废水生物法除磷技术新发展

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1、废水生物法除磷技术新发展　　摘要：综述了以PAO（聚磷菌）、DPB（反硝化聚磷菌）和磷酸盐还原菌处理含磷废水的原理，并在此基础上探讨了传统聚磷菌厌氧/好氧、厌氧/缺氧/好氧除磷工艺的各种改进和发展以及反硝化除磷的单泥、双泥系统的除磷效能和研究进展。关键词：生物除磷；除磷原理；除磷工艺；磷酸盐还原菌中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）10-0183-051引言食品行业生产过程废水含有高有机物、氮、磷、悬浮物以及油脂等污染物质，是造成水体的主要污染源之一[1]。与食品行业相关的发酵、养殖、屠宰、养殖等企业也会排放出较高浓度的含磷废水[2]。生物除磷原

2、理[3]即利用聚合磷酸盐累积微生物-PAO（Poly-phosphateAccumultatingOrganisms）和反硝化除磷菌DPB（DenitrifyingPhosphorousRemoving17Bacteria）以O2、NO-3或NO-2为电子受体将废水中的磷过量积聚在细胞中以聚磷酸盐形式储存，通过排出含磷污泥而从污水中分离，此法是基于磷以固体的形式从水体中除去；或是利用某些磷酸盐还原菌在厌氧条件下还原水中的磷酸盐为气态磷化氢而去除。以PAO菌的作用原理开发出了A/O工艺及同步脱氮除磷的A2/O工艺，并在A2/O基础上不断改进出各种变形工艺来提高除磷效率。以DPB菌的作用

3、原理开发出单泥系统BCFS工艺，双泥系统A2NSBR工艺和Dephanox工艺。磷酸盐还原菌的探究是基于1988年Dévai[4]等发现水厂中磷不守恒并证实磷以气态磷化氢的形式转移到大气中，随后Gassmann和Glindemann（1993）[5]利用混合厌氧菌种的培养基证实生物的活动可以产生磷化氢，磷酸盐还原菌可将废水中的磷从液态转化为固态[6]，可成为今后废水生物除磷的一种新的途径。2除磷菌的作用原理除磷菌的作用原理主要是依靠菌株的过量吸磷或菌株对磷酸盐的还原作用，前类菌株研究较为纯熟，磷酸盐还原菌还属于探究阶段。2.1聚合磷酸盐累积微生物-PAO17PAO菌俗称聚磷菌。PAO

4、菌是一种兼性菌，适于生长温度为30℃左右，pH值为中性偏碱性，36h即可生长到最大值[7]，其除磷过程是在两种条件下进行的：厌氧条件下，兼性细菌可以通过发酵作用将溶解性的BOD转为低分子有机物，分解细胞内聚磷酸盐产生ATP，并利用ATP将废水中低分子有机物摄入到细胞内，以PHB（聚-β羟基丁酸盐）及糖原等形式贮存在细胞中，并将聚磷酸盐分解产生的磷酸排出细胞外；好氧条件下，聚磷菌以O2作为电子受体并利用PHB代谢释放的能量，从污水中超量吸收磷并以聚磷酸盐的形式贮存起来，产生新的细胞物质[8]。PAO菌在厌氧和好氧两种条件共同作用下完成除磷过程。这类细菌主要有假单胞菌属（pseudomo

5、nassp.）、气单胞菌属（Aeromonassp.）和不动杆菌属（Acinetobactersp.）[9]。2.2反硝化除磷菌DPBDPB菌是异养菌，适宜生长温度在18～37℃之间，pH值在7.5～8之间可实现菌株的效能[10，11]。DPB菌与PAO菌有着相似的除磷机理，其区别在于氧化细胞内PHA时的电子受体不同，DPB的电子受体是NO-3，PAO的电子受体是O2。厌氧阶段，可溶性的BOD可被降解为低分子有机物，被DBP迅速吸收后迅速繁殖，水解细胞内聚合磷酸盐，同时将水解后产生的无机磷酸盐排出细胞外，此过程中产生的ATP、DBP将合成大量PHB贮存体内；缺氧阶段，DBP以NO-3

6、作为氧化PHB的电子受体，降解PHB产生的ATP供给DBP细菌合成、维持生物活动和过量摄取水中无机磷酸盐，以聚合磷酸盐的形式储存在细胞体内，实现DBP反硝化效果[12]。DPB菌在厌氧/缺氧交替下共同完成除磷过程。反硝化聚磷细菌包括：假单胞菌属（pseudomonassp.）、肠杆菌科细菌（Enterobacteriaceae）、莫拉氏菌属（Moraxella17sp.）、部分棒状杆菌属（Corynebacteriumsp.）和气单胞菌属（Aeromonassp.）等[13]。2.3磷酸盐还原菌厌氧除磷是基于微生物在厌氧条件下将含磷物质还原为磷化氢，Jenkins[14]等人报道过纯

7、种微生物（大肠杆菌、鸡沙门氏菌、亚利桑那沙门菌和生孢梭菌，醋酪酸梭状芽孢杆菌）和混合酸发酵菌、丁酸发酵菌等均可在厌氧培养条件下产生磷化氢。厌氧除磷产生磷化氢，其机理还不是十分明确，有科研工作者研究表明：磷化氢产生于营养物质充足的厌氧环境，厌氧微生物能利用营养物质来获取能量，从而将磷酸盐或亚磷酸盐还原。其还原过程如图1及图2[6]。3生物除磷技术与工艺3.1传统除磷工艺（PAO菌作用原理）3.1.1A/O（anoxic/Oxic）、A2/O（Anaerobi