生物除磷的化学强化处理技术
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第2期2008年6月生物化学协同除磷技术及其应用刘帅李晓婧赵德远(山东水利职业学院,山东日照276826)摘要:生物化学协同除磷技术是在生物处理系统中投加化学除磷剂以保证污水处理系统的除磷效果的一种技术。
本文分析了生物化学协同沉淀的机理,并通过正确地估计生物除磷的能力可计算出化学除磷所需的药剂量。
技术经济分析结果显示,在现行价格体系条件下,生物化学协同法具有比普通曝气法更优越的技术经济性能,而且地价越高,电价越高,药价越低,规模越大,该法就越经济。
关键词:生物除磷;化学除磷;生物化学协同除磷;投药量1引言在生物除磷的工艺中,由于进水中易受生物降解有机物的量、其它工艺参数及构筑物尺寸等因素的影响,常使生物除磷工艺过程不稳定;而且由于除磷和脱氮往往同时进行,所以它们之间在泥龄、碳源等方面存在着矛盾,二者不能兼顾,因而不能保证出水TP浓度达到排放标准。
由于脱氮只能靠生物法去除,而除磷既可以采用生物除磷,也可以采用化学除磷。
尤其是当碳源为限制因素时,可以在优先保证脱氮效果的前提下,辅助以化学除磷,使得出水中的TN和TP同时达到要求。
另外,由于我国城市污水中BOD值较低,采用生物除磷往往很难满足处理要求,因此需要增加化学除磷处理[1]。
生物化学协同沉淀除磷技术即是为保证污水处理系统的除磷效果,在生物处理系统中投加化学除磷剂的技术。
通过附加化学沉淀还可以改善生物除磷的工艺稳定性[2]。
2机理分析传统生物除磷技术重在利用聚磷菌对磷的特殊富集作用,通过排除富磷剩余污泥的方式从污水中对磷实施有效去除。
该系统除磷效率直接受富磷污泥排放量和污泥含磷率的影响。
生物化学协同除磷技术最显著的特点是在生物流程中投加化学混凝剂,通过投加的除磷剂与污水中的磷酸盐反应,生成不溶性的磷酸盐沉淀物以达到磷的去除,其余则与普通活性污泥法类似。
该处理技术是在初沉池出水、曝气池及二沉池前投加化学药剂。
该技术可以省去化学除磷池,生化池即为混凝池,其工艺流程如下:所加混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、亚铁盐等,不能采用石灰。
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市污水处理问题日益突出。
在众多的污水处理技术中,生物脱氮除磷技术因其高效、经济、环保等优点而备受关注。
本文旨在探讨城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展,分析其技术特点、应用现状及未来发展趋势。
二、生物脱氮除磷技术概述生物脱氮除磷技术是一种利用微生物的新陈代谢活动,通过生物膜法或活性污泥法等工艺,将污水中的氮、磷等营养物质去除的技术。
该技术具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点,是当前城市污水处理领域的研究热点。
三、新型生物脱氮技术研究进展(一)A2/O工艺及其改进型技术A2/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺是一种典型的生物脱氮技术。
近年来,研究者们针对A2/O工艺的不足,开发了多种改进型技术,如MBBR(移动床生物膜反应器)、SBR(序批式活性污泥法)等。
这些技术通过优化反应器结构、调整运行参数等手段,提高了脱氮效率,降低了能耗。
(二)新型厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术是一种利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气的生物脱氮技术。
近年来,研究者们通过优化反应条件、提高菌种活性等手段,推动了厌氧氨氧化技术的发展。
该技术具有脱氮效率高、能耗低等优点,是未来生物脱氮技术的重要发展方向。
