生物除磷原理

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。

污水处理知识之全面解析聚磷菌的除磷原

理及影响因素

污水处理工艺中，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。

如下图，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B0D5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。试验说明，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—8.O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C0D3mg,致使聚磷生物的生长受到抑制，难以到达预计的除磷效果。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。

生物除磷基本原理

目前被研究人员普遍认同的生物除磷理论为：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，如PHB( 聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),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。

（1） 温度

生物除磷微生物包括嗜冷、嗜热和中温异养微生物，所以温度对于生物除磷的影响不大，在一般水温条件下，生物除磷都可以正常运行。Kang等人的研究表明，在A／O工艺中，当温度在10℃以上时，生物的除磷效果不受温度影响。

（2） 溶解氧

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。

（3） 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，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。

废水除磷原理

废水中磷元素的去除是环保工程中一个关键的技术问题。废水除磷的原理主要有化学沉淀法、生物吸附法和生物脱磷法等。

化学沉淀法是利用化学物质与废水中磷形成难溶性沉淀物的原理。常用的化学物质有铝盐、铁盐和钙盐等。当这些化学物质加入废水中时，与磷形成沉淀，通过搅拌等方式使沉淀与废水充分接触，从而促进磷的沉淀效果。

生物吸附法是利用具有吸附能力的活性生物材料来吸附废水中的磷。常用的生物吸附材料包括生物质炭、沸石和藻类等。这些生物材料具有大量的微孔和化学吸附位，可以吸附磷离子。

生物脱磷法是利用磷酸盐微生物在废水处理过程中参与磷的生物转化和沉淀的原理。一般采用的生物脱磷工艺有A2/O法、AO法和BPR法等。这些工艺主要通过调节废水的氧化还原电位、碳氮比和通风量等条件，控制好微生物的生长繁殖，从而实现磷的生物转化和沉淀。

除了以上三种主要的除磷原理，还有一些其他的技术如膜分离法、吸附剂法和超声波法等也可以用于废水的除磷处理。这些技术根据不同的原理和机制来实现废水中磷的有效去除，为保护水环境和可持续发展提供了有效的解决方案。