反硝化聚磷菌机制总结(精制甲类)
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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。
反硝化聚磷菌培养驯化方式及其影响因素分析
王燃燃;陈文兵;张旭
【期刊名称】《山东建筑大学学报》
【年(卷),期】2011(026)005
【摘要】利用SBR法培养驯化反硝化聚磷菌的方式主要分为两阶段驯化法和三阶段驯化法,两种驯化方式均能达到良好的驯化效果,其除磷效率和脱氮效率均能达到90%左右和80%以上;又各有其优势,三阶段法要比两阶段法快,在相同驯化时间内,采用三阶段法驯化的反硝化聚磷菌利用硝酸盐吸磷的能力要强于两阶段法.同时在反硝化聚磷菌培养驯化过程中,厌氧HRT、pH、炭源、DO、SRT的控制至关重要.
【总页数】3页(P491-493)
【作者】王燃燃;陈文兵;张旭
【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.反硝化聚磷菌的培养驯化及其FISH鉴定 [J], 占茹;宋吟玲;李花
2.双泥法SBR培养驯化反硝化聚磷菌的研究 [J], 陈磊;胡文容;裴海燕
3.探究反硝化聚磷菌驯化筛选及效能的研究进展 [J], 王春雷
4.反硝化聚磷菌的驯化及脱氮除磷性能研究 [J], 李微;孙慧智;魏炜;傅金祥
5.SBR中反硝化聚磷菌的培养驯化研究 [J], 杨文婷;沈耀良
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--●反硝化聚磷菌硝酸盐呼吸代谢机理及种群动态演替高尚1,刘海燕1,王晓玲2(1.长春市海威市政工程设计有限公司,长春130012;2.吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春130118)摘要:基于反硝化吸磷基本原理,分析了反硝化中间代谢产物———亚硝酸盐对硝酸盐呼吸代谢过程的抑制作用,确定了硝酸盐还原酶、多聚磷酸盐激酶、PHA 降解酶是硝酸盐呼吸代谢过程的关键酶,并阐明了工艺的种群动态演替,为开发反硝化聚磷菌功能调控策略提供了理论基础。
关键词:反硝化聚磷菌;硝酸盐呼吸;代谢;关键酶中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1008-9500(2015)10-0026-03Vol.33,No.102015年10月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization反硝化吸磷原理和传统A/O 法除磷原理极为相似。
厌氧段,反硝化聚磷菌(DPAOs )释磷过程和传统除磷工艺中聚磷菌(PAO )基本一致;而在缺氧段,不同于PAO 以O 2作为电子受体,DPAOs 是以NO 3-和NO 2-作为氧化胞内β-聚羟基烷酸(PHA )的电子受体,利用该过程产生的ATP 中的大部分合成自身细胞物质(糖原)和维持生命活动,另一部分则用于过量摄取水中的无机磷酸盐,并以聚磷(poly-p )的形式储存在细胞体内。
同时NO 3-和NO 2-被还原。
如此在厌氧/缺氧交替运行条件下,DPAOs 通过“一碳两用”方式同时完成反硝化脱氮和吸磷过程。
因此,通过调整工艺,使吸磷过程在缺氧条件下最大程度地进行,可以缓解生物除磷和反硝化反应对碳源的竞争关系。
根据报道,强化反硝化吸磷过程,COD 节省量可达30%左右,同时,磷以硝态氮为电子受体被吸收降低了好氧区耗氧量。