四、新型生物除磷技术研究进展(一)PAOs(聚磷菌)强化除磷技术PAOs强化除磷技术是一种利用聚磷菌在厌氧-好氧条件下实现高效除磷的技术。
近年来,研究者们通过优化反应条件、提高聚磷菌活性等手段,提高了PAOs强化除磷技术的除磷效率。
该技术具有除磷效果好、污泥产量少等优点。
(二)化学与生物联合除磷技术化学与生物联合除磷技术是一种结合化学沉淀与生物吸附的除磷技术。
该技术通过投加化学药剂与生物反应相结合的方式,实现高效除磷。
近年来,研究者们针对不同水质条件,优化了药剂种类和投加量,提高了除磷效果。
五、新型生物脱氮除磷技术应用及发展趋势(一)应用现状新型生物脱氮除磷技术在城市污水处理中已得到广泛应用。
污水二级处理是污水经一级处理后,再经过具有活性污泥的曝气池及沉淀池的处理,使污水进一步净化的工艺过程。
常用生物法和絮凝法。
生物法是利用微生物处理污水,主要除去一级处理后污水中的有机物;絮凝法是通过加絮凝剂破坏胶体的稳定性,使胶体粒子发生凝絮,产生絮凝物而发生吸附作用,主要是去除一级处理后污水中无机的悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。
经过二级处理后的污水一般可以达到农灌水的要求和废水排放标准。
但在一定条件下仍可能造成天然水体的污染。
城市污水处理的三个级别中的第二级。
污水经过一级处理后,进行二级处理,以除去污水中大量有机污染物,使污水得到进一步净化。
相当长时间以来,把生物处理作为污水二级处理的主体工艺,因此,在城市污水处理中,二级处理通常作为生物处理的同义语使用。
城市污水经过筛滤、沉砂、沉淀等一级处理(预处理),虽然已去除部分悬浮物和25~40%的生化需氧量(BOD),但一般不能去除污水中呈溶解状态的和呈胶体状态的有机物和氧化物、硫化物等有毒物质,不能达到污水排放标准,需要进行二级处理。
二级处理的工艺按BOD的去除率可分为两类:一类是不完全的二级处理。
这种工艺可以去除BOD75%左右(包括一级处理),出水的BOD可在60ppm以下,主要采用高负荷生物滤池等设施。
另一类是完全的二级处理。
这种工艺可以去除BOD85~95%(包括一级处理),出水的BOD可在20ppm以下,主要采用活性污泥法。
采用活性污泥法工艺处理,效果较好时,出水的BOD可在10ppm以下,悬浮物可在15ppm以下,能够达到排放标准。
近年来,有的国家在研究和采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺,预期这些方法将随化学药剂品种的不断增加,处理设备和工艺的不断改进而得到推广。
污水二级处理对保护环境起到了一定作用。
随着污水量的不断增加,水资源的日益紧张,需要获取更高质量的处理水,以供重复使用或补充水源。
为此,有时要在二级处理基础上,再进行污水三级处理。
污水处理氨氮去除剂成份污水处理过程中,我国的主要河流和湖泊由于受磷污染,富营养化严重,国家环保局为控制磷污染,对磷排放制定了比较严格的标准。
化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主,此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化,通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸,作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物,使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖,并将其回流到生物系统中,使生物污水处理系统工作在高效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放,通过化学除磷消除。
这是一种高效市政污水处理工艺技术,满足了我国现阶段,为解决水体富营养化,需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。
