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摘要： 本课题拟从污水处理厂的缺氧段的活性污泥中取样，分离得到反硝化聚磷菌，此菌既可脱氮又可除磷。再筛选出高效的反硝化聚磷菌菌株，进行扩大培养。再将这些菌株接种到污水中，通过改变条件，探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件，从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的，防止水体的富营养化。
关键词：反硝化聚磷菌 脱氮除磷 水体富营养化
中图分类号：F287文献标识码： A
我们先选取一个工业区污水处理池，根据下列方法制定参数并探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境。
一、主曝气区溶解氧的影响 CASS池主曝气区内主要完成降解有机物、同时硝化反硝化和吸磷过程。对于同时硝化反硝化过程，要求控制供氧强度并维持主曝气区内溶解氧在0.5-1mg/L范围内，使絮体外周能保证有一个好氧环境进行硝化，同时由于溶解氧浓度得到控制，氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高的硝酸盐浓度则能较好地渗透到絮体的内部，从而实现有效地反硝化过程。
实际运行发现，主曝气区内的溶解氧无法精确控制在0.5-1mg/L范围内，鼓风机在最小气量情况下，主曝气区内的溶解氧一般在1.5mg/L左右，系统难以保证较好的同步硝化反硝化效果，根据本厂实际，可在鼓风管道上设置排入大气的放泄口，同时利用阀门来调整气量。
二、水力条件的影响 在选择区内主要进行磷的释放和反硝化过程，需要保持泥水的充分混合，停留时间一般应在1h左右。根据理论计算，本厂选择区内停留时间应为50min，然而实际停留时间达不到50min。根据设计，由于选择区内设有挡板，污水的流动状态应该是在左右和上下方向同时出现S型，能使泥水实现充分混合。然而由于挡板底部通道很容易被污泥堵塞，水流很难在上下方向形成S型流动，因此污水在选择区内只能实现在表面的S型流动，出现短流，停留时间大大缩短，严重影响了磷的释放和反硝化过程。根据本厂实际，应对选择区挡板进行改造，使泥水实现充分混合，保证停留时间。
三、实验材料方法
1.菌株的筛选
（1）样品的采集
本实验所用的活性污泥取自污水处理厂的缺氧段。
（2）配制筛选用培养基
反硝化菌分離培养基：15g琼脂、2g硝酸钾、0.2g七水硫酸镁、1g磷酸一氢钾、1g磷酸二氢钾、5g柠檬酸钠、1000mL蒸馏水、pH 7.2~7.5。
聚磷菌分离培养基：3.68g三水醋酸钠、28.73mg二水磷酸一氢钠、57.27mg氯化铵、131.82mg七水硫酸镁、26.74mg硫酸钾、17.2mg二水二氯化钙、12gHEPES缓冲溶剂、15g 琼脂、2mL微量元素、1000mL蒸馏水。微量元素构成：50g EDTA、5g七水硫酸铁、1.6g五水硫酸铜、5g四水二氯化锰、1.1g(NH4)6Mo7O24.4H2O、50mgH3BO3、10mg碘化钾、50mg六水二氯化钴。
（3）分离与鉴定
采用平板分离法分离菌株，对菌落形态进行观察。再对分离纯化后的菌株进行革兰氏染色，葡萄糖氧化发酵试验，接触酶（过氧化氢酶），氧化酶等一系列生理生化实验，然后进行检索鉴定。
（4） 反硝化聚磷试验分析方法
将分离出来的反硝化菌和聚磷菌富集培养，并在20摄氏度~40摄氏度设置温度梯度，在限磷培养液（PO4 <=4m g/L）中厌氧培养24小时，然后在富含磷和硝酸根的培养基中厌氧培养20小时以上，检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。硝酸根-N采用麝香草酚分光光度法，磷酸根-P采用钼锑钪比色法。
(4-1)麝香草酚分光光度法测定步骤：
