学文网摘 要：本文主要论述了强化生物除磷（EBPR）技术的在水处理中的机理；并根据行业最新的研究成果，重点分析功能性微生物对于不同的废水进行生物除的工艺。
关键词：强化生物除磷技术 功能性微生物 除磷工艺
水体磷的存在形态主要分为：有机磷、磷酸盐以及聚磷，在生活污水中通常含磷量在4～15mg/L，其中约有70%的可溶性作为一种营养物质作用于水体中将造成大量的浮游生物过度生长，严重破坏水体平衡，造成水体的富营养化。通常水体中磷一旦超过0.015mg/L时[1]，就可导致水体出现富营养化率。为此，通过对生活污水以及其它废水进行除磷污染的深度处理就成为有效避免自然水体富营养化的关键措施。
依据实际应用情况来看，针对废水中的磷的去除方法大概有物化法、化学法以及生物法三种。物化除磷主要通过应用电解、电渗析吸附等技术实现对水体中磷的去除，物化除磷效果理想但运行费用也相对较高；化学除磷主要通过对水体投加一些化学制剂进行固液分离实现对废水的除磷，该方法由于采用化学物质过程中会产生大量化学化学污泥；生物除磷技术主要包括两种：一种是通过应用生物同化作用，比如：人工湿地对附近水体中的磷进行吸收，第二种是tongg8uo功能微生物对水体中的磷进行超量吸收，该方法也被称为强化生物除磷（EBPR）技术。其原理是通过功能微生物对富集废水中的磷进行超量吸收，该方法效果较为理想且环境友好，并且对富集磷的活性污泥经过处理可以实现磷资源回收具有较高的应用价值。多年来EBPR技术所展现出的生物机理优点，特别是在生活废水及其它废水中磷污染治理领域中被广泛并成为研究重点。
一、强化生物除磷（EBPR）技术的机理
传统的微生物EBPR的作用实现机理主要分为两个过程：一是通过厌氧条件下，聚磷菌（PAOs）对水体中的微生物进行水解细胞内的聚磷酸盐（poly-P）并通过向废水中释放磷酸根离子获取一定的能量，从而有效摄取废水中的可挥发性脂肪酸（VFA），再合成聚名-羟基烷酸酯（PHA）物质并且以有机颗粒形式储存于细胞内；二是通过在好氧条件下的PAOs分解在厌氧阶段储存的PHA而获取能量，其原理是通过对废水中贮存于微生物细胞内的磷酸根合成聚磷酸盐（poly-P） 进行超量摄取来实现对废水中磷污染的去除目的。以往的传统生物除磷理论普遍认为：应用聚磷菌PAOs除磷必须要确保在厌氧和好氧能够有效进行交替的条件下进行，厌氧释磷是好氧超量聚磷的前提也是必不可少的过程。
进几年随着强化生物除磷（EnhancedBiologicalPhosphorusRemoval，EBPR）技术的不断发展和深入研究发现：EBPR生物除磷的作用原理过程中可能不仅仅局限于传统的厌氧/好氧交替作业才能实现除磷作业。很多学者开展的研究以及公开的文献报道已知[2]：微生物可通过不同的环境条件下实现对磷的过量摄取，也就是说在单一好氧状态下就可以实现对磷的摄取。由于不同的微生物在除磷中都起到关键的作用，但不同功能的微生物在EBPR技术的作用机理尚需在未来研究中进行更深度的探究。
二、与生物聚磷相关的功能微生物
（一）聚磷菌（PAOs）
聚磷菌主要是指通过对废水中磷的摄取量可以超过对自身生长的需求，能够超量摄取磷能力的功能性微生物。由于聚磷菌（PAOs）被认为是属于不动杆菌。早期主要由很多学者通过应用不同的培养基从EBPR反应器中进行分离而出。
（二）聚糖菌（GAOs）
聚糖菌主要是指该类微生物在厌氧条件下通过对体内的糖原进行分解，摄取废水中的挥发性脂肪酸VFA然后再转化成PHA并储存于微生物体内；在好氧条件下进行微生物体内的PHA分解并储存糖原，其在整个生理过程中不涉及到微生物对废水中磷的吸收以及释放。
（三）反硝化聚磷菌（DPAOs）
反硝化聚磷菌是指该类微生物在缺氧条件下通过利用废水中的硝酸根作为电子受体，分解微生物体内PHA从而获取能量的同时，再过量摄取废水中的磷酸盐以poly-P的形式储存于微生物体内。相对于PAOs的好氧摄磷，DPAOs在缺氧条件下能够同时实现过量摄磷以及反硝化功能。为此，通过应用DPAOs对废水进行除磷能够有效的降低和减少微生物对废水中有机物和溶解氧的需求，同时确保污泥产量大幅减少。
三、强化生物除磷工艺EBPR的开发和应用情况
（一）经典的EBPR工艺
随着对废水进行生物处理过程中的微生物除磷现象的进一步深入研究以及对生物除磷技术作用机理的途径的探究，更多的不同的生物除磷新的工艺出现对废水除磷治理工作带来了更多的选择，当前应用和新出现的废水除磷工艺主要有：Phostrip工艺、Bardenpho工艺、UCTs工艺、A2/0工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺、BCFS工艺以及Dephanox工艺等等。
（二）潜在的EBPR工艺
好氧颗粒污泥现象自上世纪90年代以来就成为污水治理领域内研究的重点和热点问题之一。由于好氧颗粒污泥的物理结构以及微生物多样性的特点，根据已公开的文献报道可知好氧颗粒污泥已经具备可以有效实现硝化和反硝化的同时脱氮除磷的生物功能。国外的众多研究学者也都通过研究证实了好氧颗粒污泥的在废水除磷中的应用效果。如：2011年法国国立应用科学研究院的Sperandio教授通过领导的课题小组通过在SBAR反应器（F=20L）中培养具有脱氮除磷功能的好氧颗粒污泥，并对成熟的好氧颗粒污泥进行了剖面分析发现了颗粒污泥核心聚集了大量的磷、钙等元素，经分析证实了主要产物为轻基磷灰石（hydroxyapatite，HAP）该课题项目应用“好氧颗粒污泥回收废水磷技术”同时获得了法国的专利。另外，荷兰Delft大学的vanLoosdrecht教授研究团队也证实了废水中的氨氮能够更加容易的被好氧颗粒污泥的胞外聚合物EPS所吸附。上述研究均有效说明了利用好氧颗粒污泥技术能够在单一反应器中实现对生物的脱磷，并且能通过微生物诱导磷酸根以及钙镁等离子发生相应的化学沉淀，从而推动废水中对磷资源的高效回收应用效率。
四、总结
相较于化学除磷而言，EBPR技术充分应用多种功能性微生物通过在厌氧、缺氧和好氧交替环境下富集废水中的磷，EBPR技术因其具备的绿色高效的优势在未来我国开展各项工业废水除磷治理以及进行资源回收方面将更具发展潜力。
参考文献
[1]史静，吕锡武，朱文韬等.A2N-IC新工艺与A2N工艺脱氮除磷性能对比研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2012，39（10）：73-78.DOI：10.3969/j.issn.1674-2974.
[2]苗志加，薛桂松，翁冬晨等.不同碳源对EBPR系统厌氧计量学参数的影响[J].化工学报，2012，63（12）：4034-4041.DOI：10.3969/j.issn.0438-1157.
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