【氨氮去除剂的价格及用量】氨氮的控制方法:1、清淤、干塘COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂控制氨氮的第一种方法是定期清淤、干塘。
每年养殖结束后,进行清淤、干塘,暴晒池底,使用生石灰、漂白粉和氯制剂类鱼用药物等对池底彻底消毒,可去除氨氮,增加水体对pH值的平衡能力,保持水体的微碱性。
2、定期加换新水控制氨氮的第二种方法是定期加换新水。
换水是较快速、有效的途径,要求加入的新水水质良好,新水的温度要尽可能与原来的池水相近。
3、加强投饲管理控制氨氮的第四种方法是在日常养殖中加强投饲管理。
选用优质蛋白饲料,使用具有更高氨基酸消化率的饲料,避免过量投喂,提高饲料的能量、蛋白比。
通过改善养殖鱼类对饲料的利用率,而间接降低水中氨氮等有害化学物质的含量。
也可使用通用名为’硫代硫酸钠粉‘的鱼用药物,全池均匀泼洒,降低氨氮浓度,还可以使用芽孢杆菌复合微生物制剂,按每亩水深1米首次施用量为500克,15天后再施用250克,来降低水中氨氮浓度,改善水质。
COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂4、增加池塘中的溶氧控制氨氮的第三种方法是增加池塘中的溶氧。
在池塘中使用长效粒粒氧、富氧或固粒氧等池塘底部增氧剂,可保持池塘中的溶氧充足,加快硝化反应,降低氨氮的毒性。
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第02期·163·文章编号:2095-6835(2023)02-0163-03城市污水处理厂化学强化除磷药剂的应用比较赵莎,陈传运,刘文,高原(济宁中山公用水务有限公司,山东济宁272000)摘要:为确保北方某城市污水处理厂出水总磷的稳定达标,通过在生物段(AAO+MBBR )末端投加化学除磷药剂强化除磷效果,开展了现场生产性试验。
现场生产性试验以好氧池出水端为药剂投加点,对聚合氯化铝(PAC )、益维磷、聚合硫酸铁(PFS )3种除磷药剂的除磷效果进行对比研究。
结果表明,3种药剂的除磷效果为PFS>益维磷>PAC ,处理成本为益维磷>PAC>PFS ,即PFS 处理效果最好,成本最低。
关键词:城市污水处理厂;化学强化除磷;运行成本;除磷效果中图分类号:X703文献标志码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2023.02.046随着国家环境保护战略的不断强化和实施,保障措施的不断增多,全国地表水环境和水质持续好转,但水污染状况依然严峻。
磷作为城市污水中的污染物质之一,以多种形式存在于污水中。
在城镇污水中,作为污染物质的磷主要通过点源污染进入水体。
污水中的磷主要来源于家用洗涤剂(洗衣粉),特别是三磷酸盐作为骨架成分引入合成洗衣粉后,水体富营养化问题日趋严重。
北方某污水处理厂主要处理主城区的生活污水和少量工业废水,设计处理规模为20万t/d ,占地面积330亩(1亩≈0.067hm 2)。
预处理单元采用粗格栅+曝气沉砂池+细格栅工艺,主要去除污水中的悬浮物、漂浮物和细小的砂砾;生物处理单元采用厌氧+缺氧+好氧主体工艺,好氧池中投加了悬浮填料形成了AAO/MBBR 工艺,强化了脱氮除磷效果;深度处理段采用混凝沉淀+滤布滤池过滤+紫外消毒工艺,进一步去除污水中的C O D 和总磷;出水水质要求达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A 标准,其中出水总磷指标应不大于0.5mg/L 。
含磷废水处理方法含磷废水是指废水中含有磷元素的废水,磷是一种重要的化学元素,但过量的磷会对水环境造成污染,影响水质。
因此,处理含磷废水成为了环境保护的重要课题。
针对含磷废水的处理,我们可以采取以下方法:1. 生物法处理。
生物法处理是利用微生物将废水中的磷元素转化成无机磷,从而达到净化水质的目的。
