH4+-N、TN和TP的去除率都在90%左右，系统对污染物的去除稳定且高效.从图 6可以看出，一个周期内R1~R3中NH4+-N分别减少了143.66、160.91、41.87 g，对应的NO3--N增加量则仅为75.85、84.04、15.01 g.因此，根据的化学计量方程计算出通过好氧反硝化去除的NO3--N量分别为64.85、73.56、26.00 g.图6 典型周期营养物变化情况根据和)的报道，DNPAOs的反硝化吸磷率分别为2.10、1.97 g · g-1(以每克NO3--N吸收的P量(g)计)，本实验中均值为2.0 g · g-1.反硝化除磷分析及对比如表 5所示.由表 5可知，R1、R2中经DNPAOs去除的磷含量比例分别为42.01%、60.95%，与报道的50%较接近;与活性污泥和已有的反硝化除磷颗粒污泥报道数据相比，本实验中R1~R3的最大比释磷速率(SPRR)偏小，而最大比吸磷速率(SPUR)则偏大，主要是由于颗粒污泥内部存在扩散阻力，同时在好氧段中颗粒污泥内部PAOs由于氧气不足无法正常发挥作用吸磷，而DNPAOs厌氧比吸磷速率较好氧时.需要特别提出的是，已有报道中提出的DNPAOs去除的磷含量比例(1.97、2.10 g · g-1)均不适用于R3系统，已有数值偏大，具体系数有待进一步研究.分析原因是因为上述系数都是在人工配水条件下得到的，而生活污水系统组分复杂，影响因素更多.表5 反硝化除磷分析及对比4 颗粒化机制探析在好氧颗粒污泥的形成过程中，选择压假说是最受认可的，选择压可以分为水力选择压和生物选择压.通过控制反应器的结构特性(主要是H/D)和水力条件等将性能差的污泥淘汰，同时通过改变混合液中有机负荷选择适宜的微生物种类和数量.本试验通过逐步降低沉降时间、曝气提供水力剪切力、A/O/A交替运行等水力选择压来促进反硝化除磷颗粒污泥的形成;通过逐步缩短好氧段运行时间，延长缺氧段运行时间来强化反硝化除磷能力.具体表现为：①逐步缩短反应器沉降时间(由起始的20 min逐步降低至2 min)，在此过程中排出沉降性能差的污泥，富集沉降性能优良的菌胶团.②通过曝气为反应器提供连续、均匀水力剪切力，同时提供充分混合的好氧条件(好氧段DO值约5 mg · L-1)，以促进细胞之间的自凝聚.③A/O/A交替运行模式为具有反硝化除磷功能的细菌提供理想的生长环境，使其在同丝状细菌的竞争中处于优势地位，提供较大的传质动力.同时，一些学者提出了好氧颗粒污泥形成的晶核假说，无机晶核在反应前期提供细胞凝聚的晶核，促进颗粒污泥的快速形成.本试验R2系统中加入10 mg · L-1 Ca2+使反应器颗粒污泥形成速度较快，也可以佐证这种观点。
反硝化聚磷菌的筛选驯化及其脱氮除磷的效能研究
反硝化聚磷菌的筛选驯化及其脱氮除磷的效能研究摘要：反硝化聚磷菌是一类具有优异脱氮及除磷功能的微生物，本文以反硝化聚磷菌的筛选驯化及其脱氮除磷的效能研究为题，对反硝化聚磷菌的生理特性、筛选驯化、环境适应能力及其在脱氮除磷过程中的应用等方面进行了探讨和总结。
首先对常见的反硝化聚磷菌进行了分类和鉴定，介绍了其生长特性、代谢途径和代表菌的特点。
然后探讨了反硝化聚磷菌的筛选方法和驯化过程，阐述了物理、化学和基因工程等方法在反硝化聚磷菌筛选中的应用，并从优化培养基、控制生长条件等方面进行了菌株驯化的研究。
其次，针对反硝化聚磷菌在不同环境条件下的适应能力，探讨了其在环境因素变化下的适应性和增强适应性的机制，如微量元素的作用和自适应突变等方面。
最后，重点阐述了反硝化聚磷菌在脱氮除磷过程中的应用和效能，包括同步脱氮除磷工艺的研究、反硝化聚磷菌与其他微生物协同作用的研究等。
