王骞^1,2,3,,
袁林江^1,2,3,,,
陈希⁴,
魏萍^1,2,3,
霍小爱³,
孟元^1,2,3
1.西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安 710055
2.陕西省环境工程重点实验室，西安 710055
3.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安 710055
4.西安工程大学城市规划与市政工程学院，西安 710048

作者简介: 王骞(1994—)，女，硕士研究生。研究方向：城市污水处理理论与技术。E-mail：183375579@qq.com.

通讯作者: 袁林江,yuanlinjiang@xauat.edu.cn ;

中图分类号: X703.1

Biological phosphorus removal and its mechanism in anoxic/aerobic continuous flow system with different carbon sources

WANG Qian^1,2,3,,
YUAN Linjiang^1,2,3,,,
CHEN Xi⁴,
WEI Ping^1,2,3,
HUO Xiaoai³,
MENG Yuan^1,2,3
1.Key Laboratory of Northwest Water Resource, Environment and Ecology, Ministry of Education, Xi′an 710055, China
2.Shaanxi Key Laboratory of Environmental Engineering, Xi′an 710055, China
3.School of Enivronmental and Municipal Engineering, Xi′an University of Architecture and Technology, Xi′an 710055, China
4.School of Urban Planning and Municipal Engineering, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China

Corresponding author: YUAN Linjiang,yuanlinjiang@xauat.edu.cn ;

CLC number: X703.1

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摘要:为了考察前期发现的以淀粉为唯一碳源、缺氧好氧生物脱氮系统对含多种有机物的废水中磷的脱除，在以淀粉为唯一碳源、已能稳定生物除磷(除磷率达72%)的缺氧好氧连续流生物脱氮系统中，改变进水碳源组成及浓度，测定了系统对磷去除的变化、分析了系统除磷与进水碳源的关系。结果表明，在进水中淀粉浓度保持为400 mg·L^?1(以COD计，下同)、添加入葡萄糖或者蛋白胨与全脂奶粉混合物使得进水的COD分别提高至500 mg·L^?1和600 mg·L^?1，当投加葡萄糖后，缺氧段污泥中糖原含量由282.9 mg·g^?1增加至312.3 mg·g^?1，而液相中乳酸量减少，最终系统除磷率降低；投加蛋白胨与全脂奶粉混合物后，缺氧段液相中乳酸量和污泥对磷的摄取量与改变前均相差不大；在淀粉量不变、增加进水COD的条件下，无论投加的是葡萄糖还是蛋白胨-奶粉混合物都不能够再提高系统的除磷能力。在保持进水总COD不变(400 mg·L^?1)时，减少进水中淀粉量至300、200和100 mg·L^?1，并相应增加葡萄糖或蛋白胨与全脂奶粉混合物(1∶1)，随着进水淀粉浓度的降低，6种碳源对应系统的除磷率均有所降低；相对地，当进水葡萄糖100 mg·L^?1、淀粉为300 mg·L^?1时，系统除磷效果最高，摄磷量为2.9 mg·L^?1，吸磷速率为0.95 mg·(g·h)^?1。以上结果表明，该系统是依靠缺氧段对淀粉碳源发酵产生的乳酸来进行超量摄磷，但蛋白类碳源不能被发酵产乳酸，因而无助于系统除磷；在淀粉碳源充足(400 mg·L^?1 COD)下，增加葡萄糖碳源，不利于除磷。而在淀粉不足时，增加葡萄糖可补充碳源有利于除磷。
关键词: 缺氧好氧连续流系统/
生物除磷/
产乳酸发酵菌/
糖原/
乳酸