研究称,耗氧量可降低20%左右[1]。
由于利用硝酸盐作为电子受体产生的能量比用氧做电子受体低,所以与好氧吸磷过程相比,反硝化吸磷过程的细胞产率较低,系统剩余污泥产量可减少30%[2-3]。
A2N反硝化除磷:A2N(Anaerobic /Anoxic /Nitrification) 连续流反硝化除磷脱氮工艺是基于特殊的反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphate Removal Bacteria, 简称DPB) 缺氧吸磷的理论而开发的新工艺, 是采用生物膜法和活性污泥法相结合的双污泥系统。
与传统的生物除磷脱氮工艺相比较, A2N 工艺具有“一碳两用”、节省曝气和回流所耗费的能源、污泥产量低以及各种不同菌群各自分开培养的优点1.基本原理:厌氧区:DPB吸收VFA转化为PHA(PHB PHV影响)作为缺氧段反硝化吸磷的电子供体, 并将体内聚磷酸分解为磷酸盐。
挥发酸是通过主动运输进入细胞,且糖原经过ED?EMP途径提供还原力,多聚磷酸盐水解提供ATP和释放磷酸盐于体外,最终产生PHA。
主要影响因素:硝酸盐影响?(硝酸盐存在,会使普通反硝化细菌优先使用COD作电子供体进行反硝化,影响DPB合成PHA)HRT长:充分吸收COD合成PHA,为缺氧段反硝化除磷提供电子供体;HRT 过长造成无效释磷(无有机物吸附也无PHA合成),造成总的吸磷效率下降。
大部分COD进入硝化段被微生物好氧降解, 硝化段由于好氧异养菌的过量繁殖, 影响了硝化效果。
硝化段去除的大量COD既不利于系统的脱氮, 也不利于除磷。
尽量缩短HRT,提高处理效率。
丙酸为碳源时,PAO将吸收丙酸转化为聚3 - 羟基戊酸盐( PHV)和聚3 - 羟基- 2 - 甲基戊酸盐( PH2MV)。
乙酸为碳源时,PAO 将吸收乙酸转化为PHB.(影响)生物膜硝化段:(自养硝化细菌:厌氧段COD/N比不宜过高)氨氮的氧化,为缺氧吸磷提供电子受体。
主要影响因素:生物膜段存在微缺氧环境(DO:4 mg/L过高影响反硝化,脱氮效果降低;过低影响硝化,出水氨氮增加,甚至影响反硝化除磷),形成同步硝化反硝化,有利于脱氮,保持较长HRT,脱氮效率提高?(缺氧段反硝化除磷需要硝酸盐氮作电子受体)缺氧区:厌氧合成的PHA 被降解并合成糖原,同时过量摄取污水中的磷合成聚磷酸盐。
同步除磷脱氮工艺技术探讨在缺氧条件下,反硝化聚磷菌(DPB)利用厌氧条件下积累在体内的PHB做C源和电子供体,以硝酸盐氮作为电子受体进行无氧呼吸。
无氧呼吸过程中产生的能量可用来将环境中的正磷酸盐吸收至反硝化聚磷菌体内以异染粒或其它高含磷量的储存物质存在。
然后系统通过排出这种高含磷的污泥而达到去除磷的目的,因此反硝化聚磷菌(DPB)反硝化除磷脱氮工艺的剩余污泥含磷量很高。
由于反硝化聚磷菌的碳原是一种较为复杂的有机物(PHB),因此基质利用速度相对普通的好氧细菌来说比较慢,反过来说,反硝化聚磷菌(DPB)污水同步除磷工艺的污泥产量也就比较少。
但可以看出污泥产量少并不代表该系统的除磷水平就会降低。
因为从上面的分析中可以看出,污泥产量减少是通过减少污泥中其它杂菌(普通好氧菌,普通反硝化菌等)含量而达到的。
如果缺氧池中易生化有机物多,肯定是优先发生反硝化,导致改池中硝酸盐硝化殆尽。
然后缺氧池实质变成了厌氧池当然就发生了释放磷的现象。
脱氮效果不好请检查一下污泥龄,一般来说10天左右比较合适。
