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摘 要：在最近的几十年里，中国水环境污染呈现愈演愈烈的趋势，水污染区域扩大，污染类型复杂。生物脱氮除磷工艺是目前消除水体富营养化的有效方法之一。但污水生物处理技术具有时变性、非线性和复杂性特点，这就使污水处理厂在运行和控制上变得非常复杂。在对生物脱氮除磷规律充分认识的基础上，张波教授进行了将常规A2/O工艺的厌氧与缺氧环境倒置过来等大量研究工作，并通过对试验现象的多方面进行分析，首次提出了倒置A2/O工艺。倒置A2/O工艺首次提出将缺氧段位于整个工艺的首端，在取消了常规A2/O工艺的硝化液内回流过程的同时适当加大污泥回流比。通过生产性试验研究证明：如果将常规A2/O工艺的厌氧与缺氧两部分环境进行交换，即倒置，对于提高除磷脱氮有明显效果。
在100%工况下倒置工艺多样性指标优于常规工艺，从分子生物学角度看，聚磷菌所占比例和多样性两个方面均影响工艺的除磷效果，对倒置工艺来说，有可能多样性对除磷效果是正向影响，聚磷菌所占比例比较低是反向影响，在100%工况条件下，正向影响程度大于反向影响，因此该工况条件下倒置除磷效果比常規好。
关键词：生物脱氮除磷，倒置A2/O工艺
实验方法
（1）16SrDNA限制性片段长度多态性分析（RFLP）
在RFLP分析过程中，以微生物的DNA为模版，利用确定后的特异性引物进行聚合酶链式反应（PCR）得到微生物16srRNA序列，将该序列连接到T4载体，然后转至大肠杆菌感受态细胞中，通过挑取阳性克隆子，获取质粒DNA，进而实现克隆文库构建。不同微生物DNA序列不同，所以酶切位点不同，因此利用特异性限制性内切酶进行酶切，获得的限制性酶切片段长短不一、数目不同，利用琼脂糖凝胶电泳分离得到呈现多态性的图谱，进一步获取环境微生物群落结构信息[1]。
（4）荧光定量PCR技术（Real-Time PCR）
该技术为微生物生态学研究的定量分析方法，由美国Applied Biosystems公司1996年首次推出，应用广泛。基本原理为：在PCR体系中荧光标记特异性双链DNA并发出荧光信号，随着反应的进行，双链DNA分子不断增大，荧光信号不断增强。各个循环周期均监测荧光信号强度乃至整个PCR反应过程，根据未知模板的Ct值与对标准模板的Ct值进行定量分析。传统定量PCR不能精确计算模板DNA浓度，而荧光定量PCR具有以下几优点：①利用扩增产物数量与荧光信号强度成正比关系的原理，实时监测PCR反应进程，避免了终点定量重现性差的缺陷；②荧光定量PCR自动化程度高，操作安全、简单，全过程无需多余操作，可避免产物污染问题；③检测特异性强，灵敏度与精确度高；④可实现多重扩增。其缺点在于无法分析不确定对象[2]。
样品来源
常规与倒置A2/O小试系统好氧区末端活性污泥混合液，经13000r/min，4℃，30min离心后，弃上清液，置于-70℃条件下保存的污泥样本[3]。
主要试剂与仪器
试剂：DreamTaqTM Green PCR Master Mix（2X），来自Fermentas公司；E.Z.N.A.Soil DNA Kit土壤细菌DNA提取试剂盒，来自OMEGA公司；SYBR mix，来自Roche公司；TAE缓冲液（50×）。
仪器：超净工作台、Lifepro PCR 仪、Eppendorf Mastercycler？誖、Realplex2实时荧光定量PCR仪、JY-SPE水平电泳槽、凝胶成像分析系统、NV3000核酸超微量分析仪 [4]。
实验结果与讨论
倒置工艺在100%工况下聚磷菌数量较少，但取得了比常规工艺好的除磷效果，说明，倒置工艺单位聚磷菌的除磷效果较好；聚磷菌数量的多少不是决定工艺脱氮除磷效果的关键因素，只是反映脱氮除磷效果的一个侧面因素。
在100%工况下倒置工艺多样性指标[5]优于常规工艺，说明从分子生物学角度，聚磷菌所占比例和多样性两个方面均影响工艺的除磷效果，对倒置工艺来说，有可能多样性对除磷效果是正向影响，聚磷菌所占比例比较低是反向影响，在100%工况条件下，正向影响程度大于反向影响，因此该工况条件下倒置除磷效果比常规好。
参考文献
[1] 黄书娟. 基于分子生物学复合铁酶促活性污泥硝化机理研究[D].青岛理工大学，2013.
[2] 吕晶晶. A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究[D].郑州大学，2010.
[3] 刘静. 不同进水VFAs比例对倒置/常规A～2/O工艺微生物物质与能量代谢特征的影响研究[D].青岛理工大学，2014.
[4] 周小琳. 复合铁酶促活性污泥系统低温脱氮机理研究[D].青岛理工大学，2014.