Abstract:To investigate the phosphate removal from wastewater containing many types of organics by anoxic/aerobic biological denitrification system with starch alone as carbon source, which was observed before, the effects of the constitution and concentration of carbon source on the performance of the continuous flow system, which achieved good phosphorus removal (efficiency of 72%)with starch alone as carbon source, were studied, as well as the change of phosphorus removal and the relationship between the carbon source and phosphorus removal. The results showed that when the concentration of starch in the influent was at 400 mg·L^?1, and the COD value of the wastewater increased to 500 mg·L^?1 and 600 mg·L^?1 with addition of glucose or a mixture of peptone and milk powder, respectively, the glycogen content in the sludge under anoxic period increased from 282.9 mg·g^?1 to 312.3 mg·g^?1 with addition of glucose, while the amount of lactic acid in the bulk liquid decreased, at last the decrease in phosphorus removal rate occurred. When different mixtures of peptone and milk powder (1∶1) were added, the amount of lactic acid in the bulk liquid of anoxic period and the phosphorus removal by the sludge were almost the same as before. Under the conditions of constant starch content and increased influent COD value, the phosphate removal of the system did not increase with addition of glucose or a mixture of peptone and milk powder. Under the conditions of maintaining the total influent COD of 400 mg·L^?1, reducing the amount of starch in the influent to 300, 200 and 100 mg·L^?1 , respectively, and increasing glucose or a mixture of peptone and milk powder (1∶1) at the same time, the reduction of starch in influent resulted in the decrease of phosphorus removal efficiency of the system with 6 types of carbon sources. When the glucose concentration was 100 mg·L^?1 and starch 300 mg·L^?1, phosphorus removal efficiency of the system was the highest, phosphorus intake amount and rate were 2.9 mg·L^?1 and 0.95 mg·(g·h)^?1, respectively. It implies that the system relied on lactic acid produced by starch fermentation at anoxic stage to achieve excessive phosphorus uptake, while the sludge in the system did not use protein substances to ferment and produce lactic acid, which did not help to remove phosphorus. When the starch was sufficient (COD 400 mg·L^?1), glucose addition was not conducive to phosphorus removal. Glucose could be used as a supplementary carbon source when the starch was insufficient.
Key words:anoxic-aerobic continuous flow system/
biological phosphorus removal/
lactic acid-producing fermentation bacteria/
glycogen/
lactic acid.



图1缺氧/好氧连续流装置示意图
Figure1.Schematic diagram of the anoxic/aerobic continuous flow system


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图2连续流系统污染物去除效果
Figure2.Removal of contaminants in the continuous flow system


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图3A/O系统污泥的特性
Figure3.Sludge characteristics in anoxic/aerobic continuous flow system


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图4聚磷颗粒DAPI染色图
Figure4.DAPI staining of polyphosphate particles in sludge


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图5不同复合碳源组成条件下磷酸盐含量变化
Figure5.Changes in phosphate content under the conditions of different composition of combined carbon sources


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图6不同复合碳源组成条件下乳酸、糖原含量变化
Figure6.Changes of lactic acid content and glycogen content under the conditions of different composition of combined carbon sources


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图7不同复合碳源组成条件下磷酸盐含量变化
Figure7.Phosphate content under the conditions of different composition of combined carbon sources


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图8不同复合碳源组成条件下乳酸和糖原含量的变化
Figure8.Changes of lactic acid content and glycogen content under the conditions of different composition of combined carbon sources


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表1总COD大于400 mg·L^?1的废水配方
Table1.Wastewater composition with total COD higher than 400 mg·L^?1 mg·L^?1

淀粉	葡萄糖	蛋白胨全脂奶粉	COD	${\rm{PO}}_4^{3 - }{\text{-}}{\rm{P}}$	${\rm{NO}}_3^ - {\text{-}}{\rm{N}}$
400	—	100	500	8	20
400	—	200	600	8	20
400	100	—	500	8	20
400	200	—	600	8	20
注：蛋白胨与全脂奶粉的配比为1∶1。

淀粉	葡萄糖	蛋白胨全脂奶粉	COD	${\rm{PO}}_4^{3 - }{\text{-}}{\rm{P}}$	${\rm{NO}}_3^ - {\text{-}}{\rm{N}}$
400	—	100	500	8	20
400	—	200	600	8	20
400	100	—	500	8	20
400	200	—	600	8	20
注：蛋白胨与全脂奶粉的配比为1∶1。

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表2总COD为400 mg·L^?1的废水配方
Table2.Wastewater composition with total COD of 400 mg·L^?1 mg·L^?1

淀粉	葡萄糖	蛋白胨全脂奶粉	COD	${\rm{PO} }_4^{3 - } {\text{-}}{\rm{P}}$	${\rm{NO}}_3^ -{\text{-}}{\rm{N}} $
100	—	300	400	8	20
200	—	200	400	8	20
300	—	100	400	8	20
100	300	—	400	8	20
200	200	—	400	8	20
300	100	—	400	8	20

淀粉	葡萄糖	蛋白胨全脂奶粉	COD	${\rm{PO} }_4^{3 - } {\text{-}}{\rm{P}}$	${\rm{NO}}_3^ -{\text{-}}{\rm{N}} $
100	—	300	400	8	20
200	—	200	400	8	20
300	—	100	400	8	20
100	300	—	400	8	20
200	200	—	400	8	20
300	100	—	400	8	20

