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聚磷菌与消化菌、反硝化菌之间的那些事

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学社教育 发表于 2019-8-10 09:45 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
目前对有机物和氮的去除一般采用生物氧化和硝化/反硝化来完成,除磷则采用生物去除或生物/化学沉淀来完成。在同时脱氮除磷系统中,硝化菌与聚磷菌之间的矛盾主要有二个方面,一是污泥龄,另一个是二者对基质的竞争。由于硝化菌世代时间较长,聚磷菌世代时间短,为了同时取得较好的脱氮除磷效果,一般将污泥龄控制在折中范围,以兼顾脱氮与除磷的需要。此外,为了能够充分发挥脱氮菌与聚磷菌的各自优势,近几年有很多研究者提出,将活性污泥法与生物膜法相结合以缓解这一矛盾,这时系统中就存在两种菌群——短泥龄悬浮态活性污泥菌群和长泥龄的生物膜上附着的菌群,这样就很好地解决了硝化菌与聚磷菌间的泥龄矛盾。( P* s3 D1 H$ w) K5 a

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& k5 Y" \/ |+ S* e) U脱氮除磷工艺过程中的反硝化菌和聚磷菌之间另一个主要矛盾是对基质的竞争,传统生物除磷机理认为:在厌氧环境下,聚磷菌只能利用污水中的易生物降解物质,其他有机物都要经水解/发酵后转化为乙酸等低分子可生物降解的挥发性有机酸(VFA)后才能被聚磷菌利用。而在缺氧环境下,反硝化菌先于聚磷菌利用这类有机物进行脱氮,导致聚磷菌(PAO)释磷程度降低,细胞内 PHB 减少。同时厌氧条件下,磷释放的充分程度和合成的 PHB 量影响决定着好氧条件下过量摄取磷的量。因此,系统的除磷效率取决于污水中易生物降解的溶解性有机物(RBCOD)的多少,一般进水溶解性 BOD/TP≥15时,才能保证出水磷含量小于 1mg/L。/ _% l4 E6 t5 {' W  O

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磷微生物的生理特性:
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(1)生物除磷主要是由一类统称为聚磷菌的微生物完成的,该类微生物均属异养型细菌,如不动杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属和棒杆菌属等。
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(2)在厌氧条件下,聚磷菌将细胞中的聚磷水解为正磷酸盐释放胞外,并获取能量;利用聚磷水解释放的能量,吸收污水中易降解的COD如挥发性脂肪酸。合成贮能物质聚β-羟基丁酸盐(PHB)等。
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(3)在好氧条件下,聚磷菌以游离氧为电子受体氧化胞内贮存的PHB,利用该反应产生的能量过量地从污水中摄取磷酸盐,合成高能物质ATP和聚磷,将聚磷作为贮存物贮于胞内。好氧吸磷量大于厌氧释磷量,通过剩余污泥排除可实现高效除磷目的。
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(4)好氧条件下,细胞内PHB含量随时间呈指数关系减少;厌氧条件下则呈线性关系增加,且PHB的增加与胞内聚磷的减少呈线性关系。在一定条件下,聚磷菌厌氧有效释磷越彻底,在好氧条件下的吸磷量就越大。+ t% L7 k* ]1 c! J  b  G7 I; ?" e

8 C: y0 p  c" Y/ I  }, p; Y(5)一部分聚磷菌具有脱氮功能,在无游离氧条件下可利用硝酸盐作为电子受体,将硝酸盐还原为N2或NxOy,同时还可大量吸磷。当厌氧段混入硝酸盐时,一部分易降解碳源被反硝化利用,对聚磷菌释磷产生不利影响。
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+ g6 m# A1 R2 @# m: B  y(6)聚磷菌厌氧释磷的程度与基质类型关系很大,一般可直接利用的基质主要为短链挥发性脂肪酸,其他基质则需要转化为短链挥发性脂肪酸后才能被利用。# @) u0 G) M; B6 z$ O2 W" U
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