脱氮除磷的效果除设计原因外,运行管理是很关键的,如厌氧池不能有氧,但如何控制呢?好氧区氧不足会影响硝化和聚磷,氧太高会使厌氧区产生微氧环境,影响释磷,有时好氧区溶氧不高,厌氧区也可能有微氧,与好氧区的溶氧高低外,还与污沉淀池的停留时间、缺氧程度等因素有关.此外,还要做到按工艺要求及时排泥,磷的最终去除出路是通过剩余污泥排放的,如不及时排放,会在系统内周而复始地进行聚磷和释磷的循环。
总之,运行管理的各个主要环节一定要控制好.关键是进水有足够的BOD,否则无论采用何种工艺,都难于有好的除磷脱氮效果。
C源对脱氮和除磷都是必要的。
以现有的污水来看,C原不会完全没有,只会存在不足。
反硝化聚磷菌一碳两用,所以可以有一定的优势!严格地说,不是反硝化聚磷菌对环境的要求苛刻,而是微生物生态体系具有内在的自我动态平衡特征以及地域性特征,使得反硝化聚磷在实际工程中仍然具有不可人为调控的特性,因此,需要进一步对活性污泥中的反硝化聚磷菌生态学特征和地域特征进行研究,以确定可人为调控的参数或地域条件。
反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略共3篇反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略1反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略反硝化除磷菌群是底泥和污泥中的一种微生物,可以达到同时去除氮和磷的效果。
本文将对反硝化除磷菌群的结构和工艺调控策略进行探讨。
一、反硝化除磷菌群的种类和特征在反硝化除磷菌群中,主要有两类菌群:一类是反硝化除磷菌群,具有同时去除氮、磷的特点;另一类是硝化除磷菌群,具有偏向于去除氮的特性。
反硝化除磷菌群是厌氧微生物,在厌氧条件下能够利用硝酸盐和硝酸盐为电子受体和有机物为电子供给体进行反硝化反应,把硝酸盐还原为氮气,同时还能利用源于有机物的磷酸盐形成包括聚β-羟基丁酸钝菌体(PHB)在内的多种有机物质,从而实现氮、磷的脱除。
其中,有机物的磷酸盐可以通过菌群内某些菌株的代谢环节,转化为内源性,或表观转化为外源性,进而得到吸附并去除。
硝化除磷菌群是好氧微生物,它们能够利用氨或尿素作为氮源,通过硝化的反应途径将氨氮转化为亚硝酸和硝酸,然后再反硝化为氮气。
在此过程中,磷与氮形成的化合物也能够被菌群吸附,实现同步去除。
二、反硝化除磷菌群结构的影响因素反硝化除磷菌群的生长和繁殖受到很多因素的影响,包括水质、底泥、温度、pH值、溶解氧等等。
水质因素包括有机质含量、硝酸盐氮、磷酸盐等等。
底泥因素包括底泥矿物质含量、渗透率、氧化还原电位等。
温度对反硝化除磷菌群的生长和繁殖也有很大影响,一般在25℃左右最为适宜。
pH值也是反硝化除磷菌群的重要影响因素之一,多数菌群在6-8的pH值下生长和繁殖最佳。
三、反硝化除磷菌群工艺调控策略为了让反硝化除磷菌群达到较好的脱除效果,需要进行科学严谨的工艺调控。
以下提出几个工艺调控策略:1.控制水质:必须严格控制水体中有机质的含量,并且注意避免过量的氨氮和磷酸盐的加入。
2.增加菌群量:可以通过加入菌剂的方式,提高水体菌群的数量。
而且,通过增加氧气浓度,可提高菌群的代谢活性,加速菌群的生长和繁殖。
反硝化聚磷菌在污水处理中的应用摘要:综合国内外反硝化除磷技术的最新研究,着重分析反硝化聚磷菌的脱氮除磷机理和对反硝化除磷工艺有较大影响的各种因素,介绍反硝化聚磷菌在污水处理中的应用及目前反硝化除磷技术在工艺上的研究进展。
关键词:反硝化生物除磷脱氮反硝化聚磷菌随着人类生活水平的不断提高和工业生产的快速发展,带来越来越严重的水质污染问题。
