反硝化除磷机理与工艺研究进展_陈鹏

反硝化除磷是用厌氧/缺氧环境，培养驯化出一类可以以氧气、亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷菌（Denitrifyingphosphorusremovingbacte-ria，DPB）为优势菌种，通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷的双重目的。近年来人们对DPB的关注是因为它能在缺氧条件下利用贮存在细胞内的碳源同时供给磷的摄取和反硝化过程，从而在生物除磷过程中促进了脱氮除磷效果。DPB的菌属特性可以很好地解决目前传统脱氮除磷工艺中的碳源问题和不同菌属在脱氮除磷过程中的竞争问题，从而节省了电耗（曝气量），产泥量大大减少，最终节省了整体投资和运行费用。1反硝化除磷机理研究人们起初在一系列生物脱氮除磷的研究过程中发现，活性污泥中的一部分聚磷菌（Polyphosphateaccumulatingorganisms，PAO）能以硝酸盐作为电子受体在进行反硝化的同时完成吸磷过程。荷兰Delft大学的Kuba[1]在厌氧/缺氧交替的运行条件下进行试验观察到：存在一类有反硝化作用同时有除磷作用的兼性微生物，该微生物可以利用氧气或硝酸盐作为电子受体，且其基于胞内PHB和糖原质的生物代谢作用与传统生物除磷法中的PAO相似。随着人们对反硝化除磷工艺的不断探索，大量的机理研究也为探索反硝化除磷提供了应用和理论依据。最初Vlekke等人[2]通过试验分析认为，生物除磷系统中的PAO可分为两类菌属，其中一类PAO只能以氧气作为电子受体，而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体，因此它们在吸磷的同时能进行反硝化。JohwanAhn等人[3]通过研究验证了硝酸盐作为电子受体的DPB是存在的，并且由于电子受体的类型不同会产生不同的微生物菌群。但是Kuba等人[4]认为生物除磷系统中只存在一类PAO，它们在一定程度上都具有反硝化能力，其能否表现出来的关键在于厌氧/缺氧这种交替环境是否得到了强化。可以将其称为“环境诱导学说”：环境是改变菌属特性的主要原因。在厌氧和缺氧环境下进行驯化培养产生的PAO可进行反硝化除磷，也就是说，只有给PAO创造特定的厌氧/缺氧交替环境以诱导出其体内具有反硝化作用的酶，才能使其具有反硝化能力。不管是二类菌属学说还是一类菌属学说，其理论核心仍然要归结为“电子受体学说”。从电子转移和菌属特性角度，更能将反硝化除磷机理彻底搞清楚。人们在研究以氧气