本文总结了反硝化聚磷菌在环境净化中具有潜在的应用前景，为其进一步开发利用提供了科学依据。
关键词：反硝化聚磷菌，筛选驯化，环境适应能力，脱氮除反硝化聚磷菌是一类可以同时完成污水处理中氮和磷的去除的微生物。
本文对反硝化聚磷菌的生理特性、筛选驯化、环境适应能力及其在脱氮除磷过程中的应用等方面进行了综述。
首先，本文分类和鉴定了常见的反硝化聚磷菌，并介绍了它们的生长特性、代谢途径和代表菌的特点。
接着，本文探讨了反硝化聚磷菌的筛选方法和驯化过程，包括物理、化学和基因工程等方法，并重点阐述了菌株驯化方面的研究。
此外，本文还对反硝化聚磷菌在不同环境条件下的适应能力进行了探讨，包括其在环境因素变化下的适应性和增强适应性的机制，例如微量元素的作用和自适应突变等方面。
最后，本文重点介绍了反硝化聚磷菌在脱氮除磷过程中的应用和效能，包括同步脱氮除磷工艺的研究、反硝化聚磷菌与其他微生物协同作用的研究等。
本文总结了反硝化聚磷菌在环境净化中具有潜在的应用前景，为其进一步开发利用提供了科学依据未来反硝化聚磷菌的应用前景非常广阔，特别是其在污水处理领域的应用。
反硝化聚磷菌研究进展_孙玲
污 水 处 理 厂［１４］ ２０１０
ＳＹＪ－１
景 观 水 体［１５］ ２００９
无
污 水 处 理 厂［１６］ ２００９
无
实 验 室 自 筛［１７］ ２００９
无
富 营 养 化 水 体［１８］ ２００７
ＦＡ６
连 续 流 污 泥［１９］ ２０１２
Ｄ－５２、０１０７４、 ０１１０２
白 洋 淀 污 泥［２０］ ２００８
ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ Ｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ＤＮＰＡＯｓ），它 们的发现为解决碳源利用和泥龄差异 的 矛 盾 提 供 了 可 能 ，使 得 脱 氮 除 磷 得 以 同 步 进 行 。 ［１－３］ 清 楚 ＤＮＰＡＯｓ的 最 优 生 长 条 件 是充分利用 ＤＮＰＡＯｓ实现污水同 步 脱 氮 除 磷 的 先 决 条 件 。 本 文归纳了近几年发现 的 ＤＮＰＡＯｓ种 类，介 绍 了 ＤＮＰＡＯｓ的 除 磷机制，并阐述了影响 ＤＮＰＡＯｓ脱 氮 除 磷 效 果 的 主 要 因 素，以 期为其实际应用提供参考。
反硝化聚磷菌研究进展 孙 玲 钱雨荷 张惠芳 等
４１
在，在放线菌中也有少量报 道，已 鉴 定 的 ＤＮＰＡＯｓ有 假 单 胞 菌 属、不动杆菌属、芽 孢 杆 菌、红 环 菌 属 的、副 球 菌 属 等。 目 前 发 现 的 反 硝 化 聚 磷 菌 见 表 １。
表 １ 反 硝 化 聚 磷 菌 种 类
４０
文 章 编 号 ：１００７－４９２９（２０１５）０２－００４０－０５
节 水 灌 溉 ·２０１５ 年 第 ２ 期
反硝化聚磷菌研究进展
孙 玲１，２，钱 雨 荷２，张 惠 芳２，张 雁 秋１
（１．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 ２２１００４；２．徐州工程学院环境工程学院，江苏 徐州 ２２１００８）
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，其中氮、磷等营养物质的排放是主要污染源之一。
污水生物脱氮除磷工艺作为一种经济、高效的污水处理技术，受到了广泛关注。
本文将重点介绍污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展。
二、污水生物脱氮除磷工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种利用微生物的作用，通过生化反应将污水中的氮、磷等营养物质去除的工艺。
