反硝化聚磷菌培养驯化方式及其影响因素分析

反硝化聚磷菌培养驯化方式及其影响因素分析 Vol, 265 山 东 建 筑 大 学 学 报 卷 第 期 Oct,10 JOURNAL OF SHANDONG J IANZHU UNIVERSITY年 月 : 1673 ) 7644( 2011) 05 ) 0491 ) 03编号 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 ( ,250101) 山东建筑大学 市政与环境工程学院山东 济南 : SBR ,摘要利用 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 ,90% 80% ; ,到良好的驯化效果其除磷效率和脱氮效率均能达到 左右和 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 ,HRT、pH、、DO、SRT 。在反硝化聚磷菌培养驯化过程中厌氧 炭源的控制至关重要 : ; ; ; SBR 关键词硝酸盐亚硝酸盐反硝化聚磷菌 : X703: A中图分类号 文献标识码 Analysis of acclimation methods and influence factors of denitrifying phosphorus bacteria WANG Ran-ran,CHEN Wen-bing,ZHANG Xu ( School of Municipal and Environmental Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China)Abstract: Acclimation methods dofen itrifying phosphorusa cbteria by using SBR ared ivided into two- stage acclimation method and three-staageccli mation method, The twoa cclimation methods can boat-h chieve goodr esults,whose efficiency of phosphorus andnitr ogen removal can both reach above90% and 80%,and each hasits advantages, The three-stage metihod s faster than the two-stmageetho d,and during the sameti me of acclimation,the phosphorusad sorption capacity of the ednitrifying phosphorus bacteria domesticated by the three-stage methodby u sing nitrate is stronger than thatby the two-stage method, Meanwhile,the anaerobic HRT,pH,carbon source,DO and SRTp lay important roles in the acclimation of denitrifying phosphorusa cbteria, Key words: nitrate; nitrite; denitrifying phosphorusa cbteria; SBR 反硝化聚磷菌的培养及驯化是反硝化除磷技术 SBR ,点解决的问题研究人员大都选择利用 反 引言 ,1,。进行反硝化聚磷菌的培养及驯化 / ,反硝化除磷技术利用厌氧 缺氧交替的环境培 化出一类可以利用硝酸盐或亚硝酸盐为电子受 1聚磷菌培养驯化方式 ( DPB) ,反硝化聚磷菌简称 作为优势菌种来完 。磷的去除它是一种高效低能耗的生物脱氮除 反硝化聚磷菌的培养驯化方式主要有两 ,。术已成为近年来水处理研究领域的一个热点 ( / 、/ ) 两阶段驯化法厌氧 好氧厌氧 缺氧和三阶 2011 ) 09 ) 06: 收稿日期 : ( 1986 )) ,,,,, E-mail: wangranran001@12 6, com作者简介王燃燃女山东泰安人在读硕士主要从事污水资源化理论与技术研究 ,6, 2 / O ,A( / 、/ / / 、/ 刘晖等采 用 三 阶 段 法以 厌 氧 段 污 化法 厌 氧 好 氧厌 氧 排 水 进 水 缺 氧厌 氧 缺 ) 。/ SBR ,,氧两阶 段驯化法首先对接种的污泥 采 用 厌 氧 反 应 器研 究 以亚硝酸盐为电 为种泥利用 。:,; 受体的反硝化聚磷菌的筛选与富集结果明 好氧的驯化模式使得好氧聚磷菌成为优势菌群然 / ,后将驯化条件转变为厌氧 缺 氧 模 式在 缺 氧 段 初 / 、/ / 、/ 过厌氧 好氧厌氧 沉淀排水 缺氧厌氧 缺氧方 ,,,期向反应器内投加硝酸盐或亚硝酸盐投加方式可 运 行 后反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例 ,,14, 5% 81% ,以为一次性投加也可以为连续投加控制合适的运 提高 到 磷酸盐和亚硝酸的去除率 ,行参数当磷酸盐和硝酸盐去除率较高且稳定时可 8, 65% 7, 55% 91% 95, 62% 。