这种方法操作简单,成本较低,且对水质的改善效果显著。
但是,生物法处理需要一定的时间来进行微生物的生长和繁殖,处理速度相对较慢。
2. 化学沉淀法处理。
化学沉淀法处理是利用化学试剂与废水中的磷元素发生反应,生成不溶于水的沉淀物,从而将磷元素从水中去除。
这种方法处理速度快,效果明显,但是需要大量的化学试剂,处理成本较高。
3. 吸附法处理。
吸附法处理是利用吸附剂对废水中的磷元素进行吸附,从而达到去除磷的目的。
这种方法处理过程简单,成本适中,但是需要定期更换吸附剂,维护成本较高。
4. 离子交换法处理。
离子交换法处理是利用离子交换树脂对废水中的磷元素进行交换,从而将磷元素去除。
这种方法处理效果好,但是需要定期更换离子交换树脂,维护成本较高。
5. 膜分离法处理。
膜分离法处理是利用特殊的膜对废水中的磷元素进行分离,从而实现磷元素的去除。
这种方法处理效果好,但是需要定期清洗和更换膜,维护成本较高。
综上所述,针对含磷废水的处理,我们可以根据实际情况选择合适的处理方法。
在实际应用中,可以根据废水的特性和处理要求,结合不同的处理方法进行综合应用,以达到最佳的处理效果。
同时,为了减少处理成本,可以结合生物法和化学法进行处理,充分利用各种处理方法的优势,实现含磷废水的高效处理和净化。
希望以上方法能够对含磷废水处理工作提供一定的参考和帮助。
污水强化生物除磷的生物化学原理作者:杨欣吴小琴王彦芳来源:《商情》2013年第21期【摘要】完全采用活性污泥系统进行微生物除磷的工艺被称为强化生物除磷(EBPR)工艺。
强化生物除磷工艺利用聚磷菌(PAO)能够过量的,在数量上超过其生理需要的,从外部环境中摄取磷,并将磷以聚合磷的形式贮存在体内,形成高磷污泥,排出系统外,达到从废水中除磷的效果。
在此简单介绍了强化生物除磷的生物化学原理,并提出强化生物除磷(EBPR)系统的生物化学原理是一个很有价值的研究课题。
【关键词】强化生物除磷;PAO;醋酸盐污水除磷通常有两种方法:化学方法和生物方法,生物法可以通过两种不同的途径来实现生物除磷:一种是仅仅依靠微生物在其自身生长过程中需要磷,从而达到除磷的目的,但是这种方法往往很难去除掉更多的磷;另外一种方法则是通过控制反应器中的反应条件使得微生物能够聚集过量的超过其自身生长所需要的并且以多聚磷酸盐颗粒的形式在体内储存的磷,具有此类除磷特征的工艺被称为强化生物除磷工艺,而“过量摄磷”正是EBPR工艺的核心机理。
迄今为止,强化生物除磷工艺已经有四十几年的历史,EBPR工艺由三段Bardenpho或Phoredox 工艺演变而来。
现在广泛使用的Johannesburg和改良的UCT工艺都是EBPR工艺的代表。
EBPR工艺虽然具有较高的除磷效率,但是由于对强化生物除磷过程的了解甚少,因此污水厂的设计和运行条件不可能是EBPR所要求的最佳条件,进而导致污水厂的运行不稳定。
因此有必要探讨研究强化生物除磷的生物化学原理,从而设计出最优化的EBPR污水厂。
下面就是对EBPR生物化学原理的一些总结。
1 以醋酸盐作为唯一碳源时EBPR的代谢作用一些经验模型都试图解释EBPR的化学变化,这些模型主要是通过以醋酸盐作为唯一碳源时得到的数据来分析研究生物群落的化学变化。
在厌氧条件下,聚磷菌水解体内的ATP,形成ADP和能量,同时将胞内多聚磷酸盐(Poly-P)分解,以无机磷酸盐(PO43-)的形式释放出去。
中天环境上善治水化学除磷方法简析唐山中天世纪环保科技有限公司-技术中心要保证TP达到更严格的排放限值,必须分析来说中的磷组分,常规的化学除磷,去除的主要是正磷酸盐,而对于有机磷及偏磷酸盐等是很难去除的,通常需要次氯酸钠化学氧化或碱性水解的方式将其分解成正磷酸盐,然后通过化学药剂去除。
而我们所称的化学除磷其实指的就是去除正磷酸盐!化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类(如磷酸盐)反应生成颗粒状、非溶解性的物质。