该工艺主要包括硝化、反硝化、聚磷菌的过量吸磷等过程，通过这些过程实现污水中氮、磷的有效去除。
三、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺类型与特点目前，污水生物脱氮除磷工艺主要包括传统活性污泥法、A2/O工艺、MBR工艺、SBR工艺等。
这些工艺各有特点，如传统活性污泥法处理效果好，但能耗较高；A2/O工艺脱氮除磷效果好，对水质变化适应能力强。
在实际应用中，需根据实际情况选择合适的工艺。
2. 实际应用情况目前，污水生物脱氮除磷工艺已在全球范围内得到广泛应用。
在我国，该工艺在污水处理厂、工业废水处理等领域发挥了重要作用。
然而，仍存在一些问题，如能耗高、污泥产量大等，需要进一步优化和改进。
四、污水生物脱氮除磷工艺的发展1. 技术创新与优化随着科技的不断进步，新的技术手段和材料不断应用于污水生物脱氮除磷工艺中。
例如，利用新型生物反应器、高效微生物菌剂等提高处理效果，降低能耗和污泥产量。
同时，通过对现有工艺的优化和改进，提高工艺的稳定性和可靠性。
2. 集成化与智能化发展未来，污水生物脱氮除磷工艺将更加注重集成化和智能化发展。
通过将不同工艺进行集成，实现一体化处理，提高处理效率。
同时，利用智能化技术手段，实现对污水处理过程的实时监测和调控，提高工艺的稳定性和处理效果。
3. 政策与标准支持政府对污水处理和环境保护的重视程度不断提高，出台了一系列政策和标准，为污水生物脱氮除磷工艺的发展提供了有力支持。
未来，随着政策和标准的不断完善和落实，该工艺将得到更广泛的应用和推广。
利用反硝化聚磷菌实现城市污水处理同步高效除磷、脱氮工艺技术的研究
标 ， 成一套经济 高效 的生化物化组合工 艺 ， 形 并对其运行 参数
进行优化 ， 以确 定 最 佳 的工 艺 运 行 条件 。 该 部 分试 验 中 ， 用 中 试 规 模 的 双 污 泥 系统 反 硝 化 除 磷 一 采
值， 磷去 除率 的变化很小。 乙酸盐浓度增大会使得 除磷效率下 降， 但有机物 （ ＯＤ） Ｃ 的去除率则 不受影响。分析发现 ， 除磷效
行 了 阐述 。
关 键 词 ： 营 养 化 ： 市 污 水 ； 氮 除磷 硝 化 除磷 富 城 脱 反
环 境 污 染 和 水 体 富 营养 化 问题 的 尖 锐 化 迫 使 越 来 越 多 的 国 家和 地 区 制定 严 格 的 氨 磷 排 放 标 准 ， 也 使 污 水 脱 氨 除磷 技 这
ｐ ｏ ｐ ｏｕ ｅ ｖ ｌ ａ ｔｒ ， ｈ ｓ ｈ ｒｓｒｍｏ ａ ｂ ｃｅ ｉ 简称 Ｄ Ｂ） 以在反硝 化脱氮 ａ Ｐ 可
的 同 时 进 行 吸 磷 】这 为 污 水 同 步 生 物 脱 氨 除 磷 提 供 了一 条 。，
新思路 。
中 Ｂ标准 ） 以下。新标准 的出台 ， 使得采取 高效节能 的除磷脱
污水脱氮 除磷 的技术 可分为物理 法、 化学 法和 生物 法。相 对而言 ， 生物脱氮 除磷技术投 资少、 运行操作简单 、 无二 次污 染 而被广 泛应 用。但是 ， 常规生物脱氮 除磷工 艺存在着 影响该工
艺 有效 运 行 的相 互 影 响和 制 约 的 因 素 ， 要 表 现 为［： １） 氧 主 ２（ 厌 １ 段 与 缺 氧 段 污 泥 量 的 分 配 比 影 响 磷 释 放 或 硝 态 氮 反 硝 化 的 效 果 ， 氧 段 污 泥 量 比例 大 ， 磷 释 放 效 果 好 ， 反 硝 化 效 果 差 ， 厌 则 但 反 之 ， 反硝 化 效 果 好 ， 磷 释 放 效 果 差 ： ２） 污 水 经 厌 氧 段 则 而 （ 原
