反硝化聚磷菌的菌种分离及其应用的研究进展
摘要：反硝化聚磷菌在治理水体富营养化的问题上效果显著，其脱氮除磷的工艺能够克服传统生物脱氮除磷工艺的诸多缺点。反硝化聚磷菌由于其兼具的反硝化和聚磷功能，使得其在污水治理等方面应用广泛。本文主要从反硝化聚磷菌的分离和筛选以及应用等方面入手，简单综述了该工艺在国内外的研究进展。
关键词：反硝化聚磷菌；脱氮除磷；分离；筛选；污水治理
一、文献综述
随着现代社会经济的高速发展，资源短缺的问题逐渐显现。由于水体的富营养化的问题，与人类生存与发展息息相关的水资源面临着短缺的问题。而导致水体富营养化的主要营养物为氮和磷，目前传统城市污水处理工艺中对氮磷的去除率不高[1]，因此如何高效的对污水进行脱氮除磷处理是治理水体富营养化的关键。
反硝化聚磷菌（denitrifying phosphorus removing bacteria，DPB）是一种兼性厌氧菌，在厌氧条件下利用体内聚磷酸盐（poly-P）分解产生能量，吸收废水中的可挥发性脂肪酸（VFA），合成聚-beta;-羟基烷酸酯（PHA）储存于体内;在缺氧条件下，利用硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，超量吸收废水中的PO43-合成poly-P储存于体内。“一碳两用”的实现，从根本上解决了反硝化菌和传统聚磷菌（PAOs）对碳源竞争的问题[2-4]。反硝化除磷技术具有碳源需求小，曝气量消耗低，排泥量少等优点[5]，是一种具有可持续发展性的工艺，特别适用于我国普遍存在的低碳源城市污水脱氮除磷问题，具有广阔的应用前景。本文就反硝化聚磷菌的分离和筛选及其应用工艺等方面展开简单综述。
- 反硝化聚磷菌的菌种分离
目前，由于反硝化聚磷菌在反硝化除磷工艺方面的重要意义和应用价值，在其菌种的分离与鉴定方面，已经发现了多种不同类型的反硝化聚磷菌。
在传统的脱氮除磷工艺中，有学者认为变形菌纲Gamma亚纲的不动杆菌属（Acinetobacter）是除磷菌中占优势的菌种，假单胞菌(Pseudomonas)则是反硝化菌中占主导地位的菌种[8-10]。在上世纪七十年代中期，Fuhs和Chen等认为Acinetobactor绝不是唯一起主要吸磷作用的菌属，反硝化菌一定也承担部分吸磷的作用，随后Osborn和Nicholls在研究除磷工艺中厌氧段投加硝酸氮对除磷的影响时也证实了这一观点[11-12]。1995年，Jorgensen等从微生物学角度也证实了同一菌种能够在反硝化的同时完成吸磷的任务，但是他同时也指出，聚磷菌中的Acinetobactor并不具有反硝化能力[10]。 Crocetti等对一个实验室规模的批式反应器中的活性污泥生物强化除磷过程(enhanced biological phosphorus removal，EBPR)进行了研究，通过增加进水磷的浓度来富集聚磷菌。结果表明，EBPR污泥中的重要的聚磷菌属于红环菌属（Rhodocyclus）和丙酸杆菌属（Propionibacter）[13]。
而国内对反硝化聚磷菌的研究以纯培养的方法为主。马放等通过吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB 颗粒染色辅助检验，从稳定运行的厌氧/缺氧SBR反应器中分离筛选出4株反硝化聚磷菌，经鉴定3株属于假单胞菌属(Pseudomonas)，1株属于肠杆菌属(Enterobacter)[6]。刘晖等利用活性污泥与生物膜复合系统富集反硝化聚磷菌，筛选到了一株非发酵的反硝化聚磷菌YB菌株，经鉴定与脱氮副球菌 (Paracoccus denitrificans)最相似[14]。贾学斌等采用控制A2SBR进水及运行方式对反硝化聚磷菌进行快速富集筛选，结果表明，分离鉴定的菌种涵盖了气单胞菌属（Aeromonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、柠檬酸杆菌属（Citrobacter freundii）和奈瑟氏菌属（Neisseria）[15]。张立成等通过混匀平板分离技术，在实验室稳定运行的连续流双污泥亚硝化反硝化除磷系统中分离聚磷菌，通过一系列生理生化试验分离出5株聚磷菌，其中2株属于肠杆菌属（Enterobacter），其余3株分别为葡萄球菌属（Staphylococcus）、副球菌属（Paracoccus）和泛菌属（Pantoea）[6]。
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