（Ⅰ）绘制硝酸盐氮校准曲线
a.在一组7支50ml比色管中，分别加入0、0.05、0.1、0.3、0.5、0.7和1.0ml硝酸盐氮标准溶液，加纯水稀释至1.0ml。加0.1ml氨基磺酸铵溶液，放置5min。
b.从管中央加入0.2ml麝香草酚溶液（勿使沿管壁流下），加2.0ml硫酸银硫酸溶液，混匀，放置5min。
c.加8ml纯水，混合后，加浓氨水至出现的黄色不再加深且氯化银沉淀溶解为止（约9ml左右）。
d.在波长420nm处，用光程10mm比色皿(G)，以无氨水为参比，测量吸光度。
由测得的吸光度，减去参比水样的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以硝酸盐氮含量(μg)对校正吸光度的校准曲线。
（Ⅱ） 测定水样
分别取水样（原水1ml，出水0.1ml）加入干燥的比色管中，然后按校准曲线绘制的相同步骤操作，测量吸光度。
（Ⅲ） 计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得硝酸盐氮含量。
(4-2)钼锑钪比色法测定步骤：
（Ⅰ） 待测液的制备：称取5.0g（精确到0.01g）通过2mm筛孔的风干土样于浸提瓶中。加25ml双酸浸提液剂，振荡5min，过滤，待测液供测有效磷用。同时做试剂空白试验。
（Ⅱ） 测定：吸取待测液2-10ml于50ml容量瓶中，加1滴2,4-二硝基酚指示剂，用2mol/L氢氧化钠溶液调到黄色，然后用0.5mol/L硫酸溶液调ph到溶液刚呈微黄色。用吸管加5ml钼锑抗显色剂，用水定容到标度，摇匀。30min后，在分光光度计上用2cm光径比色皿（如含磷量较高，应用1cm的比色皿）、700nm波长比色，以空白试验溶液为参比液，调吸收值到零，然后测定待测显色液的吸收值。在工作曲线上查出显色液的磷ppm数，颜色在8h内可保持稳定。
（Ⅲ） 工作曲线的绘制：分别吸取5ppm磷的标准溶液0、1、2、3、4、5、6ml于50ml容量瓶中，与测定时同样进行显色，得0、0.1、0.2、0.3、 0.4、0.5、0.6ppm磷标准系列显色液。用0ppm磷标准系列显色液作参比，调吸收值到零，由稀到浓测标准系列显色液的吸收值。在方格纸上以吸收值作纵坐标，磷ppm数为横坐标绘制工作曲线。
（Ⅳ） 结果计算
（5）筛选和繁殖
从中筛选高效反硝化脱氮除磷菌株，进行扩大培养。
（6）处理污水
取污水处理厂的未处理过的污水，先检测污水中氮磷的质量浓度，以及pH。通过调节适宜的pH，再将这些菌株接种到污水中，同样设置20摄氏度~40摄氏度的温度梯度在上述条件中培养，而后检测检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。再筛选出脱氮除磷效果相对最好的菌株，进行扩大培养，再应用到污水处理中，达到高效脱氮除磷。
四．结果与结果分析
此次试验通过采用硝酸根-N麝香草酚分光光度法和磷酸根-P钼锑钪比色法来检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件，同时也将反硝化菌和聚磷菌有系列的结合在一起，达成一个共同生态系统，从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的，防止水体的富营养化。
五．参考文献
1.曾庆武，反硝化细菌的分离筛选及应用研究，环境微生物学，2008.
2.焦中志，李相昆，张立成，史富丽，张杰，反硝化菌磷菌菌种筛分与除磷特性分析.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2009.5
3.刘晖，周康群，刘开启，周遗品，刘洁萍， 利用亚硝酸盐的反硝化除磷菌及影响因素.环境科学与技术，第29卷，第7期，2006，
4. 陈朋，反硝化细菌的筛选、鉴定及其强化处理硝酸盐废水的研究，环境工程，2009，5.