传统A2O工艺存在的主要问题及解决途径
解决途径
1.3 其它方法
可以通过提高系统有机负荷来解决碳源竞争问题 。进水有机负荷与进水流量和整个系统的有效容积有 关，一方面在有效容积不变的条件下增加进水流量； 另一方面在进水流量不变的情况下，通过缩短运行周 期减少有效容积达到提高有机负荷目的。
问题2：反硝化菌、聚磷菌和硝化菌的泥龄矛盾
反硝化细菌和聚磷细菌为短污泥龄细菌。而 硝化细菌繁殖速度慢,属长污泥龄细菌，过短的 污泥龄会使系统中硝化细菌过量外排而影响其硝 化功能。因此在统一的污泥系统中,为了同时获 得较好的释磷、反硝化和硝化效果，势必会造成 系统运行上的泥龄矛盾。
一种是把缺氧反硝化池后置，将缺氧区和好氧区顺序对调， 改变回流污泥的起始点，在反硝化结束后开始污泥回流，经过反 硝化后的污泥所含硝酸盐极少，回到厌氧池中经原水的稀释和反 硝化后对厌氧释磷基本无影响。
厌氧池 好氧池 缺氧池
污水
污泥回流
精品课件！
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解决途径
将厌氧池上清液排出，辅以化学除磷
根据聚磷菌的特性，可以在污水处理工艺中将磷 酸盐富集在厌氧段的上清液中，通过排除富磷上清液达 到除磷的目的，同时可以有效克服污泥龄对硝化效果的 负面影响，而且富磷上清液可通过化学法处理而达到磷 的回收。
这样做的优点：一是除磷效果不依赖于泥龄， 剩余污泥减少，可以降低污泥处理费用；二是保 证了硝化菌的生长条件，实现长泥龄下的同时除 磷脱氮。
问题1：聚磷菌和反硝化菌对碳源的竞争问题
碳源主要消耗于释磷、反硝化等方面。其中 释磷和反硝化的反应速率与进入各自反应池中的 易降解碳源的数量关系很大，尤其是(VFA)。
在A2/O工艺中，聚磷菌优先利用进水中的碳 源进行厌氧释磷，使得在后续缺氧反硝化过程中 碳源不足，从而影响脱氮效果，因此存在释磷和 反硝化因碳源不足而引发的竞争问题。
污水处理新型除磷工艺研究进展
污水处理新型除磷工艺研究进展摘要：本文通过文献综述的方法总结了国内外城市污水处理除磷工艺的两类主要方法，生物除磷和化学沉淀法除磷是应用最广泛的除磷方法，在此基础上衍生出了多种新型的工艺技术，通过对比了常见除磷方法的优缺点、常见生物和化学除磷工艺、新型生物除磷工艺，总结出强化生物除磷（EBPR）是最有潜力的除磷方法。
此外，从PAO/GAO的角度探讨了其对EBPR系统的影响。
关键词：强化生物除磷；聚磷菌；聚糖菌；生物除磷引言：近年来，随着我国经济的快速发展，城市化和工业化的发展进程不断加快，大量未经处理的污水直接排入到水体，使得水体中的污染物含量不断增加。
污染物中氮、磷含量的增加使水体中的藻类和其他浮游生物大量繁殖，导致了水体富营养化，不仅威胁到了水生动物的生存环境，也威胁到了人类身体健康。
磷在水体中的存在形态根据物理特性分为溶解态和颗粒形态，根据化学特性可以分为正磷酸盐、聚合磷和有机磷酸盐，磷酸盐被认为是导致淡水富营养化的关键性因素。
磷还是一种不可再生资源，因此，污水中磷的去除和回收对可持续发展至关重要，从废水中回收磷也是解决磷污染问题的方法之一[1]。
现有除磷技术包括生物除磷、化学沉淀、离子交换、电化学吸附和膜过滤法等，应用最广泛的是生物除磷法和化学沉淀法除磷，两种技术相对较成熟，衍生了许多新型工艺。
1传统除磷方法1.1生物除磷生物除磷所用到的微生物为聚磷菌(PAOs)，聚磷菌在厌氧和好氧环境中表现出不同生物活性，在厌氧环境下，聚磷菌将吸收的物质转化为PHAs储存在体内，同时释放正磷酸盐，完成厌氧释磷过程[2]。