[5] 任玉晶，芦晓飞，万方浩，刘万学. 末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）技术的系统误差分析[J]. 微生物学通报，2010，12：1820-1824.
作者简介：
刘莹（1989-），女，汉族，山东济宁人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。
孙晓光（1991-），男，汉族，山东聊城人，任职于济南军区房管局。
王恒（1990-），男，汉族，山东泰安人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。
刘振超（1989-），男，汉族，山东聊城人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。
在100%工况下倒置工艺多样性指标优于常规工艺，从分子生物学角度看，聚磷菌所占比例和多样性两个方面均影响工艺的除磷效果，对倒置工艺来说，有可能多样性对除磷效果是正向影响，聚磷菌所占比例比较低是反向影响，在100%工况条件下，正向影响程度大于反向影响，因此该工况条件下倒置除磷效果比常規好。
关键词：生物脱氮除磷，倒置A2/O工艺
实验方法
（1）16SrDNA限制性片段长度多态性分析（RFLP）
在RFLP分析过程中，以微生物的DNA为模版，利用确定后的特异性引物进行聚合酶链式反应（PCR）得到微生物16srRNA序列，将该序列连接到T4载体，然后转至大肠杆菌感受态细胞中，通过挑取阳性克隆子，获取质粒DNA，进而实现克隆文库构建。不同微生物DNA序列不同，所以酶切位点不同，因此利用特异性限制性内切酶进行酶切，获得的限制性酶切片段长短不一、数目不同，利用琼脂糖凝胶电泳分离得到呈现多态性的图谱，进一步获取环境微生物群落结构信息[1]。
（4）荧光定量PCR技术（Real-Time PCR）
该技术为微生物生态学研究的定量分析方法，由美国Applied Biosystems公司1996年首次推出，应用广泛。基本原理为：在PCR体系中荧光标记特异性双链DNA并发出荧光信号，随着反应的进行，双链DNA分子不断增大，荧光信号不断增强。各个循环周期均监测荧光信号强度乃至整个PCR反应过程，根据未知模板的Ct值与对标准模板的Ct值进行定量分析。传统定量PCR不能精确计算模板DNA浓度，而荧光定量PCR具有以下几优点：①利用扩增产物数量与荧光信号强度成正比关系的原理，实时监测PCR反应进程，避免了终点定量重现性差的缺陷；②荧光定量PCR自动化程度高，操作安全、简单，全过程无需多余操作，可避免产物污染问题；③检测特异性强，灵敏度与精确度高；④可实现多重扩增。其缺点在于无法分析不确定对象[2]。
样品来源
常规与倒置A2/O小试系统好氧区末端活性污泥混合液，经13000r/min，4℃，30min离心后，弃上清液，置于-70℃条件下保存的污泥样本[3]。
主要试剂与仪器
试剂：DreamTaqTM Green PCR Master Mix（2X），来自Fermentas公司；E.Z.N.A.Soil DNA Kit土壤细菌DNA提取试剂盒，来自OMEGA公司；SYBR mix，来自Roche公司；TAE缓冲液（50×）。
仪器：超净工作台、Lifepro PCR 仪、Eppendorf Mastercycler？誖、Realplex2实时荧光定量PCR仪、JY-SPE水平电泳槽、凝胶成像分析系统、NV3000核酸超微量分析仪 [4]。
实验结果与讨论
倒置工艺在100%工况下聚磷菌数量较少，但取得了比常规工艺好的除磷效果，说明，倒置工艺单位聚磷菌的除磷效果较好；聚磷菌数量的多少不是决定工艺脱氮除磷效果的关键因素，只是反映脱氮除磷效果的一个侧面因素。
在100%工况下倒置工艺多样性指标[5]优于常规工艺，说明从分子生物学角度，聚磷菌所占比例和多样性两个方面均影响工艺的除磷效果，对倒置工艺来说，有可能多样性对除磷效果是正向影响，聚磷菌所占比例比较低是反向影响，在100%工况条件下，正向影响程度大于反向影响，因此该工况条件下倒置除磷效果比常规好。
参考文献
[1] 黄书娟. 基于分子生物学复合铁酶促活性污泥硝化机理研究[D].青岛理工大学，2013.
[2] 吕晶晶. A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究[D].郑州大学，2010.
[3] 刘静. 不同进水VFAs比例对倒置/常规A～2/O工艺微生物物质与能量代谢特征的影响研究[D].青岛理工大学，2014.
[4] 周小琳. 复合铁酶促活性污泥系统低温脱氮机理研究[D].青岛理工大学，2014.
[5] 任玉晶，芦晓飞，万方浩，刘万学. 末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）技术的系统误差分析[J]. 微生物学通报，2010，12：1820-1824.
作者简介：
刘莹（1989-），女，汉族，山东济宁人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。
孙晓光（1991-），男，汉族，山东聊城人，任职于济南军区房管局。
王恒（1990-），男，汉族，山东泰安人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。
刘振超（1989-），男，汉族，山东聊城人，青岛理工大学在读研究生，研究方向：污水处理。