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水處理高手進(jìn)(第七篇)——關(guān)于生物除磷
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我先說一下聚磷菌的行為。 厭氧狀況下,聚磷菌能夠水解聚磷酸鹽產(chǎn)生能量,產(chǎn)生的磷酸鹽釋放到水中,此外積聚在體內(nèi)的糖原也發(fā)酵產(chǎn)生能量和電子傳遞,使得聚磷菌能夠吸收水中的VFA,合成PHB儲(chǔ)存起來。 好氧狀況下,聚磷菌能夠利用PHB做電子供體,氧氣做電子受體,產(chǎn)生能量,使得聚磷菌能夠吸收磷,合成多聚磷酸鹽。此外還能合成糖原,核酸。水中的磷酸鹽減少! 1、解決一下為什么好氧能夠吸收過量的磷? 我的解釋:好氧狀況下,聚磷菌有氧呼吸產(chǎn)生ATP,能夠用于細(xì)胞增殖,而厭氧狀況下,細(xì)胞無法合成ATP,故無法增殖。所以在好氧狀況下,增殖后的聚磷菌能夠吸入過量的磷,剩余污泥排放掉多的聚磷菌,此所謂排磷!不知道我的解釋合不合理? 2、我看有的資料說厭氧狀況合成的是PHA,有的說是PHB?不知道這兩兄弟有什么關(guān)系?是不是與細(xì)菌種類有關(guān)? 3、厭氧停留時(shí)間要適當(dāng),一般是1~2小時(shí),為什么? 我的解釋:少于1小時(shí),聚磷菌未能合成足夠的PHB,沒有足夠的PHB,就不能進(jìn)行充分的釋磷和吸磷!多于2小時(shí),多聚磷酸鹽全部水解,糖原也耗盡,此時(shí)聚磷菌將酵解PHB,這當(dāng)然也影響聚磷菌好氧過程!不知道我的解釋正不正確?望各位行家指教! |
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1. 按你的解釋,好氧聚磷的結(jié)果是聚磷菌好氧條件下數(shù)量上的增值,導(dǎo)致好氧聚磷量比厭氧釋放磷量多,這樣的解釋太淺顯了。 當(dāng)然從整個(gè)系統(tǒng)而言,除磷的途徑就是排泥來實(shí)現(xiàn)的,這個(gè)除氮是完全不同的原理。但是按你的理解,只要有泥有增長,然后從系統(tǒng)排泥就可以了。 之前有人總結(jié)脫氮除磷的是原理就是:一個(gè)上天(除氮),一個(gè)入地(除磷) 很形象也很正確。 但是我們?yōu)槭裁匆垓v這個(gè)厭氧和好氧環(huán)境呢? 答案是前人的杰出工作發(fā)現(xiàn)聚磷菌這種特殊的微生物(當(dāng)然對(duì)于聚磷菌的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從最初的一種細(xì)菌,而且是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)變得更加完善和合理了,這是后話)具有厭氧釋放磷,好氧大量聚集磷的生活特性,經(jīng)過厭氧和好氧環(huán)境的交替,除了污泥有增長之外,主要結(jié)果還是污泥的含磷率增加,這樣的話,排同樣的泥,我們可以去除更多的磷。一般污泥含磷率為1-2%,EBPR系統(tǒng)的含磷率一般可達(dá)4-5%,實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的有報(bào)道可達(dá)10%以上。 這才是除磷工藝中引入?yún)捬鯁卧闹饕康摹?br /> 同時(shí)也是活性污泥法一個(gè)發(fā)展過程 單單除COD,一個(gè)好氧就夠了; 加上除氮,一個(gè)缺氧,一個(gè)好氧; 再加除磷,一個(gè)厭氧,一個(gè)缺氧,一個(gè)好氧,也就是著名的A2O工藝; 2. PHA含有4中同分異構(gòu)體,根據(jù)碳源不同(乙酸和丙酸)則產(chǎn)生的途徑不同,你可以自己根據(jù)分子式來推導(dǎo)一下?次墨I(xiàn)要看透的話,就得自己多鉆研一下; 3.厭氧時(shí)間一般是1-2小時(shí),這是因?yàn)橐话闱闆r下,聚磷菌達(dá)到最大釋放磷的時(shí)間是90分鐘到120分鐘; 至于時(shí)間短,沒有時(shí)間合成PHB,沒錯(cuò),但不是根本原因。打鼓要打中心,不能打邊鼓。 至于為什么非的聚磷菌達(dá)到最大釋放磷才好呢,簡單的解釋,試想人越餓是不是吃的也越多,聚磷菌大概也是有這個(gè)特點(diǎn)吧,磷在厭氧條件下,釋放的越多,再后續(xù)的好氧環(huán)境條件下,就會(huì)攝取的越多。而且這已經(jīng)是被證實(shí)的結(jié)果了。 題外: 1.對(duì)于聚磷菌的研究和理解還在進(jìn)一步的完善過程中,比如聚糖菌,比如說反硝化聚磷菌等都是方向,但也不是新方向了,建議筆者看看有關(guān)綜述性文章,這些基本問題就會(huì)理解,也會(huì)把握以下研究方向; 2.遇到問題,要從基本原理出發(fā),不能憑空想象。 3. 有些問題都可以用一些簡單的實(shí)驗(yàn)來證明,科研的思路就是,發(fā)現(xiàn)問題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),得出結(jié)果,解決問題;比如厭氧為什么停留時(shí)間為1-2小時(shí),建議可以做一個(gè)厭氧磷釋放試驗(yàn),你就會(huì)發(fā)現(xiàn)最大釋放磷的時(shí)間為90-120分鐘。這樣的話,你的問題就會(huì)變得更為深刻一些,就不會(huì)只停留在一些表面問題上。 以上僅代表個(gè)人意見,如有不妥,望見諒。 |