在好氧环境中，聚磷菌过量吸收废水中的磷贮存在体内，最终通过排放富磷污泥来达到除磷的目的。
生物除磷相比于其他物理、化学方法会对环境更加友好，不会产生多余的产物。
目前研究者已经从活性污泥中分离出60多种PAOs，大型的污水处理厂中普遍存在的主要聚磷菌有Tetrasphaera和聚磷假丝酵母菌（Acumulibacter），二者具有协同作用。
污水处理技术经典问答
污水处理技术经典问答1.问：厌氧消化产生的甲烷不知如何处置？如何利用？答：可利用的途径很多，如作燃料、发电等，但如利用的话安全方面的要求很高，投资费用也高，所以国内外一般都燃烧后排放，如AF、IC等厌氧处理装置产生的甲烷都用火炬自动点火燃烧。
还可用于沼气鼓风机，这是很好的利用途径，这类鼓风机可分别以电和沼气作动力。
2.问：本工艺采用淹没式生物膜。
考虑到外加碳源要增加劳动量，也不经济，降低溶解氧，氨氮效果去除也还好，出水硝酸盐Illng/1.,但是亚硝酸盐很高。
请教：在C/N较低的情况下能否提高脱氮效果？答：可采用短程反硝化，因为短程反硝化是直接将亚硝酸氮反硝化为氮气，可大大节省能耗，只是因为亚硝酸氮是不稳定的，很难积累，既然出水亚硝酸氮这样高为何不试试呢？如果能实现，要外加碳源也是很合算的。
3.问：养猪废水，进水：C0D1500,氨氮500,TP60,碱度3000,硝氮与亚硝氮仪器检不出，肯定值很低。
出水：氨氮120,C0D700,但是硝氮高达1200,亚硝氮250。
SRT：1天请问这种情况正常吗？这么高的硝氮那来的？如何解释？答：如果数据测定正确的话，只有一个解释，即总氮大大高于氨氮的情况下，含氮有机物不断氨化，氨氮不断硝化，而此时处理系统都处于好氧条件下，硝酸氮不能反硝化而大量积累，此情况下如果处理时间增加，出水氨氮可下降，出水硝氮还会增加。
4.问：我调试一食品废水，UASB产生颗粒污泥前，原水C0D2000-3000,出水一直750左右。
这段时间大约50天。
这段时间跑少量絮泥。
之后废水浓度达到4000-5000,减少了处理水量，一直保持出水小于IOO0。
之后开始加大处理量。
跑泥更严重了，产泥量很大，三相分离器也不好。
达到设计处理量一半时，公司要求我快速提高水量，因好氧较大。
加快水量过程中，产气量不断减少，出水IlOO-1500。
于十五天后接近设计流量，但与甲方合作不好，未能取样验收。
之后甲方产量减少，但水质浓度变化大3000-5500,调小流量后，产气量开始略增，但颗粒污泥随水大量流出，非气泡带出为主，即使不进水，也会有较大量污泥飘起，始终不下沉。
反硝化聚磷菌的培养及其脱氮除磷特性
［关键词］ 反硝化聚磷菌；胞内聚合物；糖原；厌氧阶段；缺氧阶段
［中图分类号］ X703
［文献标志码］ A
［文章编号］ 1006-1878（2019）02-0158-05
［DOI］ 10.3969/j.issn.1006-1878.2019.02.008
Cultivation of denitrifying phosphorus accumulating organisms and their characteristics of nitrogen and phosphorus removal
传统脱氮除磷工艺还存在某些缺陷，开发新 的脱氮除磷工艺是水处理领域研究重点之一。反硝 化除磷是一种高效低能耗生物脱氮除磷技术，在厌 氧、缺氧交替运行的条件下能产生一类聚磷菌，利 用厌氧合成的胞内聚β-羟基丁酸（PHB）为碳源， 以硝酸盐代替氧作为电子受体进行反硝化，同时达 到脱氮除磷的目的，而且还具有节省曝气量、减小 污泥产量的优点［1］。内碳源驱动反硝化可以解决 污水处理过程中外部碳源缺乏的问题，不需后续添
