生物除磷主要由一類統(tǒng)稱為聚磷細(xì)菌的微生物完成。該類微生物均屬異養(yǎng)型細(xì)菌,現(xiàn)已報(bào)道的種類包括:不動(dòng)桿菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、棒桿菌屬、腸桿菌屬、著色菌屬、脫氮微球菌屬等。上述細(xì)菌也存在于傳統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)中,而傳統(tǒng)活性污泥法之所以不能有效除磷,可能是其生長(zhǎng)條件無法誘導(dǎo)這些微生物過度吸磷的緣故。
在厭氧條件下,聚磷菌把細(xì)菌中的聚磷水解為下磷酸鹽(PO)釋放胞外,并從中獲取能量,利用污水中易降解的COD如揮發(fā)性脂肪酸(VFA),合成貯藏物聚β-羥丁酸(PHB)等貯于胞內(nèi)。
聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質(zhì)類型關(guān)系很大,當(dāng)基質(zhì)為甲酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸時(shí),釋磷迅速而徹底,基質(zhì)為非揮發(fā)性脂肪酸時(shí),釋磷則十分緩慢,且總釋磷量也很小。有觀點(diǎn)認(rèn)為,聚磷菌一般可直接利用的是第一類基質(zhì)--揮發(fā)性脂肪酸,其他基質(zhì)則需轉(zhuǎn)化為第一類基質(zhì)后才能被利用。
從以往的研究大體可給出這樣一個(gè)生化模型:廢水中的有機(jī)物進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)后,在發(fā)酵性產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化成乙酸。聚磷菌在厭氧的不利條件下(壓抑條件),可將貯積在菌體內(nèi)的聚磷分解。在此過程中釋放出的能量可供聚磷菌在厭氧壓抑環(huán)境下存活之用;另一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸、H+和e。使之以PHB形式貯藏在菌體內(nèi),并使發(fā)酵產(chǎn)酸過程得以繼續(xù)進(jìn)行。聚磷分解后的無機(jī)磷鹽釋放至聚磷菌體外,此即觀察到的聚磷細(xì)菌厭氧磷現(xiàn)象。進(jìn)入好氧區(qū)后,聚磷菌即可將積貯的PHB好氧分解,釋放出的大量能量可供聚菌的生長(zhǎng)、繁殖。當(dāng)環(huán)境中的有溶磷存在時(shí),一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收磷酸鹽,并聚磷的形式貯積在體內(nèi),此即為聚磷菌的好氧吸磷現(xiàn)象。
由于水體富營(yíng)養(yǎng)化是一個(gè)嚴(yán)重的長(zhǎng)期問題,而我國(guó)對(duì)生物脫氮除磷的研究?jī)H始于20紀(jì)70~80 年代,目前進(jìn)行了脫氮除磷處理的污水處理廠并不多。因此,為了控制水污染保護(hù)水環(huán)境,保障人體健康,維護(hù)生態(tài)平衡,開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效,能同時(shí)脫氮除磷的適合我國(guó)情的工藝尤為重要。由于生物法運(yùn)行費(fèi)用較低,效果穩(wěn)定,綜合處理能力強(qiáng),因此生物脫氮除磷工藝在我國(guó)將有很大的應(yīng)用前景。
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