微生物去除氮磷污水的研究现状.docxVIP

PAGE 5 微生物去除氮磷污水的研究现状 内容摘要：水体的氮磷污染不仅可引起水体的富营养化，还可以直接人体和动物的健康，因此脱氮除磷是污水处理过程中的一个重要环节。本文对生物脱氮除磷原理进行简述，综述了生物脱氮除磷微生物，并对影响反硝化反应的因素以及生物除磷过程中影响反硝化除磷的因素进行详细总结，简单论述了传统生物脱氮除磷工艺和新工艺的优缺点，最后对本人进行总结与展望。 关键词：反硝化细菌 反硝化除磷 聚磷菌 影响因素 1．引言 现如今二十一世纪，我国城镇化速度日趋加快。在城镇化过程中，随着社会不断发展，经济规模的日趋扩大，大量人口、工业、能源涌向城镇，因此淡水资源的利用、污水排放和水体污染问题成为水环境的研究热点[1]。水环境污染问题严重，种类多，而水体富营养化的状况是现在主要面临的水污染问题 [2]。近年来，湖泊的可容纳量以承受不住工业废水的超量排放和生活污水的超量排放，造成湖泊等水体富营养化问题日趋加重[3,4,5]。水体中的藻类大量繁殖，水体的透明度降低，水体中所能的溶解的氧含量降低，都是因为水体吸收了大量的氮、磷等营养物质，从而使水体生态体系和水功能受到破坏和阻碍，水资源短缺的问题更加严重[6,7]。当水体被氮、磷等元素污染后，水中各种藻类以及大量浮游生物的过量生长会造成水里面被溶解的氧含量的损耗，因而使水里面各种鱼类和其他生物缺少氧气而死亡，进而造成水质量的恶化，同时破坏水生生态系统[8]。 本文主要通过对生物脱氮除磷过程中反硝化细菌，聚磷菌的研究，以及对影响反硝化反应的因素，影响反硝化除磷的因素进行综述并对此做出总结与展望。 2．生物脱氮过程中微生物的研究 2.1生物脱氮原理 一般来说，生物脱氮有三个步骤:首先是在氨化菌的存在下，经一系列反应有机氮会被分解、转化成氨氮。其次是在硝化细菌的存在下，经一系列反应氨氮进行氧化、分解成硝态氮。最后是在缺氧条件下，经一系列反应硝态氮被还原成气态氮，排放到大气之中[9]。有研究表明:在硝化过程和反硝化的过程中，有些细在以硝酸根或亚硝酸根作为电子受体时，能直接将氨态氮氧化为气态氮。这一成果可以为污水脱氮方面的研究提供新的理论知识[10]。 2.2生物除氮过程中微生物 反硝化细菌的种类在污水中多种多样，约有50多个属，130多个种。目前已知的有芽孢杆菌属（Bacillus），肠杆菌属（Enterbacter），短杆菌属（Brevibacterium），假单胞菌属（Pseudomonas），微球菌属（Micrococcus），螺菌属（Spirillum）等。在污水处理中体系中微生物的群落构成和成分极其复杂，Hoshino等用分子方法研究反硝化系统中微生物群落的构成和成分[11]。但活性污泥内存在很多不能培养的微生物，传统污泥中微生物的培养方式不能实际反映活性污泥中反硝化细菌的状况[12]。 2.3影响反硝化反应的因素 2.3.1有机碳源 从实践的污水生物脱氮工艺来看，系统中本身存在的碳源和外来加入的碳源两大类是主要的有机物来源。解决生物碳源的需求是充分利用系统碳源的重要环节[13]。外加碳源多采用甲醇， 乙醇等化工产品，一般认为，碳源充足的条件是污水中的BOD5T-N值3-5，此时不用增补外加碳源。当以甲醇作为碳源时，反硝化速率较高，甲醇被分解后产生H2O和CO2，但以甲醇作为碳源时处理费用相对来说比较高。污水处理系统中不同种类的碳源，可造成反硝化活性及反硝化细菌的类群都存在差异[14]。 2.3.2pH值 反硝化反应最合适的pH范围为6.5~7.5，当pH值不在合适范围内，过高或过低的pH都会影响反硝化过程反硝化酶的活性和细菌的生长速率。当反硝化过程中pH值小于6.0或大于8.0时，反硝化过程会遭到强烈的抑制。反硝化过程对NO3-或N02-浓度的降低有利于pH值保持在反硝化过程所需的范围内同时还可以填补在硝化过程中损耗的一部分碱度[15]。 2.3.3温度 温度保持在25℃～35℃之间是反硝化细菌最适的生长温度，当温度下降到15℃以下时会造成反硝化速率降低，是因为当温度下降到15℃以下时，反硝化细菌的繁殖速率和生长代谢速率降低。实际中反硝化一般控制在15℃～ 30℃[16]。 2.3.4溶解氧（DO） 反硝化细菌会在分子态氧和硝酸盐两者同时存在下进行有氧呼吸。微生物从有氧呼吸转化成无氧呼吸的关键是看是否有合成无氧呼吸的酶，但是当分子态氧存在时，这类无氧呼吸酶的合成及活性会受到抑制。因此保持严格的缺氧环境才能保证反硝化过程的顺利进行。一般认为，当系统中的溶解氧保持在0.5mg/L以下时，反硝化能正常进行。此外，盐度、污水中存在的有毒有害物质等都会影响反硝化反应的顺利进行。例如，反硝化的活性会随着污水中盐度的升高而逐渐降低[17]。 3．生物除磷过程中微生物的研究 pH、