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出版历程

收稿日期:2020-08-19
录用日期:2020-09-08
网络出版日期:2021-03-24
-->刊出日期:2021-03-10

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不同碳源下缺氧/好氧连续流系统生物除磷效果及其机理

王骞^1,2,3,,
袁林江^1,2,3,,,
陈希⁴,
魏萍^1,2,3,
霍小爱³,
孟元^1,2,3

通讯作者: 袁林江,yuanlinjiang@xauat.edu.cn ;

作者简介: 王骞(1994—)，女，硕士研究生。研究方向：城市污水处理理论与技术。E-mail：183375579@qq.com 1.西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安 710055
2.陕西省环境工程重点实验室，西安 710055
3.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安 710055
4.西安工程大学城市规划与市政工程学院，西安 710048
收稿日期: 2020-08-19
录用日期: 2020-09-08
网络出版日期: 2021-03-24
关键词: 缺氧好氧连续流系统/
生物除磷/
产乳酸发酵菌/
糖原/
乳酸
摘要:为了考察前期发现的以淀粉为唯一碳源、缺氧好氧生物脱氮系统对含多种有机物的废水中磷的脱除，在以淀粉为唯一碳源、已能稳定生物除磷(除磷率达72%)的缺氧好氧连续流生物脱氮系统中，改变进水碳源组成及浓度，测定了系统对磷去除的变化、分析了系统除磷与进水碳源的关系。结果表明，在进水中淀粉浓度保持为400 mg·L^?1(以COD计，下同)、添加入葡萄糖或者蛋白胨与全脂奶粉混合物使得进水的COD分别提高至500 mg·L^?1和600 mg·L^?1，当投加葡萄糖后，缺氧段污泥中糖原含量由282.9 mg·g^?1增加至312.3 mg·g^?1，而液相中乳酸量减少，最终系统除磷率降低；投加蛋白胨与全脂奶粉混合物后，缺氧段液相中乳酸量和污泥对磷的摄取量与改变前均相差不大；在淀粉量不变、增加进水COD的条件下，无论投加的是葡萄糖还是蛋白胨-奶粉混合物都不能够再提高系统的除磷能力。在保持进水总COD不变(400 mg·L^?1)时，减少进水中淀粉量至300、200和100 mg·L^?1，并相应增加葡萄糖或蛋白胨与全脂奶粉混合物(1∶1)，随着进水淀粉浓度的降低，6种碳源对应系统的除磷率均有所降低；相对地，当进水葡萄糖100 mg·L^?1、淀粉为300 mg·L^?1时，系统除磷效果最高，摄磷量为2.9 mg·L^?1，吸磷速率为0.95 mg·(g·h)^?1。以上结果表明，该系统是依靠缺氧段对淀粉碳源发酵产生的乳酸来进行超量摄磷，但蛋白类碳源不能被发酵产乳酸，因而无助于系统除磷；在淀粉碳源充足(400 mg·L^?1 COD)下，增加葡萄糖碳源，不利于除磷。而在淀粉不足时，增加葡萄糖可补充碳源有利于除磷。

English Abstract

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--> --> --> 对于污水生物除磷，WENTZEL等^[1]于1986年提出了强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal, EBPR)模型，他认为污水中的挥发性脂肪酸(volatile fatty acids, VFAs)在EBPR机制中起关键作用。研究中多以富含VFAs的废水来建立EBPR^[2]。通过研究，人们获得了一些共识，即聚磷菌不能摄取水中大分子有机物来进行聚磷。若进水中只含大分子有机物，就不利于生物除磷。虽然生活污水所含的污染物主要也是大分子有机化合物如蛋白质、碳水化合物和油脂^[3]，但在生活污水生物处理中，由于污水中存在发酵性细菌，可将部分大分子有机化合物转化为VFAs^[4]，然后聚磷菌才利用这些VFAs去除污水中的磷。
1987年，TRACY等^[5]在以葡萄糖为碳源的废水处理系统中也实现了EBPR，该研究发现系统内聚磷菌在胞内合成糖原而不是聚羟基脂肪酸酯。此后SATOH等^[6]、ZENGIN等^[7]和REY-MARTíNEZ等^[8]以葡萄糖、天冬氨酸和谷氨酸等为废水碳源，也均实现了EBPR。这些在不同碳源下的生物除磷与传统的EBPR的模型有一定差别，但相应的生化机制尚未解明。张鑫等^[9]和陆雨林^[10]以淀粉为唯一碳源，在缺氧/好氧序批式活性污泥法(sequencing batch reactor, SBR)与连续流系统中诱导出生物除磷，在没有厌氧释磷前提下实现了磷的去除^[11]，他们认为这是一种新的生物除磷机制^[12]。
利用该缺氧好氧工艺，可以同时去除氮和磷，可缩短污水脱氮除磷流程、降低处理投资和运行费用。但生活污水中有机物并非单一的淀粉，而是由碳水化合物(40%左右)、蛋白质(50%左右)和油脂(10%左右)构成^[3]。若进水为生活污水，对于该缺氧好氧系统的脱氮除磷情况目前尚未见相关的研究报道。本研究将与生活污水成分相近的碳源如葡萄糖、蛋白胨全脂奶粉作为补充碳源，通过设置不同的混合碳源，研究以淀粉为唯一碳源的除磷系统是否能维系以及混合碳源下生物除磷情况，旨在进一步探索该生物除磷的机理、为在生活污水生物处理中建立新型缺氧好氧生物除磷提供参考。