实际上投加化学药剂后,污水中进行的不仅是沉析反应,同时还发生着化学絮凝作用,即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
1化学除磷药剂的选择为了生成非溶解性的磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。
许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物,但出于经济原因考虑,用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐,这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。
除金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂,反应生成不溶于水的磷酸钙。
铝盐除磷方程式:Al2(SO4)3+6H2O→2Al(OH)3+3SO42-+6CO2Al2(SO4)3+2PO43-→2AlPO4+3SO42-在pH为6.0-6.5的条件下,每1mol的磷需要加铝1.5~3.0mol。
如果水显碱性,在加铝之前应先降低pH以减少Al(OH)3沉淀。
铁盐除磷方程式:Fe2(SO4)3+3HCO3-→Fe(OH)3+2SO42-+3CO2Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~5.5每1mol磷需要加铁(Fe3+)1.5~3mol,最佳pH为5.0。
对磷含量为5mg/L左右的二级处理水,通过投加100~200mg/L的氯化铁(FeCl3.6H2O)就可以得到90%以上的磷去除率。
金属氢氧化物会形成大块的絮凝体,这对于沉析产物的絮凝是有利的,同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。
生物除磷的化学强化处理技术作者:黄卫东, 张鹏, 冯生华作者单位:深圳中兴环境工程技术有限公司1.期刊论文江田民.杨海光.陈筛林.丁富新污水成分的变化对生物除磷效果的影响-环境保护2003,""(7)在气升式环流反应器中,采用模拟污水,通过厌氧-好氧交替过程研究了活性污泥生物除磷过程.在实验过程中,通过改变模拟污水中碳源的种类和浓度,以及硝酸盐的浓度,观察活性污泥的生物除磷和COD降解过程的变化,研究了模拟污水中不同成分对生物除磷过程的影响.2.学位论文赵永志A<'2>/O工艺强化生物除磷优化研究2007随着水体“富营养化"问题的日渐突出,污水排放标准的不断紧缩,以控制富营养化为目的的脱氮除磷已成为当今污水处理领域的研究热点之一。
A<'2>/O是最基本的生物脱氮除磷工艺。
但是,传统A<'2>/O工艺出水水质不高,尤其难以同时实现高效的脱氮和除磷。
为了解决该问题,本课题以生活污水为处理对象,以5F-A<'2>/O中试设备为基础,首次设计并应用竖流式初沉污泥发酵工艺强化生物除磷,系统的考察了各运行工况和进水条件下,通过优化系统,强化生物除磷情况。
首先通过小试试验探讨了BOD<,5>/TP对除磷的影响,并对低碳源生活污水如何提高进水BOD<,5>/TP,提出了有效的解决方法。
通过中试试验证实,初沉污泥水解能有效的提高进水BOD<,5>/TP,有利于强化生物除磷。
试验发现,初沉污泥水解提高了BOD<,5>/TP和BOD<,5>/TKN比,尤其能显著提高进入生化系统VFA含量,为后续强化生物处理创造了理想的条件。
并对竖流式初沉污泥发酵工艺经初沉污泥水解后水质指标进行了系统的分析,试验发现经污泥水解后进水的BOD<,5> CODcr、TP、SP、SS、BOD<,5>/TP、BOD<,5>/TKN分别:61.1%、36.5%、36.1%、17.36%、52.0%、21.2%、68.2%。
其次研究了SRT对A<'2>/O生物除磷的影响,通过对比间歇排泥和连续排泥试验,发现在保持污泥浓度恒定的情况下,连续排泥能够有效的增加系统的排泥量,最大限度的提高除磷效果,产泥系数由间歇排泥的0.4~0.6kg DS/kg BOD<,5>,增加到连续排泥的0.5~0.85 kg DS/kg BOD<,5>。