废水的强化生物除磷过程因具有经济性的优势而得到广泛运用。
在强化生物除磷过程中,聚磷菌(PAoS)起着关键的作用,这类微生物能够以氧等物质作为电子受体将废水中的磷聚集在细胞内以聚磷酸盐的形式储存⋯1。
一般认为,聚磷菌分为两种,兼性厌氧的反硝化聚磷菌(DenitrifyingPhosphate—Accumulating Organisms,DNPAOs,或Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria,DpB)[2]和好氧聚磷菌,其中反硝化聚磷菌能利用氧或硝酸盐作为电子受体,而好氧聚磷菌只能利用氧作为电子受体[3]。
近年来,反硝化除磷技术以其独特的优势已成为废水生物处理技术领域的研究热点。
本文综合国内外最新研究,着重介绍反硝化聚磷菌脱氮除磷机理和在污水处理中的应用及目前反硝化除磷技术在工艺上的研究进展。
1 DPB脱氮除磷的基本原理DPB被证实具有和好氧聚磷菌极为相似的代谢特征[6~8]。
Kuba等从动力学性质上对这两类聚磷菌进行了比较,认为以硝酸盐作为电子受体的DPB有着和好氧聚磷菌同样高的强化生物除磷性能[9-10]。
因DPB是兼性厌氧菌,它利用生物体内合成的高分子聚合磷酸盐在厌氧/缺氧交替变化中进行生物除磷。
(1)在厌氧条件下,将细胞内的聚磷酸盐Poly—P以溶解性的磷酸盐形式释放到溶液中;同时,利用此过程中产生的能量将酵解产物低级脂肪酸(如乙酸盐或丙酸盐等),合成有机储备物质聚β一羟基丁酸酯(poly—β—hydroxybu—tyrate,PHB)颗粒作为下一阶段的电子供体,此时表现为磷的释放[6,l1-12],即磷酸盐由微生物体向环境转移。
反硝化与聚磷菌争夺碳源导致A2O总磷超标的调试过程A2O工艺是一种将好氧、厌氧和好氧的生物处理过程结合起来的工艺,常用于城市污水处理厂的二级处理。
在A2O工艺中,总磷的去除是一个重要指标,因为高浓度的总磷会对水体产生污染,导致水质恶化甚至生态系统的破坏。
总磷的去除主要通过生物法进行,其中反硝化是一个关键步骤。
在好氧区域,AO菌通过吸附磷酸盐来去除总磷;而在厌氧区域,反硝化菌利用有机物质与硝酸盐反应,产生氮气并释放出可用碳源。
然而,当系统中存在过多的反硝化菌时,它们会争夺AO菌所需的有机物质,导致AO菌无法正常工作,从而引起总磷的超标。
要解决A2O总磷超标的问题,可以采取以下调试措施:1.检查系统操作:首先,检查AO和反硝化区域的操作参数是否正常,如溶解氧浓度、温度、pH值等。
确保系统运行在最佳条件下。
2.调整好氧区域和厌氧区域的比例:根据系统的具体情况,适当调整好氧区域和厌氧区域的比例,增加AO菌获取有机碳的机会,减少反硝化菌的数量。
3.增加有机碳源的供应:通过增加有机碳源的投加量,增加AO菌的可用碳源,从而降低反硝化菌的争夺,促进总磷的去除。
可通过投加有机物质如醋酸钠、甲酸钠等来实现。
4.增加污泥的回流比例:增加污泥的回流比例可以增加AO菌的数量,从而提高总磷的去除效率。
但需要注意控制回流量,以免过多的回流对系统造成冲击。
5.消除污泥飘浮现象:如果系统中存在污泥飘浮现象,应及时采取措施消除,以提高污泥的沉降性,保证污泥中含有较高的AO菌浓度。
6.定期监测和调整:通过对系统的定期监测,如采样分析总磷浓度、AO和反硝化菌群的数量等,及时发现问题并进行调整。
总之,A2O总磷超标的调试过程主要涉及优化系统操作、调整好氧区域和厌氧区域比例、增加有机碳源供应、增加污泥回流比例、消除污泥飘浮现象以及定期监测和调整等措施。