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化工环保 ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY
2019年第 39卷第 2期
反硝化聚磷菌的培养及其脱氮除磷特性
黄 靓，郭海燕，刘小芳
（大连交通大学 环境与化学工程学院，大连 116021）
［摘要］ 采用SBR反应器驯化培养反硝化聚磷菌，考察了厌氧-缺氧-好氧和厌氧-缺氧运行模式下反硝化聚磷菌
HUANG Liang，GUO Haiyan，LIU Xiaofang
（School of Environmental and Chemical Engineering，Dalian Jiaotong University，Dalian 116021，China）
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废水中含有大量的氮和磷，过量排放会造成水体富营养化，破坏水生态环境。
因此，对废水中的氮、磷进行高效去除具有重要意义。
传统的废水处理工艺依靠硝化-反硝化和化学絮凝等手段难以同时去除氮和磷，存在工艺复杂、投资高、运行成本高等问题。
近年来，探究人员发现一类特殊的微生物（反硝化聚磷菌），它们能够同时实现氮和磷的去除，成为了高效废水处理的潜在探究方向，引起了广泛关注。
本文将重点阐述反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制以及其在废水处理中的应用。
2. 反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制2.1. 氮的去除机制反硝化聚磷菌能够利用废水中的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将废水中的氮氧化成气体（如氮氧化物等）释放到空气中，从而实现氮的去除。
这一过程主要通过反硝化酶系统来完成，其中关键的酶活性受到多种环境因素的调控，如温度、pH值、催化物等。
2.2. 磷的去除机制反硝化聚磷菌具有奇特的聚磷能力，能够将废水中的磷以多磷酸盐的形式富集在细胞内或胞外纳米颗粒上，从而实现磷的去除。
这一过程主要通过聚磷体来完成，聚磷体是反硝化聚磷菌体内的一种多磷酸盐聚合物，它能够在缺乏营养元素时释放磷酸盐，是维持菌体内磷酸盐浓度稳定的关键。
3. 反硝化聚磷菌在废水处理中的应用3.1. 废水脱氮除磷的新途径传统的废水处理工艺依靠硝化-反硝化和化学絮凝等手段难以同时去除氮和磷，而反硝化聚磷菌能够同时实现废水中氮和磷的去除，为废水脱氮除磷提供了新的途径。
探究表明，利用反硝化聚磷菌进行废水处理，能够显著降低氮、磷的浓度，满足国家排放标准要求。
3.2. 能源回收与资源化利用反硝化聚磷菌在废水处理过程中产生的气体（如氮气）可以作为能源回收利用，缩减能耗。
同时，废水中去除的磷也可以进行资源化利用，如制备肥料等。
这一特性使得废水处理过程更加环保、可持续。
3.3. 应用前景与挑战反硝化聚磷菌作为一种新兴的废水处理技术，具有宽广的应用前景。
a2o同步脱氮除磷工艺流程
a2o同步脱氮除磷工艺流程A2O同步脱氮除磷工艺流程。
一、前言。
今天咱们来唠唠A2O同步脱氮除磷这个超厉害的工艺流程。
这个工艺在污水处理领域可是个“明星”，它能同时搞定污水中的氮和磷，让污水变得更干净呢。
二、A2O工艺的组成部分。
（一）厌氧区。
1. 功能。
- 这是污水进入A2O工艺的第一站。
在这里，主要发生的是聚磷菌的释磷过程。
污水中的有机物会被聚磷菌分解利用，同时聚磷菌会释放出体内储存的磷。