在本试验进水水质条件下,A<'2>/O工艺SRT为7~10d,出水稳定达到一级B标准。
在总氮达标的前提下,本课题提出通过初沉污泥发酵和及时控制排泥两方面强化生物除磷,经试验验证可以取得较好的处理效果。
3.期刊论文于晓洁.陈银广.顾国维.YU Xiao-jie.CHEN Yin-guang.GU Guo-wei城市污水除磷技术研究——化学强化一级除磷与生物除磷-环境科学与技术2008,31(11)文章分析了使用化学强化一级除磷技术存在的主要问题,特别指出了化学絮凝剂在生产过程中存在的消耗人类有限资源及环境污染大等缺点,认为该种除磷方法不符合可持续发展的理念.生物除磷技术因操作方便及二次污染小等特点成为近年来国内外研究的热点.文章通过介绍生物除磷技术的微生物学、除磷效率等领域的研究进展,结合本课题组取得的部分结果,认为科研工作者应重视该技术的应用基础研究并在实际生产中加以推广应用.4.学位论文袁春华低温条件下生物除磷系统的强化启动和运行试验研究2004在生物除磷脱氮系统中,聚磷菌被认为是一种噬冷性细菌,在低温的条件下仍能获得良好的生物除磷效果,Sell等人的研究表明5℃时聚磷菌的生物除磷量比15℃时高40%.然而在实际工程或实验室研究过程中却常常发现低温条件下生物除磷效果明显下降,甚至消失;在低温条件下要启动生物除磷系统也非常困难.为此,本文利用ERP-SBR系统就此现象进行研究,旨在探索影响低温条件下生物除磷系统启动和除磷效果的主要因素,为低温条件下获得良好且稳定的生物除磷效果提供帮助.5.期刊论文王荣斌.李军.张宁.宋玮华.何恒海污水生物除磷技术研究进展-环境工程2007,25(1)本文介绍污水生物除磷工艺的发展,对生物脱氮除磷特别是反硝化脱氮除磷原理和新工艺进行讨论,分析反硝化除磷技术的影响因素和反硝化脱氮除磷工艺的优缺点,指出反硝化除磷工艺适合低碳磷比、碳氮比污水的处理以及实际应用中有待进一步研究和解决的问题.6.会议论文汪慧贞.张国照A/O生物除磷工艺的改进措施2000本文论述了A/O生物除磷工艺的改进措施,指出最基本的生物除磷工艺是厌氧—好氧活性污泥法,简称为A/O法.这种工艺是使污水和活性污泥混合后依次经过厌氧和好氧区.7.学位论文管莉菠Pseudomonas putida GM6聚磷相关基因的克隆和特性研究2007水体富营养化是全球十大环境问题之一。
氮磷尤其是磷的输入是引起水体富营养化的关键因素。
城镇生活污水的排放是水体磷污染的主要来源之一。
为解决磷污染所带来的危害,在污水进入水体前进行有效处理,降低排放污水的磷浓度十分必要。
目前世界各地大规模污水处理厂主要采用强化生物除磷工艺(Enhanced bidlogical phosphorusremoval,EBPR),EBPR工艺具有污泥产生量少、不使用化学物质和运行经济等特征。
在EBPR系统中聚磷菌在磷的去除中起着至关重要的作用。
为此,加大对聚磷菌的聚磷特性、聚磷相关基因及聚磷菌的工程化应用进行研究十分必要。
本文以高效聚磷菌聚磷机理研究为主线,以高效聚磷菌GM6为研究材料,系统研究了高效聚磷菌的几个与聚磷相关的ppk基因、ppx基因、phoU基因和phaZ基因等。
通过对这些基因进行克隆、表达和敲除失活来研究菌株在强化废水生物除磷工艺中的作用,取得了大量关于污水强化生物除磷菌基因调控过程的基础研究成果。
一.Pseudomonas putida GM6的ppk基因的克隆和敲除以及除磷特性研究运用SEFA-PCR的方法,从GM6中扩增出多聚磷酸盐激酶基因(ppk),预测其全长为2 220 bps,氨基酸水平比对发现与Pseudomonas putida KT2440的同源性为89%,Pseudomonas aeruginosa PAO1为80%,Acinetobacter sp. ADP158%,Escherichia coliK12-MG1655为33%。