通过这些调试,可以有效提高A2O工艺的总磷去除效率,保护水质和生态环境。
反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略反硝化除磷是一种重要的废水处理技术,它可以同时实现氮与磷的去除,被广泛应用于废水处理厂中。
而反硝化除磷的效果主要取决于反硝化除磷菌群的结构和功能。
本文将围绕反硝化除磷菌群的结构以及工艺调控策略展开论述,以期为反硝化除磷技术的优化提供理论基础和实践指导。
一、反硝化除磷菌群结构的特点反硝化除磷菌群是由多种不同类型的微生物组成的。
其中,主要的反硝化除磷菌群包括异烟酸亚硝酸盐还原菌(anaerobic nicotinic acid nitrate-reducing bacteria,ANRB)、有机酸亚硝酸盐还原菌(organic acid nitrate-reducing bacteria,ONRB)、无机酸亚硝酸盐还原菌(inorganic acid nitrate-reducing bacteria,INRB)和短程污泥硝化菌(short-chain nitrifying bacteria,SCNB)等。
1. 异烟酸亚硝酸盐还原菌(ANRB):ANRB是一类具有异烟酸亚硝酸盐还原能力的反硝化除磷菌群。
它们能够利用异烟酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,同时释放出磷酸盐。
ANRB在反硝化除磷过程中起着关键作用。
2. 有机酸亚硝酸盐还原菌(ONRB):ONRB是一类以有机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。
它们能够利用有机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,并释放出磷酸盐。
ONRB在废水中有机物较多的情况下发挥重要作用。
3. 无机酸亚硝酸盐还原菌(INRB):INRB是一类以无机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。
它们能够利用无机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,并释放出磷酸盐。
INRB在废水中有机物较少的情况下扮演重要角色。
4. 短程污泥硝化菌(SCNB):SCNB是一类能够利用废水中的有机物产生腐殖质,同时通过腐殖质吸附底物氮并产生亚硝酸盐的菌群。
它们在反硝化除磷过程中起到了连接氮磷去除的作用。
反硝化聚磷菌机制总结
本次文献总结主要来源:A2 /O工艺缺氧池中反硝化聚磷菌的比例、特性研究及菌株鉴定;Interaction of denitrification and P removal in anoxic P removal systems;反硝化聚磷菌的SBR 反应器中微生物种群与浓度变化;EBPR系统中聚磷菌与聚糖菌的竞争和调控的基础研究;反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究。
本次文献总结主要总结了硝化反硝化聚磷的机制,及聚磷菌释磷和聚磷速率的一种算法,简单介绍了聚磷微生物的研究。
重点介绍了在SBR反应器中一种更为详细的较好的培养富集反硝化聚磷菌的方法及其中微生物种群及其浓度的变化。
有一类聚磷菌能够利用硝酸盐作为电子载体,同时进行反硝化脱氮和聚磷,称为反硝化聚磷菌。
反硝化聚磷菌既可以利用硝酸盐作为电子受体,也可以利用氧气作为电子受体。
1、硝化反硝化作用和聚磷作用
