污水生物除磷工艺分析
强化生物除磷系统现已被广泛用于城镇污水处理厂。在EBPR 系统中，PAOs 在厌氧阶段将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐，并从中获得能量来吸收挥发性脂肪酸(VFAs)合成PHA ，在缺氧或好氧阶段降解PHA 产生能量，将污水中的磷酸盐转化为聚磷储存在细胞内，从而达到去除磷的目的。GAOs 在厌氧阶段也能吸收VFAs ，与PAOs 形成竞争，但不具有除磷作用，因此，PAOs 和GAOs 在活性污泥中的数量对EBPR 的稳定性和除磷效率至关重要。影响PAOs 和GAOs 之间竞争的因索很多，其中温度对其影响较为显著。实验室研究表明，中低温(低于20℃) 有利于PAOs 的竞争，而高温(高于20 ℃) 时GAOs 处于优势，而有关实际污水处理厂在不同温度下的PAOs 与GAOs 等竞争者的变化尚不清楚。
本研究通过对西安市第三污水处理厂氧化沟生物脱氮除磷系统的水质、污泥中微生物组成的长期连续测定，结合活性污泥释磷吸磷速率测定和FISH 技术，探讨长期的温度变化对EBPR 系统的除磷性能和PAOs 、GAOs 在活性污泥中所占比例的影响，为污水处理厂的高效稳定运行提供依据。
1 实验部分
1. 1污水处理厂工艺参数与进出水水质
西安市第三污水处理厂主要处理西安市东郊沪河两岸及纺织城地区范围内的生活具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。及工业废水，处理后的出水排入沪河。设计日处理能力为15万t ，采用厌氧选择池+Orbal氧化沟工艺，HRT 为18 h,SRT为17一19 d。
污水处理厂进出水水质见表1。出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(CB 18918-2002)一级A 标准。
表1 进出水主要水质
1. 2实验方法
1. 2. 1常规指标检侧
实验中常规水质指标的测定方法按照《水和废水监测分析方法》(第4版) 进行，挥发性脂肪酸(VFAs)采用气相色谱法测定(安捷伦6890 N )，测定条件为:检测器:氢火焰离子检测器(FID );色谱柱:PEWAX ETR(30 m x250 μm x0.25 μm) 。
1.2.2活性污泥释磷吸磷速率侧定
活性污泥释磷吸磷速率测定采用间歇实验法。
将活性污泥曝气1h ，使其适应实验环境。曝气后用经脱氧处理的自来水将活性污泥淘洗两遍，然后加入无水乙酸钠，使乙酸起始浓度为100 mg / L ，为避免氧气进入，实验过程通入氮气以保证厌氧状态，厌氧反应时间为4. 5 h，不同时间点取样，测其相应的乙酸和磷的浓度，实验结束时，测定混合液的VSS 。得到厌氧释磷速率(mg P / (g VSS · h))、乙酸吸收速率(mg HAc ( g VSS · h)-1)、吸收单位乙酸的释磷量(mg P·( mg HAc)-1)。 释磷速率测定实验结束后，将活性污泥分成2等份，分别进行缺氧吸磷速率与好氧吸磷速率测定实验。进行缺氧反应时，在活性污泥中加入KNO3，使NO3- -N 的起始浓度为20 mg / L 。好氧反应时，以60L / h 的速率通入空气，确保反应器内的DO 浓度在2 mg / L 以上。缺氧和好氧反应时间均为3h ，不同时间点取样，测定相应磷浓度，实验结束时测定混合液的VSS 。得到缺氧吸磷速率(mg P · ( g VSS ·h)-1) 、好氧吸磷速率(mg P · ( g VSS ·h)-1) 。
1. 2. 3 FISH方法
将直接取自污水处理厂的活性污泥采用生理盐水淘洗3遍，去除其中干扰荧光测定的物质，然后稀释至原有体积。取淘洗后的活性污泥1 mL，用4%的多聚甲醛在4℃固定2h ，然后用1 x PBS 缓冲溶液洗3遍，洗去多余的多聚甲醛溶液，加入1:1的PBS 缓冲溶液和无水乙醇，摇匀，置于一20℃下保存，用于荧光原位杂交。杂交步骤参考AMANN 等采用的方法。 FISH 分析中采用的探针(生工生物工程股份有限公司) 如下:
总细菌(EUB):探针为EUBmix ，由EUB338 、EUB338- II 和EUB338-III 3种探针按照1:1:1混合;
聚磷菌(PAO):探针为PAOmix ，由PAO462 、PAO651和PAO846 3种探针按照1:1:1混合; 聚糖菌(GAO):探针为GB 。
各探针的RNA 序列及对应的甲酞胺浓度见表2。