就像聚磷菌在这个小天地里把自己的“磷仓库”打开，把磷放出来一样。
2. 环境特点。
- 这个区域基本没有氧气哦。
如果有氧气跑进来，就会干扰聚磷菌的正常工作，它们就不能好好地释磷啦。
（二）缺氧区。
1. 功能。
- 污水从厌氧区流到缺氧区后，这里可是反硝化细菌的“主战场”。
反硝化细菌会利用污水中的有机物作为碳源，把在好氧区产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气。
这就相当于把污水里的氮元素以气体的形式赶出去，是不是很神奇呢？2. 环境特点。
- 缺氧区的氧气含量非常低，主要是为了满足反硝化细菌的生长和反应需求。
如果氧气太多，反硝化细菌就不乐意干活了，它们更喜欢这种低氧的环境。
（三）好氧区。
1. 功能。
- 这是整个A2O工艺中最热闹的地方啦。
在这里，好氧微生物们可忙乎了。
一方面，有机物会被好氧微生物分解成二氧化碳和水，这就是污水中有机物被去除的重要过程。
另一方面，氨氮会被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，这是硝化反应哦。
而且聚磷菌在这个区域会大量吸收污水中的磷，把之前在厌氧区释放的磷加倍吸收回来，储存在体内。
2. 环境特点。
- 好氧区充满了氧气，就像一个充满活力的有氧健身房一样。
这些氧气是通过曝气系统提供的，就像给好氧微生物们吹泡泡一样，让它们有足够的氧气来进行各种反应。
三、污水在A2O工艺中的流动过程。
1. 进水。
- 污水首先进入厌氧区，开始它的“变身之旅”。
2. 区域间流动。
- 从厌氧区出来后，污水就流到了缺氧区，然后再进入好氧区。
这个流动顺序可不能乱哦，就像排队一样，每个区域都有自己的任务要完成。
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反硝化聚磷菌同步解决脱氮除磷两大问题
01 反硝化除磷机理
反硝化除磷就是在厌氧 /缺氧环境交替运行的条件下，易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物，该聚磷菌能利用 NO3-作为电子受体，通过它们的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化过程。
最大限度地减少碳源需求量，实现了能源和资源的双重节约。
反硝化除磷能节省 COD 约 50%，节省氧约 30%，剩余污泥量减少 50%左右。
大量实验室和生产性规模的生物除磷脱氮研究也表明，当微生物依次经过厌氧、缺氧和好氧 3个阶段后，约占 50%的聚磷菌既能利用氧气又能利用NO3-作为电子受体来聚磷，即反硝化聚磷菌（DPB的除磷效果相当于总聚磷菌的 50%左右）。
这些发现一方面说明了硝酸盐亦可作为某些微生物氧化PHB 的电子受体，另一方面也证实了在污水的生物除磷系统中的确存在着 DPB 属微生物，而且通过驯化可得到富集 DPB 的活性污泥。
02 反硝化除磷工艺
该技术对城市污水特别是 C/N 比较低的污水有很好的处理效果。
目前满足 DPB 所需环境和基质的工艺有单双两级。
在单级工艺中，DPB 细菌、硝化细菌及非聚磷异养菌同时存在于悬浮增长的混合液中，顺序经历厌氧／缺氧／好氧 3种环境，最具代表性的是 BCFS 工艺。
在双级工艺中，硝化细菌独立于DPB 而单独存在于某一反应器中，Dephanox 工艺和A2N 工艺是最具代表性的双级工艺。
1、BCFS 工艺
BCFS 工艺是在 UCT 工艺及原理的基础上开发的。
其工艺流程如图 1。
改进在于增加了 2个反应池，接触池与混合池；增加了 2个混合液循环 Q1和Q3 。