污水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮形式存在。
废水脱氮的基本原理则是利用硝化和反硝化过程,其过程如下:
对于污水中磷的去除则采用聚磷菌聚磷的机制,在乙酸盐作为碳源的条件下,其过程如下:
而丹麦技术大学的Henze等研究者提出了在厌氧和好氧的条件下,聚磷菌体内磷的释放(r PR)和摄取(r PU)的速率可分别用如下Monod方程表示:
其中各字母代表意义如下:
代表乙酸盐与磷酸盐的化学计量系数(HAC/P),为2mol/mol ;K HAC代表乙酸利用速率常数,(HAC/PAO),kg/(kg.d);S HAC代表乙酸质量浓度,mg/L ;K S’HAC代表乙
酸去除的饱和常数,mg/L;X PAO代表聚磷菌PAO浓度,mg/L ;代表PO43-的最大比降解速率(PO43-/PAO),kg/(kg.d);代表PAO的最大产率系数(PAO/
PO43-),kg/kg;代表磷酸盐中磷的质量浓度,mg/L;代表磷酸盐中磷的饱和常数,mg/L。
2、反硝化聚磷微生物的研究
生物除磷系统中的微生物种群受环境因素如基质、电子受体和碳磷比等影响,主要分为PAOs和非PAOs两大类,它们之间竞争碳源。
PAOs多为球杆状,非PAOs称为聚糖菌(GAOs),多呈四分染色体球状。
随着荧光原位杂交(FISH),变性梯度凝胶电泳(DGGE),16SrRNA靶向寡核苷酸探针等方法在生物除磷系统微生物学研究方面的应用,发现生物除磷系统微生物群落与非除磷系统的微生物群落一样具有很高的多样性。
关于反硝化聚磷菌的研究起步较晚,研究者们发现在生物除磷系统中至少存在两种PAOs,一类可以氧气和硝酸盐作为电子受体的DPAOs,一类只以氧气为电子受体的
non-DPAOs。
罗宁等对A2N-SBR反硝化除磷脱氮工艺中的活性污泥进行了分离鉴定,发现假单胞菌属、莫拉氏菌属、肠杆菌科和气单胞菌属占到细菌总数的67%,并具有反硝化聚磷脱氮作用;不动杆菌占28%,没有反硝化聚磷作用,但能在好氧条件下吸磷。
3、聚磷菌与聚糖菌的竞争
Fukase第一次报道了在EBPR系统内有另一类微生物和聚磷菌竞争,可以在厌氧条件下吸收VFA但是不聚磷。
Cech和Hartman发现在以葡萄糖或者乙酸为基质的系统中有大量的四联体的球菌,这种系统在厌氧条件下碳被吸收而磷不被去除。
最后Mino把它们称为GAO,定义:
好氧储存糖原厌氧消耗糖原,以糖原为主要能量来源吸收碳源并且储存为PHA的一类微生物。
GAO和PAO的不同之处:(1)PAO和GAO的形态是不同的,PAO常常是丛生,大团出现,而GAO通常为成对或四个一组出现;(2)GAO的Neisser blue染色只有细胞壁是阳性,而PAO的细胞内部有大量的阳性颗粒;(3)PAO不能以糖原为唯一的能量来源,而GAO可以。
影响PAO和GAO竞争的一个重要因素是进水中的碳磷比,很多研究发现高地COD/P
(e.g.>50mgCOD/mgP)对GAO的生长有利而却不利于PAO的生长。
所以,低碳磷比
(e.g.10—20mgCOD/mgP)更适合PAO生长;另一方面,进水中必须提供足够的VFA才能实现磷的去除。
碳源
大多数反硝化聚磷菌在厌氧释磷过程中利用乙酸作为碳源,因乙酸是废水处理厂进水中存在的最多的VFA;而在Jignesh Patel,George Nakhla等人的研究文献《Interaction of denitrification and P removal in anoxic P removal systems》中,用城市污水自带碳源与单独用其他挥发性脂肪酸(VFA)乙酸、丙酸、丁酸作为碳源进行研究对比发现,在用乙酸作为碳源时,反硝化聚磷菌释磷和聚磷的效果最好,其次,用丁酸、丙酸、城市污水自带碳源效果依次下降。