通过构建同源重组载体,经两次同源重组获得了失去中间约1000bps的ppk突变株。
将突变株和原始菌株分别接入低磷培养基和合成废水中进行好氧培养。
发现在同等初始OD值下,单位干重菌株所吸收的磷在重量上并无显著差异;而当初始OD值不相等时,OD值越大每毫克细胞干重所吸收的磷反而越少。
用poly-P染色法对处于好氧培养状态的突变株和原始菌株分别染色,结果发现在同等的条件下,用染色方法无法观察到突变株菌体内有poly-P的存在,而却能在原始菌株中观察到。
由于ppk基因参与催化合成长链多聚磷酸盐的,由第二个ppk基因(ppk2)来催化合成的短链多聚磷酸盐在胞内磷酸盐积累过程中可能也发挥着重要的作用。
二.Pseudomonas putida GM6的ppx基因的克隆和敲除以及除磷特性研究根据克隆ppk基因的方法从GM6中克隆到它的下游基因序列多聚磷酸酯酶基因(ppx),该基因与ppk基因的转录方向相反。
ppx长为1500 bps,编码500个氨基酸,以ATG作为起始密码子,UGA作为终止密码子。
发现其氨基酸与Pseudomonas fluorescensPfO-1的同源性为88%,P. putida KT2440为84%,Pseudomonas syringae pv. syringaeB728a为83%。
根据敲除ppk基因的方法设计两同源臂,最后获得失去中间约500 bps的ppx<'->突变株。
将突变株和原始菌株分别接入低磷培养基和合成废水中进行好氧培养。
结果发现,初始OD值相等时每毫克细胞干重所吸收的磷含量基本无差别,除磷效率并无明显差异,生长幅度也基本相同;但是,当初始OD值不相等时,每毫克细胞干重所吸收的磷含量与初始OD值的大小成反比。
通过poly-P染色后发现,原始菌株和突变株均能观察到poly-P的存在,而用染色方法观察到的poly-P应该是长链的。
我们从厌氧释磷实验中发现两种菌做成切片后也能在细胞中观察到较大的PHA颗粒,突变株中的颗粒少于原始菌株,且两菌株在单位时间内的释磷量和PHAs/MLSS值均成正比,但突变株的释磷量明显少于原始菌株,菌体合成的PHAs量占菌体干重的比例也低于原始菌株。
这些结果表明,菌株GM6中可能还存在第二个ppx基因(ppx2),它同样能催化poly-P降解成正磷酸盐,而且ppx2可能是一个水解短链poly-P的功能性基因。
三.GM6 phoU基因的克隆、KT2440 phoU基因的表达和敲除以及碱性磷酸酯酶的反应动力学特性研究根据ppk基因敲除方法,获得了KT2440的phoU突变菌株。
将突变株和原始菌株分别点接于低磷和高磷MOPS(X-Pi)的平板上,结果发现突变株在高磷平板上由原来的白斑变成了蓝斑。
这表明菌株KT2440在失去phoU基因功能后,碱性磷酸酯酶能在高磷平板上表达了,这一结果证明了PhoU在磷转运系统中是一个负调控蛋白。
通过测定原始菌株和突变株的生长值和碱性磷酸酯酶活力,发现突变株在LB培养基上的长势没有原始菌株好;根据磷酸苯二钠测定方法,突变株在这两种培养基上的酶活均高于原始菌株。
然后从KT2440中扩增基因簇pstSCAB-phoU,构建表达载体,转入GM6中得到表达菌株。
但表达菌株仍于高磷的MOPS(X-Pi)平板上显蓝斑,表明KT2440中的phoU堪至phoU-pstSCAB基因簇并不能抑制GM6中碱性磷酸酯酶的表达。
根据已报道的假单胞菌属的phoU基因的保守序列从GM6中获得了磷转运调控系统的基因簇pstSCA-phoU片段序列,其中phoU基因与KT2440的此蛋白同源性为92%。
四.Pseudomonas putida GM6的phaZ基因的克隆和敲除以及除磷特性研究从GM6中扩增出与PHA有关的基因簇(phaC1-phaZ-phaC2),其中phaC1和phaC2均是PHA合成酶基因,phaZ基因是PHA解聚酶基因。
预测phaZ基因全长为852 bps,发现与P.putida的同源性为84%,Pseudomonas sp.PC17为87%,P.fluorescens PfO-1为88%。