接触池的功能为：回流污泥和来自厌氧池的混合液在池中充分混合，吸附剩余 COD；有效防止污泥膨胀。
混和池的功能为：最大程度地保证污泥再生而不影响反硝化或除磷；容易控制 SVI；最大程度地利用 DPB 以获得最少的污泥产量。
混合液循环Q1 的功能是为了增加硝化或同时反硝化的机会，从而获得良好的出水氮浓度。
Q3则是起辅助回流污泥向缺氧池补充硝酸盐氮的作用。
BCFS 将生物、化学除磷工艺合并，是在线磷分离与离线磷沉淀的生物与化学除磷结合方式，充分利用反硝化聚磷菌的反硝化除磷和脱氮双重作用，来实现磷的完全去除和氮的最佳去除过程。
由于充分利用BCFS 工艺中的污泥龄易满足硝化细菌增长所需的生长条件，污泥产
量较低。
荷兰 BDG与 WGS 工程咨询公司针对 BCFS 技术合作开发设计出同心圆反应池，实现了计算机自动控制。
但是该工艺回流系统较复杂且总回流比高，同时在流程上比较复杂，污水处理厂通常采用同心圆构型，运行管理相对复杂，运行成本相对较高。
2、Dephanox 工艺
Dephanox 工艺是在厌氧池和好氧池之间增加了沉淀池和固定膜反应池。
固定膜反应池的功能在于可以避免由于氧化作用而造成的有机碳源的损失和稳定系统的硝酸盐浓度。
污水在厌氧池中释磷，在沉淀池中进行泥水分离，含氨较多的上清液进入固定膜反应池进行硝化，被沉淀的污泥则与固定膜反应池中的NO 一同进入缺氧段，完成反硝化和摄磷。
此工艺的优点在于能解决除磷系统反硝化碳源不足的问题和降低系统的能耗，降低剩余污泥量且COD 消耗量低。
3、A2N工艺
把硝化菌和反硝化聚磷菌在不同的污泥系统分别进行培养，即双污泥系统，简称为 A2N工艺。
A2N连续流反硝化除磷脱氮双泥系统利用DPB 体内PHB 的“一碳两用”来实现脱氮除磷。
A2N－SBR 工艺是一种新兴的双泥反硝化除磷工艺，由 AAO－SBR 反应器和 N－SBR 反应器组成。
AAO－SBR 的主要功能是去除 COD 和反硝化除磷脱氮；N－SBR 的反应器主要起硝化作用，这 2个反应器的活性污泥是完全分开的，只将各自沉淀后的上清液相互交换。
连续流双泥系统反硝化脱氮除磷的特性：A2N 双泥系统能使硝化菌和反硝化
聚磷菌分别在各自最佳的环境中生长，利于系统脱氮除磷的高效和稳定，当 C/N 提高到 6.49，TN、TP、COD 的去除率分别为 92.7%、97.95% 、95%。
A2N工艺在实际应用中面临的主要问题是：当缺氧段硝酸盐量不充足时磷的过量摄取受到限制，而硝酸盐量富余时硝酸盐又会随回流污泥进入厌氧段，干扰磷的释放和聚磷菌 PHB 的合成。
反硝化除磷技术将反硝化脱氮和生物除磷两者相结合，是可持续发展的污水生物处理工艺。
污水除磷技术的发展
01 物化除磷与生物除磷技术相结合
目前普遍采用物化和生化相结合的城市污水处理工艺。
其最显著的特点是流程中投加化学混凝剂，其余则与普通活性污泥法类似。
生物除磷的工艺稳定性可通过附加化学沉淀来改善。
在国外很多二级污水处理厂的曝气池中投入混凝剂，主要目的是帮助除磷，使原来设计具有氮磷脱除能力的污水厂的除磷功能更加有效。
对一些已建成的二级生物污水处理厂，在生物处理的基础上物化法，可大大提高出水水质。
将生物除磷与化学除磷相结合，可以充分利用生物除磷费用低、化学除磷出水磷浓度低且比较稳定的优点。
02 采用微生物固定化技术处理含磷废水
微生物固定化技术通常用于难降解有机废水、含氨氮有机废水等。
以 PVA－硼酸法固定以假单胞菌为优势菌的活性污泥进行除磷的研究中，固定化的污泥具有较高的活性及除磷效率，6h内可将起始质量浓度为 87.5 mg·L-1 的磷降至 44mg·L-1。