但也有人用碳源做长期底物培养除磷系统时,发现用乙酸盐和丙酸盐的混合物作为碳源的效果要高于单独用乙酸盐时的效果。
用乙酸作为碳源可以有效的去除磷,但也有很多时候在EBPR系统中由于GAO的竞争引起磷去除的恶化。
有研究也说明用葡萄糖可以作为除磷系统中的碳源,磷的去除率达到
96.357%。
但有人认为则先发酵为乙酸,此过程为系统中发酵产酸菌将污水中的COD发酵为乙酸盐。
无论是以乙酸为碳源还是丙酸,在C/P小于或等于30时,磷去除率随着C/P的增加而增加;当C/P大于三十时,磷去除率的变化不再显著;随着C/P的增加,系统降解COD/释放磷的比例也增加,两者之间呈线性关系。
SBR反应器中反硝化聚磷菌富集的新方法:
SBR反应器富集反硝化聚磷菌的工艺流程主要分为三个阶段,以NO3-作为电子受体对反硝化聚磷菌(DPB)进行选择和富集,装置共运行了168 周期。
第1阶段(聚磷菌活化)以厌氧/好氧工艺运行20 周期,得到具有高效的好氧除磷污泥;
第2 阶段(反硝化聚磷菌富集)厌氧/沉淀/排水/缺氧/沉淀工艺运行103 周期(厌氧释
磷和沉淀排水之后加不含COD),其目的是淘汰常规的反硝化菌,而对反硝化聚磷菌进行选择和富集(缺氧段系统氮磷按质量浓度比ρ(NO3---N):ρ(PO33---P)=21׃流加);
第3阶段(反硝化聚磷菌稳定阶段)采用厌氧/缺氧/沉淀工艺运行45 周期,目的是稳定第2 阶段选择和富集的反硝化聚磷菌和系统抗冲击负荷能力。
试验过程中的SBR反应器和各阶段流程如下图所示:
SBR反应器中反硝化聚磷菌的微生物种群和浓度变化
在周康群,刘晖等人的研究文献《反硝化聚磷菌的SBR反应器中微生物种群与浓度变化》中,以硝酸盐作为电子受体用SBR反应器采用上述三种阶段来富集反硝化聚磷菌,以生活污水为研究对象,进行微生物的研究。
硝化反硝化菌的变化:
第一好氧阶段,亚硝化菌优先在SBR系统中繁殖,而硝化菌生长较慢,而亚硝化菌的硝化能力小于硝化菌,能够造成亚硝酸盐氮的初期积累;随着时间的运行,硝化菌逐渐逐步生长,出水中硝酸盐逐渐升高,而亚硝酸盐则逐渐降低。
在低溶氧条件下,即该阶段厌氧下,亚硝酸盐对氧的竞争力明显高于硝化菌,致使亚硝化菌继续增殖,而硝化菌浓度降低。
在前十周期内,反硝化菌占主导,该期内硝酸盐去除率较高(46.5%~50.1%),磷的去除率较低(9.86%~12.1%),随着周期的增长,反硝化菌逐步降低,至第103周期,反硝化菌的
浓度只有最初始的一半,而从第十到第103周期,磷酸盐的去除率从12.1%~95.2%,硝酸盐的去除率从48.5%~96.1%,说明了常规的反硝化菌(即只有反硝化功能而无聚磷功能)被淘汰,而反硝化聚磷菌则逐渐增多,占据主导地位。
第一阶段好氧聚磷菌的浓度增加为原来的94倍,第二阶段反硝化聚磷菌增加为原来的75倍,反硝化聚磷菌浓度的增加与PO4−P,NO3-−N和COD去除率升高呈同步关系。
反硝化聚磷菌浓度的增加与污泥的沉降比有关,通过观察污泥沉降比可以较为简单直接的了解其中菌体变化,在2-10周期内,污泥沉降比由15%降到7%;在10—103周期内,污泥沉降比由7%上升到18% 。
另外反应器中存在着一定的发酵菌和产乙酸菌。
通过3 阶段的富集,聚磷菌的种类减少并且集中,反硝化聚磷菌的种类为假单胞菌属、棒状杆菌属,其次是肠杆菌科和葡萄球菌属,假白喉棒杆菌属最少且为反硝化聚磷菌。