污水生物除磷工艺分析
强化生物除磷系统现已被广泛用于城镇污水处理厂。在EBPR 系统中，PAOs 在厌氧阶段将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐，并从中获得能量来吸收挥发性脂肪酸(VFAs)合成PHA ，在缺氧或好氧阶段降解PHA 产生能量，将污水中的磷酸盐转化为聚磷储存在细胞内，从而达到去除磷的目的。GAOs 在厌氧阶段也能吸收VFAs ，与PAOs 形成竞争，但不具有除磷作用，因此，PAOs 和GAOs 在活性污泥中的数量对EBPR 的稳定性和除磷效率至关重要。影响PAOs 和GAOs 之间竞争的因索很多，其中温度对其影响较为显著。实验室研究表明，中低温(低于20℃) 有利于PAOs 的竞争，而高温(高于20 ℃) 时GAOs 处于优势，而有关实际污水处理厂在不同温度下的PAOs 与GAOs 等竞争者的变化尚不清楚。
本研究通过对西安市第三污水处理厂氧化沟生物脱氮除磷系统的水质、污泥中微生物组成的长期连续测定，结合活性污泥释磷吸磷速率测定和FISH 技术，探讨长期的温度变化对EBPR 系统的除磷性能和PAOs 、GAOs 在活性污泥中所占比例的影响，为污水处理厂的高效稳定运行提供依据。
1 实验部分
1. 1污水处理厂工艺参数与进出水水质
西安市第三污水处理厂主要处理西安市东郊沪河两岸及纺织城地区范围内的生活具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。及工业废水，处理后的出水排入沪河。设计日处理能力为15万t ，采用厌氧选择池+Orbal氧化沟工艺，HRT 为18 h,SRT为17一19 d。
污水处理厂进出水水质见表1。出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(CB 18918-2002)一级A 标准。
表1 进出水主要水质
1. 2实验方法
1. 2. 1常规指标检侧
实验中常规水质指标的测定方法按照《水和废水监测分析方法》(第4版) 进行，挥发性脂肪酸(VFAs)采用气相色谱法测定(安捷伦6890 N )，测定条件为:检测器:氢火焰离子检测器(FID );色谱柱:PEWAX ETR(30 m x250 μm x0.25 μm) 。
1.2.2活性污泥释磷吸磷速率侧定
活性污泥释磷吸磷速率测定采用间歇实验法。
将活性污泥曝气1h ，使其适应实验环境。曝气后用经脱氧处理的自来水将活性污泥淘洗两遍，然后加入无水乙酸钠，使乙酸起始浓度为100 mg / L ，为避免氧气进入，实验过程通入氮气以保证厌氧状态，厌氧反应时间为4. 5 h，不同时间点取样，测其相应的乙酸和磷的浓度，实验结束时，测定混合液的VSS 。得到厌氧释磷速率(mg P / (g VSS · h))、乙酸吸收速率(mg HAc ( g VSS · h)-1)、吸收单位乙酸的释磷量(mg P·( mg HAc)-1)。 释磷速率测定实验结束后，将活性污泥分成2等份，分别进行缺氧吸磷速率与好氧吸磷速率测定实验。进行缺氧反应时，在活性污泥中加入KNO3，使NO3- -N 的起始浓度为20 mg / L 。好氧反应时，以60L / h 的速率通入空气，确保反应器内的DO 浓度在2 mg / L 以上。缺氧和好氧反应时间均为3h ，不同时间点取样，测定相应磷浓度，实验结束时测定混合液的VSS 。得到缺氧吸磷速率(mg P · ( g VSS ·h)-1) 、好氧吸磷速率(mg P · ( g VSS ·h)-1) 。
1. 2. 3 FISH方法
将直接取自污水处理厂的活性污泥采用生理盐水淘洗3遍，去除其中干扰荧光测定的物质，然后稀释至原有体积。取淘洗后的活性污泥1 mL，用4%的多聚甲醛在4℃固定2h ，然后用1 x PBS 缓冲溶液洗3遍，洗去多余的多聚甲醛溶液，加入1:1的PBS 缓冲溶液和无水乙醇，摇匀，置于一20℃下保存，用于荧光原位杂交。杂交步骤参考AMANN 等采用的方法。 FISH 分析中采用的探针(生工生物工程股份有限公司) 如下:
总细菌(EUB):探针为EUBmix ，由EUB338 、EUB338- II 和EUB338-III 3种探针按照1:1:1混合;
聚磷菌(PAO):探针为PAOmix ，由PAO462 、PAO651和PAO846 3种探针按照1:1:1混合; 聚糖菌(GAO):探针为GB 。
各探针的RNA 序列及对应的甲酞胺浓度见表2。