銀蟲 (正式寫手)
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首先厘清一個(gè)概念,聚磷菌不是指某一種菌,而是一種微生物菌群,因此基于此概念來講,你后面的解釋欠妥。其次先說聚磷菌的新陳代謝過程,厭氧段的目的是為聚磷菌提供有機(jī)酸并且使聚磷菌成為優(yōu)勢(shì)菌群。厭氧段聚磷菌體內(nèi)的糖元質(zhì),聚磷酸鹽減少,PHA(包括:PHB,PHV)增多,同時(shí)還會(huì)生成NADH2;在好氧段,聚磷菌體內(nèi)的糖元質(zhì),聚磷酸鹽增多,導(dǎo)致水相中磷減少。至于為什么好氧條件下吸磷比厭氧釋磷多,這主要是由聚磷菌本身的新陳代謝特性所決定的。當(dāng)然,還有個(gè)可能的原因就是:吸收磷的不僅僅是聚磷菌,在兼氧階段還存在著聚磷微生物,如放線菌屬,其主要是以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存磷以滿足生長需要,貌似還有反硝化除磷菌也可以除磷。 |
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對(duì)于為什么好氧條件下吸收的磷要比厭氧釋放的磷多的問題,個(gè)人認(rèn)為可以從能量角度來說明。在好氧環(huán)境消耗的PHB和厭氧環(huán)境合成的PHB相同的條件下,厭氧條件VFA合成PHB通過消耗ATP釋放磷(假設(shè)所需能量為a,斷開的高能磷酸鍵數(shù)為n),在好氧條件下PHB被徹底分解成CO2和H2O合成ATP吸收磷(產(chǎn)生能量為a+b,假設(shè)VFA合成PHB的耗能和PHB分解成VFA的產(chǎn)能相同,b為VFA徹底分解成CO2和H2O的產(chǎn)能,生成的高能磷酸鍵數(shù)為n+bn/a),因此好氧條件下吸收的磷要比厭氧釋放的磷多。不知解釋是否清楚。 [ Last edited by xiaohuntudou on 2012-3-16 at 08:38 ] |
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找了一下,我也是看書間接看到的。 文章名字:Uptake and release of phosphate by a pure culture of acinetobacter calcoceticus. Wat.Res |
木蟲 (正式寫手)
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關(guān)于第一個(gè)問題,還是沒有解釋為什么好氧條件下吸收的磷要比厭氧釋放的磷多? 我認(rèn)為就單個(gè)聚磷菌來說,在厭氧條件下釋放的磷和好氧條件下吸收的磷是等同的,但是在好氧條件下聚磷菌實(shí)現(xiàn)好氧增殖,而增殖的聚磷菌會(huì)對(duì)磷產(chǎn)生吸收作用,所以總體上好氧吸收的磷高于厭氧釋放的磷。 |
銀蟲 (正式寫手)
| 對(duì)于第三個(gè)問題,關(guān)于厭氧段的HRT,個(gè)人覺得你講的有道理。但是在實(shí)際運(yùn)行中,一般在厭氧段都會(huì)存在反硝化菌和聚磷菌的競(jìng)爭(zhēng),根據(jù)實(shí)際的要求,靈活的調(diào)整厭氧段的HRT。比如進(jìn)水中VFA含量較高的且硝酸氮含量少的話,厭氧短的HRT半個(gè)小時(shí)就行。個(gè)人猜想?yún)捬醵蔚腍RT主要取決于除磷與脫氮效果的取舍。 |
銀蟲 (正式寫手)
銀蟲 (正式寫手)
銀蟲 (正式寫手)
木蟲 (正式寫手)
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第一個(gè)問題: 在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,可以想樓主這么理解,單位數(shù)量的聚磷菌吸收磷是有限的,因此在好氧段聚磷菌增值的部分可以吸收進(jìn)水中的那部分磷; 在系統(tǒng)沒有穩(wěn)定時(shí),則是聚磷菌自身代謝性質(zhì)與增殖數(shù)量兩方面的原因。 第三個(gè)問題: 厭氧段的時(shí)間主要跟進(jìn)水中VFA的濃度有關(guān),一般情況下1-2h足以將生活污水中的VFA轉(zhuǎn)化為PHA。當(dāng)厭氧段較長時(shí)一般不會(huì)對(duì)除磷效果有太大的影響,但會(huì)導(dǎo)致處理能力下降;太短時(shí),則會(huì)明顯降低除磷效果。 |
銀蟲 (正式寫手)
銀蟲 (正式寫手)
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