和 提高到 和 当体系 。,30mg / L ,认为反硝化聚磷菌培养驯化成功三段式驯化方式 于稳定状态时亚硝酸盐高达 时未对聚 ,/ ,1, 06mg / 。L与两段式的不同之处在于在第一阶段的厌氧 好氧 菌的活性产生影响并且出水磷低至 / ,驯化完成后开始第二阶段的厌氧 缺氧模式前中间 ,通过上述叙述可以看出两种驯化方式均能 ,7, ,,。增加了一个环节即在厌氧段结束后沉淀排水然后 到理想的 驯 化 效 果张 洁 等在对反硝化聚磷 COD ; 重新加入不含 的模拟配水增加这一阶段的目 ,快速驯化的对比研究中发现在达到相同驯化效 COD,,,的是降低缺氧段开始时的 消除在厌氧阶段未 时三阶段法要比两阶段法所用时间短在相同驯 COD 被聚磷菌吸收转化的 对缺氧段反 硝 化 聚 磷 菌 ,时间内采用三阶段法驯化的反硝化聚磷菌利用 ,。的影响限制常规反硝化菌的生长 。酸盐吸磷的能力要强于两阶段法 1, 1 两阶段驯化方式及其处理效果 ,3,/ ,/ 张红等采用先厌氧 好氧再 厌 氧 缺 氧 的 两 2驯化影响因素 ,SBR 阶段驯化法在 反应器中对以硝酸盐为电子受 。2, 1 体的反硝化除磷菌的培养及驯化进行了研究结果 HRT厌氧段 : ,表明经过两阶段的培养驯化反硝化聚磷菌占聚磷 HRT 厌氧段 长短对系统的除磷脱氮效果起 29, 8% 85, 2% 。。HRT ,菌总数的比例从 上 升 至 稳 定 运 行 关键的影响厌氧段的 过长在有机物消耗 ,1, 0mg / L,COD、TN、TP 后系统出水磷 浓 度 低 于 的 ,,后系统将出现无效释磷而无效释放的磷无法在 90% 、82% 、97%。 / ; HRT平均去除率分别为 续的好氧 缺氧段 吸 收 去 除如 果 厌 氧 段 的 以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌的培 ,DPB 短在 厌 氧 段 不能完全吸收进水中易 降 解 ,COD PHB ,养在缺氧段投加的电子受体不同于以硝酸盐为电 并将其转化成 储存在后续的缺氧段则 ,8,。PHB 。子受体的 聚 磷 菌 的 培 养在缺氧段投加电子受体 有足够的 作为电子供体进行过量吸 磷 ,,时可以投加硝酸盐并加入较少的亚硝酸盐量以避 ,且由于电子供体的不足氮的去除在缺氧段也会 ,9, ,。免亚硝酸盐对聚磷菌的抑制作用随后逐渐增加亚 到影响刘建 广 等在反硝化聚磷菌培养过程 ,,硝酸盐的投加量减少硝酸盐投加量最后使得亚硝 ,在第一阶段驯化时由于厌氧释磷量较少将厌氧 。酸盐取代硝酸盐作为缺氧段的电子受体 2h 4h,间由 增加为 随着运行天数的增加厌 氧 释 ,4,SBR ,, 李亚峰等采 用 反 应 器采 用 两 阶 段 法。,量与好氧吸磷量均逐渐增加因此聚磷菌驯化 实现了以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统的 ,,始阶段如果发现厌氧释磷量很少这时可以适当 。: 启动及稳定运行试验结果表明系统稳定后具有 ,。长厌氧时间以利于聚磷菌的富集 ,0, 86mg / 良好的反硝化除 磷 能 力出水磷浓度仅为 2, 2 炭源 L,86% 。磷的去除率达到了 聚磷菌的驯化与富集对于污水中的有机基质 1, 2 。三段式驯化方式及其处理效果 要求有很大区别大多数聚磷菌只能利用低级脂 ,5,SBR , 李勇智等在 反应器中对以硝酸盐为电, PHB酸类的小分子有机质并在厌氧段将其合成 。,。能量的形式贮存于细胞内进水基质不同聚磷菌 子受体的反硝化聚磷菌的选择和富集做了研究结 ,10,: ,A, Wachtmeister 。果表明经过三个阶段的选择和富集反硝化聚磷菌 等 释磷量也存在着明显差异 15% 73% ,,、、在聚磷菌中的比例由 提高到 并且缺氧结 验结果表明在厌氧段投加丙酸乙酸葡萄糖等简 1mg / L,,束时出水的磷含量低于 除磷和脱氮 率 分 别 有机物均能诱发磷的释放但以乙酸的效果为最 ,11,94% 95% 。、、大于 和 张少辉等研究发现投加乙酸丁酸葡萄糖作为 : 5 王燃燃等反硝化聚磷菌培养驯化方式及其影响因素分析 期 ,。,COD , 50mg / L; DO , 0, 2mg / L,厌氧释磷量依次减小因此为了提高微生物 厌氧段 缺氧段 0, 5mg / L; SRT 15d ; 一 般 控 制 在 左 右此 外 进磷量可以在厌氧阶段投加乙酸等易降解的低分 ,PHB ,,pH 7机物来增加体内 的贮存为后续缺氧吸磷 及温度也要控制在合适的范围内一般为 。,25? 。良好的条件厌氧段炭源投加量要保证厌氧结 右温度一般为 左右 ,5 ) 6,COD 50mg / L ,缺氧段开始时的 值在 以下才 :参考文献 。于反硝化聚磷菌的培养驯化 , SBR ,,,1, 王建龙王淑莹高 永 青工艺强化反硝化除磷及 DO,J,, ,2008,34( 2) : 178 ) 183,数北京工业大学学报 ,在聚磷菌培养驯化过程中厌氧段溶解氧过高 ,,, ,J 2, ,张洁田立江张 雁 秋反硝化聚磷菌群的培养驯 化,,进非聚磷菌的生长抑制聚磷菌的生长厌氧段 ) 77, ,2006,7( 5) : 74 ,污染治理技术与设备张红张可,12, 0, 2mg / L。