王春雷

摘 要：當前水污染治理的重點關(guān)注問題之一就是水體富營養(yǎng)化。各種人為因素導(dǎo)致在生產(chǎn)生活等諸多領(lǐng)域向水體中排放的氮磷元素越來越多，使得水體中氮磷含量高的問題日益嚴重。近年來隨著相關(guān)研究的發(fā)展，利用反硝化聚磷菌來進行脫氮除磷的反硝化除磷工藝為生物脫氮除磷提供了新的方向。本文將對低溫反硝化聚磷菌的馴化篩選原理及其脫氮除磷的效能機制的研究進展進行探究分析。

關(guān)鍵詞：反硝化聚磷菌 馴化篩選 多聚磷酸鹽

中圖分類號：X172 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0101-02

水資源是人類賴以生存的非常重要的資源之一，現(xiàn)階段人類對于水資源的消耗逐漸擴大，水資源短缺的同時也帶來了水體富營養(yǎng)化的問題。隨著經(jīng)濟快速的發(fā)展，氮、磷逐漸增長為水體中的主要污染物對于水體富營養(yǎng)化的治理，關(guān)鍵之處在于對水體中氮磷元素的去除。微生物技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展快速走進人們的視野，該技術(shù)具有成本低廉、無二次污染等優(yōu)點，逐漸成為解決水體富營養(yǎng)化的主要途徑之一[1]。本文將對低溫反硝化聚磷菌的馴化篩選原理及其脫氮除磷的效能機制的研究進展進行探究分析。

1 反硝化聚磷菌

反硝化聚磷菌是一種微生物，其具有反硝化脫氮和聚磷兩種機能。其具有碳源的轉(zhuǎn)化功能，當期處于厭氧條件下時，其污水中外碳源經(jīng)過其物質(zhì)作用的轉(zhuǎn)化可以變?yōu)榘麅?nèi)碳源，轉(zhuǎn)化完畢的物質(zhì)在細胞內(nèi)進行儲存。當期處于缺氧階段時，此時胞內(nèi)的碳源就起到了作用，其體內(nèi)的相關(guān)物質(zhì)對其進行利用，進而進行反硝化脫氮和吸磷，對資源的利用效率有顯著的提高作用[2]。對于實際中的污水處理，有反硝化聚磷菌應(yīng)用的污水處理技術(shù)不僅對于低碳污水處理中碳源不足的矛盾可以有效加以解決，對污泥生產(chǎn)量的降低也有較好的效果。不同類型微生物對泥齡存在一定的矛盾，反硝化聚磷菌也可以對此加以解決，并且同時減少耗能。但是在其有著良好作用的同時，反硝化聚磷菌在脫氮除磷過程中，厭氧段碳源轉(zhuǎn)化能力、胞內(nèi)胞外碳源對脫氮除磷的影響等基礎(chǔ)信息的相關(guān)研究目前還不甚明確[3]。

2 低溫反硝化聚磷菌的馴化篩選原理

在相關(guān)的反硝化聚磷菌的馴化篩選實驗中，菌種的分離方法一般采取的是稀釋平板劃線法，吸磷實驗、硝酸鹽還原產(chǎn)氣反應(yīng)實驗在此過程中扮演重要角色，革蘭氏染色、類脂肪顆粒染色和異染顆粒染色實驗也被應(yīng)用到此過程中，可篩選得到相應(yīng)具有吸附氮磷元素的反硝化聚磷菌。將具有吸附氮磷元素作用的菌株接種在平板上培養(yǎng)，挑取純菌株進行革蘭氏染色、類脂肪顆粒染色及異染顆粒染色實驗[4]。篩選出的菌株在類脂肪顆粒染色和異染顆粒染色實驗中均有顯色，而其他菌株類脂肪顆粒染色無顯色，說明不具有類脂肪顆粒。而異染顆粒在微生物體內(nèi)普遍存，其主要的組成物質(zhì)為多聚磷酸鹽，而該種物質(zhì)主要來自于ATP的分解，它的存在代表微生物吸磷作用的代表之一就是其發(fā)生作用的結(jié)果；類脂物質(zhì)是微生物體內(nèi)常見的碳源儲存物，主要是PHA，其的主要作用是為脫氮除磷反應(yīng)提供碳源和能量。通過這些因素可以對相應(yīng)菌株是反硝化聚磷菌的可能性進行排除，最終確定反硝化聚磷菌的種類[5]。

3 反硝化聚磷菌脫氮除磷的效能機制

作為氮素生物地球化學(xué)循環(huán)中非常重要的一部分，反硝化細菌在自然界中存在的范圍十分廣闊。其可以通過催化作用將水體中的溶解性氮還原為可返回至大氣中的正常氮。反硝化除磷機理與厭氧/缺氧交替運行條件下利用聚磷菌除磷具有較為相似的反應(yīng)機理[6]。能量中的一大部分用在對自身細胞的合成中，另外一部分用于吸收污水中的磷酸鹽。因此可以通過反硝化聚磷菌一種物質(zhì)同時得以實現(xiàn)脫氮除磷兩種效果，是一種新型的處理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中反硝化細菌和聚磷菌對于碳源的爭奪，具有“一碳兩用”的優(yōu)點。

4 反硝化聚磷菌的國內(nèi)外研究進展

1992 年以NO3-N為電子受體的反硝化聚磷菌被篩選出來。隨后研究表明，經(jīng)過各個階段，反硝化聚磷菌可以占到總聚磷菌的一半左右。后續(xù)通過模擬廢水和A/O工藝中的污泥進行試驗研究，發(fā)現(xiàn)NO3-N的確可以作為反硝化聚磷菌電子受體，但是在吸磷效率方面，其低于氧氣作為電子受體時，下降的比例約為24%。后來采用雙污泥系統(tǒng)對合成廢水進行處理，從中分離出了反硝化聚磷菌，此過程的數(shù)學(xué)模型也得以建立[7]。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝存在一定的弊端，使得利用的效率并不高，隨著近年來對于反硝化脫氮除磷工藝的開發(fā)，此些弊端得以有效的解決。在損耗方面，有機物的消耗量及供氧量方面均有很大的降低少，同時大氣CO2排放量以及剩余的污泥量也大幅度降低，地自然環(huán)境有一定的保護作用。目前由于我國水資源污染的問題較為嚴重，因此在需求的影響下，此工藝應(yīng)運而生并且憑借其顯著的優(yōu)勢成為近年來研究分析應(yīng)用的熱點所在，其的優(yōu)質(zhì)高效的處理技術(shù)獲得的認可度非常高[8]。雖然反硝化脫氮除磷技術(shù)截至目前發(fā)展的歷史已經(jīng)較為悠久，但是還有一部分問題未達到有效解決。與發(fā)展的悠久歷史相對應(yīng)的是，在我國當前，對于反硝化聚磷菌的研究還不是很深入，相關(guān)專業(yè)技術(shù)研究人員的匱乏及實踐應(yīng)用的缺少等多種原因?qū)е卵芯窟€處于初級的階段，對于菌群的特性沒有一個完整的定論，從原理至應(yīng)用的過程不甚成熟。因此需要進行進一步的深入探討、分析相關(guān)參數(shù)的控制情況等，爭取得到最佳的應(yīng)用效果。雖然存在一定的問題，但是其發(fā)展的前景向好。

參考文獻

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