5.许彦娟，张利平，反硝化聚磷菌的分离筛选及鉴定，河北农业大学学报，2008.5
6.陈靖，何泽超，张陵，反硝化聚磷菌在污水处理中的应用，化工设计，2007
7.张杰，利用反硝化聚磷菌在SBR中实现脱氮除磷的研究，环境工程，2007，4
关键词：反硝化聚磷菌 脱氮除磷 水体富营养化
中图分类号：F287文献标识码： A
我们先选取一个工业区污水处理池，根据下列方法制定参数并探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境。
一、主曝气区溶解氧的影响 CASS池主曝气区内主要完成降解有机物、同时硝化反硝化和吸磷过程。对于同时硝化反硝化过程，要求控制供氧强度并维持主曝气区内溶解氧在0.5-1mg/L范围内，使絮体外周能保证有一个好氧环境进行硝化，同时由于溶解氧浓度得到控制，氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高的硝酸盐浓度则能较好地渗透到絮体的内部，从而实现有效地反硝化过程。
实际运行发现，主曝气区内的溶解氧无法精确控制在0.5-1mg/L范围内，鼓风机在最小气量情况下，主曝气区内的溶解氧一般在1.5mg/L左右，系统难以保证较好的同步硝化反硝化效果，根据本厂实际，可在鼓风管道上设置排入大气的放泄口，同时利用阀门来调整气量。
二、水力条件的影响 在选择区内主要进行磷的释放和反硝化过程，需要保持泥水的充分混合，停留时间一般应在1h左右。根据理论计算，本厂选择区内停留时间应为50min，然而实际停留时间达不到50min。根据设计，由于选择区内设有挡板，污水的流动状态应该是在左右和上下方向同时出现S型，能使泥水实现充分混合。然而由于挡板底部通道很容易被污泥堵塞，水流很难在上下方向形成S型流动，因此污水在选择区内只能实现在表面的S型流动，出现短流，停留时间大大缩短，严重影响了磷的释放和反硝化过程。根据本厂实际，应对选择区挡板进行改造，使泥水实现充分混合，保证停留时间。
三、实验材料方法
1.菌株的筛选
（1）样品的采集
本实验所用的活性污泥取自污水处理厂的缺氧段。
（2）配制筛选用培养基
反硝化菌分離培养基：15g琼脂、2g硝酸钾、0.2g七水硫酸镁、1g磷酸一氢钾、1g磷酸二氢钾、5g柠檬酸钠、1000mL蒸馏水、pH 7.2~7.5。
聚磷菌分离培养基：3.68g三水醋酸钠、28.73mg二水磷酸一氢钠、57.27mg氯化铵、131.82mg七水硫酸镁、26.74mg硫酸钾、17.2mg二水二氯化钙、12gHEPES缓冲溶剂、15g 琼脂、2mL微量元素、1000mL蒸馏水。微量元素构成：50g EDTA、5g七水硫酸铁、1.6g五水硫酸铜、5g四水二氯化锰、1.1g(NH4)6Mo7O24.4H2O、50mgH3BO3、10mg碘化钾、50mg六水二氯化钴。
（3）分离与鉴定
采用平板分离法分离菌株，对菌落形态进行观察。再对分离纯化后的菌株进行革兰氏染色，葡萄糖氧化发酵试验，接触酶（过氧化氢酶），氧化酶等一系列生理生化实验，然后进行检索鉴定。
（4） 反硝化聚磷试验分析方法
将分离出来的反硝化菌和聚磷菌富集培养，并在20摄氏度~40摄氏度设置温度梯度，在限磷培养液（PO4 <=4m g/L）中厌氧培养24小时，然后在富含磷和硝酸根的培养基中厌氧培养20小时以上，检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。硝酸根-N采用麝香草酚分光光度法，磷酸根-P采用钼锑钪比色法。
(4-1)麝香草酚分光光度法测定步骤：
（Ⅰ）绘制硝酸盐氮校准曲线
a.在一组7支50ml比色管中，分别加入0、0.05、0.1、0.3、0.5、0.7和1.0ml硝酸盐氮标准溶液，加纯水稀释至1.0ml。加0.1ml氨基磺酸铵溶液，放置5min。