1.1. 实验装置

培驯污泥采用缺氧/好氧(AO)连续流系统，实验装置见图1。反应池的体积为9 L，缺氧池和好氧池体积分别为2.5 L和5.5 L，沉淀池体积为2.4 L，反应器的温度为室温，进水流量为24 L·d^?1，水力停留时间为9 h。缺氧池进行机械搅拌，好氧池溶解氧(dissolved oxygen, DO)控制在0.5~1.0 mg·L^?1。每天从好氧池末端排出污泥来控制污泥停留时间为20 d左右，维持污泥浓度2 800~3 400 mg·L^?1。进水中氮仅为硝酸盐态氮，在缺氧与好氧段之间不设内回流。二沉池污泥回流缺氧池，回流比为100%。

1.2. 培驯污泥阶段进水水质

本实验接种污泥取自西安某污水处理厂，培驯污泥进水采用人工废水，以可溶性淀粉为碳源(COD约为400 mg·L^?1)，磷酸二氢钾(${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P浓度约为8 mg·L^?1)和硝酸钾(${\rm{NO}}_3^ - $-N浓度约为20 mg·L^?1)，再加入硫酸镁0.1 g·L^?1、硫化钙0.01 g·L^?1以维持微生物良好生长。

1.3. 分析方法

COD、${\rm{NO}}_3^ - $-N、${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P等常规指标的测定采用文献中的方法^[13]。乳酸的测定采用对羟基联苯法^[14]，糖原采用蒽酮比色法^[15]，PHB预处理后采用气相色谱法(Agilent 6890N，FID检测器，HP-5型色谱柱)测定，进样方式为自动进样。色谱条件为分流比2∶1，进样口温度和检测器温度分别为250 ℃和300 ℃；采用柱箱升温，起始炉温为50 ℃，保留1 min，以10 ℃·min^?1 升到120 ℃，再120 ℃·min^?1 升到270 ℃，保留6 min，进样量为2 μL^[16]。污泥中聚磷颗粒染色方法采用4',6-二咪基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride, DAPI)溶液避光染色^[17]。

1.4. 实验方案

从反应器^[18]好氧段取1 L活性污泥，在转速为4 000 r·min^?1下离心5 min后，弃去上清液后，加蒸馏水重复操作上述步骤3次，再用蒸馏水将沉淀污泥定容至500 mL，并加入500 mL人工模拟废水，配置总COD为400 mg·L^?1的复合碳源组成废水(表1)，探究复合碳源中淀粉浓度对除磷的影响。固定淀粉浓度为400 mg·L^?1，配制总COD分别为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源废水(表2)，探究葡萄糖碳源以及蛋白类碳源对除磷的影响。批式实验总时长为9 h，缺氧段为2.5 h，好氧段为6.5 h，从添加人工模拟废水开始计时并取第1个样，而后缺氧阶段隔30 min取样，好氧阶段每隔60 min取样，测定${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P、乳酸和糖原的含量。连续流缺氧段除磷物料平衡按式(1)进行计算。








式中：R为磷酸盐去除率；P_A-inf和 P_A-eff分别为缺氧池进出水${\rm{PO}}_{4 }^{3-}$-P浓度，mg·L^?1；V_SS,A为缺氧池VSS浓度，mg·L^?1；T_A为缺氧池反应时间，h。