氧以控 制 在 以 下 为 佳缺 氧 段 溶 ,,, ,,3, 方张朝升等反硝化除磷菌的培养及驯化 东化工 2009,36( 6) : 135 ) 137, ,COD ,过高如果厌氧结束 有 残 余则 会 促 进 常 , ,,,,4, 李亚峰田西满郝滢等以亚硝酸盐为电子受体的反 ,,硝化菌的生长影响聚磷菌缺氧反硝化过程因 ,J,, : ,13,磷系统的启动及除磷 效 果沈 阳 建 筑 大 学 学 报自 0, 5mg / L。氧段溶解氧需控制在? 版,2009,25( 5) : 959 ) 962, SRT, ,,,,5, 李勇智王淑滢吴凡松等强化生物除磷体系中反硝 ,在培养驯化初期反硝化聚磷菌的增值速率较,J,, 2004,24( 1) : 45 ),菌的选择与富集环境科学学报 , ,,,,,6, 当污泥龄较短时反硝化聚磷菌会随着排出的剩 周康群刘晖孙彦富等利用亚硝酸为电子受体反硝 J,, ,2007,1( 8) : 126 ),菌的筛选与富集环境工程学报 ,,泥流失破坏了生物除磷系统使得除磷能力降 张洁,田 立 江,张 雁 秋, 反硝化聚磷菌快速驯化的对 7, ,“”,,当污泥龄过长时会出现磷的自溶现象 ,J,, 华中师范大学学报: 自然科学版,2007,41( 3) : 411,14, 降低 。: 效 果李 亚 静 等研 究 结 果 表 明当 污 泥 龄 ,8, 吴守中,陈立伟,钱丽花,等, 影响添加反硝化聚磷菌的= 15d ,,。 时活性污泥性能良好除磷效果较好,J,, 2010,36( 6) : 108 ) 110,氮除磷主要因素水处理技术 其他, ,,,9, 刘建 广宋 武 昌王 珊 珊反硝化除磷菌驯化富集方 ,J,, 环境污染与防治,2008,30( 12) : 24 ) 27,在反硝化聚磷菌培养过程中除了要考虑以上主 ,10, WACHTMESTER A,KUBA T,LOOSDRECHT M C,e I,MLSS、pH 。素外还要控制合适的 及 温 度 参 数 sludge characterization assay fora erobic and denitrifying PS ,越大相应的系统中反硝化聚磷菌所占比例越 us removing sludge,J,, Water Research,1997,31( 3) : 471 ,13,,MLSS 反硝化除磷效果也越好但是 值也要有 ,11, ZHANG Shao-hui,HUANG Yi,HUA Yu-mei, Denitrifying MLSS ,限值过高易导致缺氧反硝化吸磷后期出 phatation over nitrite: Effects onfi trite concentration,orga ,15,bon,and pH,J,, Bioresource Technology,2010,101( 11 ) : 。MLSS ,的二次释放因此要选择合适的 值以 3875, ,MLSS 良好 的 处 理 效 果系 统 最 佳 值 应 保 持 在 2,12, ,,,, HRT A N 令云芳王淑莹王 伟等厌 氧 段 对 工 艺 反 ,16,,15,mg / L 。,pH 左右试验表明在一定 值范围 磷脱氮效果的影响,J,, 水处理技术,2006,32( 10) : 447, 5) ,pH 。Kuba 内随着 值的升高释磷量也升高 ,13, 马娟,彭永 臻,王 丽,等, 反硝化除磷技术 及 其 影 响 因,通过试验得出反硝化聚磷菌在厌氧阶段释磷的 ,J,, 工业水处理,2009,29( 4) : 4 ) 8, ,14, ,,,, 李亚静陈修辉孙力平等不同炭源和泥龄对反硝化 pH 6, 0 7, 0 。25? 在 到 之间大部分学者均在 左 ,18, ,J,, ,2010,4( 3) : 513 ) 516,影响环境工程学报 ,围内驯化反硝化聚磷菌如彭永臻等在驯化 ),15, ,,, MLSS、pH -N NO王亚宜王淑莹彭永臻及 对反硝化 2 22 : 28? 。中采用温度范围为室温 ,J,, 2005,21( 7) : 47 ) 51,,影响中国给水排水 ) ,16, 田西满,李亚峰,张 婷, MLSS 和 温 度 对 以 NO -N 为 电 2 结语 的反硝化除磷的 影 响 研 究,J,, 辽 宁 化 工,2010,39 ( 1 14, ,17, KUBA T,WACHAMEISTER A,LOOSDRECHT M C, Effe ,,综上所述无论采用哪种驯化模式均能达到理 trate on phosphorurse lease in biological phosphorus remo,HRT、、 驯化 效 果但 是 驯 化 过 程 中 厌 氧 炭 源tem,J,, Wat Sci Tech,1994,30( 6) : 263 ) 269, 、SRT 。及 的控制关系整个驯化过程成功与否厌 ,18, PENG Yong-zhen,LI Yong-zhi,WANG Shu-ying, et al, RT 2h ; ying and dephosphatation by anaerobic / anoxic sequencing 一般为 左右炭源宜投加易降解的小分