反硝化聚磷菌电子受体总结

反硝化聚磷菌电子受体总结

因为微生物的呼吸作用也是一种氧化还原反应，遵循着热力学的定律，当溶液中的PH、浓度一定时，该过程能否进行则取决于氧化剂和还原剂的标准电极电位，硝酸盐（957mV）、亚硝酸盐（983mV）、氧气（1229mV）的电极电位都较高，因此，可以用硝酸盐或亚硝酸盐来代替氧气进行反硝化聚磷菌的诱导培养。

现阶段，国内外关于反硝化聚磷菌利用硝酸盐为电子载体聚磷的研究较多，其中关于此方面的专利也多大十几项。在何顺联的试验中，发现反硝化聚磷菌同样可以以亚硝酸盐为电子载体进行聚磷。与以硝酸盐作为电子载体相比，有时具有更加节省耗氧量和碳源，更加节省污泥量的特点。

以下分别从一些文献中总结硝酸盐浓度、亚硝酸盐浓度、溶氧浓度三种电子载体对反硝化聚磷菌的影响：

硝酸盐浓度对反硝化聚磷菌的影响：

反硝化聚磷菌在厌氧阶段利用有机物合成PHB，此阶段通过释磷来提供能量；聚磷时靠氧化体内的PHB来提供能量。当环境中的硝酸盐浓度过低时，不足以氧化足够的PHB(聚β-羟基丁酸)产生能量，使得聚磷收到限制，聚磷不完全；当硝酸盐浓度过高时，则会影响出水的水质以及影响到释磷的过程。

在缺氧的条件下，硝酸盐的消耗量与聚磷量有着良好的线性关系（以乙酸钠作为其碳源，并且碳源浓度一定的情况下），但由于不同的反硝化聚磷菌，不同的温度、PH、SRT等条件下，其线性系数也存在着差异，例如：在张小玲，张立卿等人的研究中发现聚磷量一般为1.22mgP/mgN；在Jens等人在研究固定生物膜反应器的反硝化聚磷效果时，得到缺氧阶段的聚磷量一般为2mgP/mgN。

由于人工合成的废水其中的磷酸盐含量一定，在厌氧释磷的情况下，厌氧释磷量与硝酸盐的消耗量也有较好的线性关系，其系数大体与聚磷的系数相同，一般为Y释磷量= 1. 216 6X 硝酸盐消耗量（摘自文献张小玲, 张立卿等人《硝酸盐浓度对反硝化聚磷菌诱导的影响》）。

在张小玲, 张立卿等人的研究中发现在利用硝酸盐作为电子载体聚磷后，当系统达到稳定状态后，缺氧聚磷的速率较高，甚至可以大于好氧聚磷速率。

在Shaoqi Zhou、Xiaojie Zhang等人的通过SBR反应器的研究中，则表明硝酸盐作为电子载体，反硝化除磷的NO3—N/P的最佳配比为0.89 。

亚硝酸盐对反硝化聚磷菌的研究：

亚硝酸盐对于反硝化除磷及其抑制问题上，一直甚至目前都存在着分歧，Jens Peter

等人在其固定生物膜厌氧/缺氧交替运行的研究中认为反硝化聚磷菌无法利用亚硝氮作为电子载体进行吸磷，但Jens Meihold却发现在利用传统污泥法进行实验时，当NO2-N<4~5mg/L 时，反硝化聚磷菌可利用亚硝氮作为电子受体；当其浓度大于8mg/L时，会对反硝化聚磷菌吸磷起着完全的抑制作用。在Gerber等人的研究中，当NO2-N>10mg/L时，就不能作为电子受体供反硝化聚磷菌吸磷，Kuba等人指出亚硝氮积累达到5~10mg/L时会使吸磷活性下降，在张小玲等通过厌氧/好氧系统对亚硝氮诱导驯化时，发现在连续投加NO2-N方式下，反硝化聚磷菌可以利用NO2-N作为电子受体吸磷，缺氧吸磷量占缺氧和好氧总量的97%以上。

总结如下：

溶氧对反硝化聚磷菌的影响：

脱氮除磷系统内的微生物一般都是混合生长的，硝化菌需要好氧环境，若要在系统内利用硝化菌和反硝化聚磷菌共同实现脱氮除磷，则反硝化聚磷菌就需要一定的好氧环境，但现阶段，好氧时间及溶氧浓度对反硝化聚磷菌的脱氮除磷的影响方面的研究较少。

方茜等人的实验认为溶氧对反硝化聚磷菌的存活没有决定性的影响，反硝化聚磷菌可以与好氧聚磷菌共存，而对于溶氧的控制是反硝化聚磷的关键，氧的介入会引起好氧聚磷菌的吸磷，抑制了反硝化聚磷菌的脱氮除磷。

在方茜等人的试验中，通过厌氧-缺氧运行的SBR反应器中加入不同的好氧时段，即通过厌氧（1个小时）--好氧（0、0.25、0.50、0.75小时，DO浓度＜2.0mg/L）--缺氧，一个周期固定四小时，研究溶氧对其影响。在不同的好氧时间段（0、0.25、0.50、0.75小时，DO 浓度＜2.0mg/L），不论好氧还是缺氧时间段如何，总磷的去除率都达到97%；但在初始污水硝酸氮浓度相同的情况下，随着曝气时间的增加，反硝化脱氮呈现下降的趋势。

对于SBR系统，有氧无硝酸盐时，好氧吸磷；无氧有硝酸盐时，反硝化吸磷；既无氧又无硝酸盐时，总磷基本不变。

对于方茜等人的实验溶氧对反硝化除磷总结如下：

城市污水水质情况：

通过SBR系统对反硝化聚磷菌的富集和强化方法：

采用厌氧（1h）/好氧（6h）交替运行SBR系统，进水为配备城市污水，培养具有高效好氧吸磷功能的聚磷菌，在运行21个周期后，系统对TP和TN的去除率分别可达到97%和21% ，表明聚磷菌和硝化菌在碳源较低的情况下均得到增殖，此时驯化出的聚磷菌中反硝化聚磷菌约占13.14% 。

对反硝化聚磷菌进行富集强化：在厌氧/缺氧/好氧条件下运行反应器，逐步延长缺氧时间，尽心DPB的富集和强化。此时，厌氧结束后静沉、排除上清液，然后加入不含有机物的配水，再进行缺氧/好氧运行，以此来减少剩余有机物对反硝化吸磷的影响。此阶段运行46个周期。经此之后，反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例约为73.8% 。

反硝化聚磷菌富集强化的46个周期运行方式如下：