2.1. AO连续流系统运行性能

图2为连续流系统对废水中污染物的去除结果。由图2可见，反应器经过40 d的驯化后，除磷效果趋于稳定，出水${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P为2.6 mg·L^?1，去除率达到72%左右，缺氧段除磷量为3.5~4 mg·L^?1，去除率达到50%；出水COD小于50 mg·L^?1，去除率达95.6%；出水的${\rm{NO}}_3^ - $-N为0.3 mg·L^?1，去除率达98.6%，全程没有释放磷的现象产生。JIN等^[19]的研究也表明，磷的去除可以在厌氧不释放磷的情况下实现。系统在无厌氧条件下，在缺氧段与好氧段均可实现磷去除，故其为新型生物除磷。


为研究该新型缺氧好氧除磷特征，取系统污泥进行批式实验，结果见图3。由图3可知，在缺氧段，糖原含量由 196.78 mg·g^?1 (以VSS计)增至280.44 mg·g^?1，缺氧段乳酸含量达到15.6 mg·L^?1，水中的磷酸盐浓度随之降低，缺氧段除磷为3.3 mg·L^?1，${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P去除率在40%左右。这说明在缺氧段，除磷的能量为产酸菌在糖酵解产乳酸过程中生成的ATP^[12]。


在好氧段，糖原含量由280.44 mg·g^?1降低到208.26 mg·g^?1，好氧段除磷为3.2 mg·L^?1。在传统生物除磷中，聚磷菌(polyphosphate accumulating bacteria, PAOs)将VFAs以PHA的形式储存，并在厌氧段充分释磷。在好氧阶段，PHA被用作生长和补充体内糖原和多聚磷库的碳源和能量来源^[20]。该系统(图3)中未检测到聚β羟基丁酸(polyhydroxybutyric acid, PHB)和VFAs，碳源在缺氧段以糖原的形式累积，这与王琰^[21]的研究结果一致。这说明在好氧阶段中聚磷菌吸磷的能量主要来自糖原的氧化。
由于批式实验为一次性进水，在缺氧后期缺少硝酸盐，进入了厌氧环境，PAOs出现释磷现象，这与新型缺氧好氧除磷连续流系统存在差异。为解释批式实验与连续流系统存在的矛盾，对AO连续流污泥聚磷颗粒进行了DAPI染色，镜检照片如图4所示。可见细菌的细胞呈蓝色，聚磷颗粒呈亮黄色颗粒。连续流缺氧段(图4(a)和好氧段(图4(b))聚磷颗粒分布以及数量差异较小，好氧末聚磷颗粒较缺氧末略微增多，好氧末污泥含磷率较缺氧末轻微增长，这说明系统除磷主要集中在缺氧阶段，同时系统中微生物表现为单一的吸磷过程。


在新型缺氧好氧除磷系统中，缺氧阶段存在聚磷和释磷2种现象，系统中新型的缺氧除磷菌为优势菌种，因此，缺氧吸磷大于释磷。在好氧段，PAOs利用胞内的糖原氧化可以进一步摄取磷。故而AO连续流的缺氧阶段总体上是净摄取水中磷。这一结果与霍小爱等^[11]和LUO等^[12]报道的在AO-SBR中除磷过程以及传统厌氧好氧系统中的生物除磷过程均不同。

2.2. 进水变为复合碳源、COD大于400 mg·L^?1对污泥除磷的影响

为探究复合碳源(葡萄糖与蛋白类碳源)对系统除磷菌活性的影响，保持淀粉含量(以COD计)约为400 mg·L^?1，加入蛋白胨全脂奶粉、葡萄糖配制总COD为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源废水进行批式实验，系统的除磷效果如图5所示。由图5可见，加入葡萄糖配制总COD为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源的废水后，缺氧段除磷分别为2.2 mg·L^?1和0.8 mg·L^?1，污泥的吸磷速率分别为0.71 mg·(g·h)^?1和0.27 mg·(g·h)^?1；好氧段除磷分别为2.4 mg·L^?1和1.8 mg·L^?1。加入蛋白胨全脂奶粉配制总COD为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源废水后，系统缺氧段除磷分别为2.9 mg·L^?1和2.6 mg·L^?1，污泥吸磷速率分别为0.93 mg·(g·h)^?1和0.89 mg·(g·h)^?1，好氧段对磷的去除分别可达3.4 mg·L^?1和3.0 mg·L^?1。