b.从管中央加入0.2ml麝香草酚溶液（勿使沿管壁流下），加2.0ml硫酸银硫酸溶液，混匀，放置5min。
c.加8ml纯水，混合后，加浓氨水至出现的黄色不再加深且氯化银沉淀溶解为止（约9ml左右）。
d.在波长420nm处，用光程10mm比色皿(G)，以无氨水为参比，测量吸光度。
由测得的吸光度，减去参比水样的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以硝酸盐氮含量(μg)对校正吸光度的校准曲线。
（Ⅱ） 测定水样
分别取水样（原水1ml，出水0.1ml）加入干燥的比色管中，然后按校准曲线绘制的相同步骤操作，测量吸光度。
（Ⅲ） 计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得硝酸盐氮含量。
(4-2)钼锑钪比色法测定步骤：
（Ⅰ） 待测液的制备：称取5.0g（精确到0.01g）通过2mm筛孔的风干土样于浸提瓶中。加25ml双酸浸提液剂，振荡5min，过滤，待测液供测有效磷用。同时做试剂空白试验。
（Ⅱ） 测定：吸取待测液2-10ml于50ml容量瓶中，加1滴2,4-二硝基酚指示剂，用2mol/L氢氧化钠溶液调到黄色，然后用0.5mol/L硫酸溶液调ph到溶液刚呈微黄色。用吸管加5ml钼锑抗显色剂，用水定容到标度，摇匀。30min后，在分光光度计上用2cm光径比色皿（如含磷量较高，应用1cm的比色皿）、700nm波长比色，以空白试验溶液为参比液，调吸收值到零，然后测定待测显色液的吸收值。在工作曲线上查出显色液的磷ppm数，颜色在8h内可保持稳定。
（Ⅲ） 工作曲线的绘制：分别吸取5ppm磷的标准溶液0、1、2、3、4、5、6ml于50ml容量瓶中，与测定时同样进行显色，得0、0.1、0.2、0.3、 0.4、0.5、0.6ppm磷标准系列显色液。用0ppm磷标准系列显色液作参比，调吸收值到零，由稀到浓测标准系列显色液的吸收值。在方格纸上以吸收值作纵坐标，磷ppm数为横坐标绘制工作曲线。
（Ⅳ） 结果计算
（5）筛选和繁殖
从中筛选高效反硝化脱氮除磷菌株，进行扩大培养。
（6）处理污水
取污水处理厂的未处理过的污水，先检测污水中氮磷的质量浓度，以及pH。通过调节适宜的pH，再将这些菌株接种到污水中，同样设置20摄氏度~40摄氏度的温度梯度在上述条件中培养，而后检测检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。再筛选出脱氮除磷效果相对最好的菌株，进行扩大培养，再应用到污水处理中，达到高效脱氮除磷。
四．结果与结果分析
此次试验通过采用硝酸根-N麝香草酚分光光度法和磷酸根-P钼锑钪比色法来检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件，同时也将反硝化菌和聚磷菌有系列的结合在一起，达成一个共同生态系统，从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的，防止水体的富营养化。
五．参考文献
1.曾庆武，反硝化细菌的分离筛选及应用研究，环境微生物学，2008.
2.焦中志，李相昆，张立成，史富丽，张杰，反硝化菌磷菌菌种筛分与除磷特性分析.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2009.5
3.刘晖，周康群，刘开启，周遗品，刘洁萍， 利用亚硝酸盐的反硝化除磷菌及影响因素.环境科学与技术，第29卷，第7期，2006，
4. 陈朋，反硝化细菌的筛选、鉴定及其强化处理硝酸盐废水的研究，环境工程，2009，5.
5.许彦娟，张利平，反硝化聚磷菌的分离筛选及鉴定，河北农业大学学报，2008.5
6.陈靖，何泽超，张陵，反硝化聚磷菌在污水处理中的应用，化工设计，2007
7.张杰，利用反硝化聚磷菌在SBR中实现脱氮除磷的研究，环境工程，2007，4