缺氧段系统液相中乳酸含量以及污泥中糖原量变化如图6(a)和图6(b)所示。由图6可见，供给加入葡萄糖总COD为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源废水后，缺氧段水中乳酸含量分别为12.2 mg·L^?1和8.5 mg·L^?1；污泥中糖原含量分别为282.9 mg·g^?1和312.3 mg·g^?1；好氧段糖原消耗量分别为43.0 mg·g^?1和37.1 mg·g^?1。供给加入蛋白胨全脂奶粉总COD为500 mg·L^?1和600 mg·L^?1的复合碳源废水后，缺氧段水中乳酸量分别为14.1 mg·L^?1和4.4 mg·L^?1，好氧段糖原消耗量分别为67.34 mg·g^?1和52.57 mg·g^?1。


上述结果说明，当进水中有充足的淀粉时，再投加葡萄糖，过量碳源就会抑制新型缺氧好氧除磷^[22]，磷的去除量会有所下降。在不同复合碳源组成下，缺氧阶段糖原大量合成，而好氧段糖原消耗却减少，说明糖原没有被聚磷菌储存，新型缺氧好氧除磷系统中可能存在一定量的聚糖菌(glycogen accumulating organisms, GAO)^[23]，其能够在缺氧条件下利用碳源而不释放磷酸盐，糖原在没有能量消耗的情况下合成，聚糖菌在底物竞争中取得优势，导致产酸量减少，从而使得除磷效果变差。因此，在碳源充足时，投加葡萄糖会刺激聚糖菌代谢，抑制新型缺氧好氧除磷除磷。
对于传统生物除磷，一般水中有机物越充足，则除磷的效果会越好^[24]。但在本研究中，当水中淀粉含量充足、再多加入些蛋白胨脂肪后，除磷效果也并未提高，且缺氧段也未见有更多的乳酸生成(图6(a))，这从侧面说明蛋白类碳源对依靠淀粉发酵产乳酸来进行的生物除磷是不起作用的。

2.3. 进水总COD为400 mg·L^?1下复合碳源对污泥除磷的影响

保持总COD为 400 mg·L^?1不变，将进水中的淀粉量减少至300、200、100 mg·L^?1，并相应增加葡萄糖或蛋白胨与全脂奶粉混合物进行批式实验，系统除磷效果如图7所示。由图7可见，当葡萄糖分别为100、200、300 mg·L^?1时，系统缺氧段除磷分别为2.9、2.4和0.6 mg·L^?1，好氧段除磷分别为3.3、2.1、1.9 mg·L^?1。当含蛋白胨全脂奶粉浓度为100 mg·L^?1下，缺氧段除磷为2.2 mg·L^?1，好氧段除磷为2.9 mg·L^?1；当含蛋白胨全脂奶粉浓度为200 mg·L^?1和300 mg·L^?1下，系统不具备新型缺氧好氧除磷特征，为传统厌氧释磷好氧除磷特征。


在不同复合碳源下的缺氧段乳酸产生量和污泥中糖原含量变化结果见图8(a)和图8(b)。当进水葡萄糖含量为100、200、300 mg·L^?1时，缺氧段乳酸的量分别为13.8、11.1、6.7 mg·L^?1，好氧段糖原的消耗量分别为57.9、49.2、40.2 mg·g^?1。当进水蛋白胨全脂奶粉浓度为100 mg·L^?1下时，缺氧段乳酸量为9.4 mg·L^?1，好氧段糖原的消耗量为51.64 mg·g^?1；当进水含蛋白胨全脂奶粉量为200 mg·L^?1和300 mg·L^?1下，缺氧段乳酸量分别为3.9 mg·L^?1和2.1 mg·L^?1，好氧段糖原不断累积，这与传统PAOs的糖原代谢方式相同。


结合图7和图8可看出，进水含蛋白胨全脂奶粉与含淀粉混合碳源下的系统除磷效果较差。其原因可能是，尽管系统中新型缺氧好氧除磷污泥具有专性发酵功能^[25]，但其不能有效利用蛋白胨和全脂奶粉进行发酵产乳酸，乳酸量减少，则相关细菌产生可用于摄磷的ATP减少，进而影响到除磷效果。
由此可见，该新型缺氧好氧除磷系统中淀粉浓度是影响除磷效果的关键。降低淀粉浓度，会导致缺氧阶段乳酸浓度减少，从而影响除磷效果。当葡萄糖浓度为100 mg·L^?1淀粉为300 mg·L^?1时，缺氧段乳酸产生量最多，糖原在好氧段消耗量也最大，除磷效果最优。因此，在以淀粉为唯一碳源的系统中，葡萄糖可在淀粉不充足时补充碳源用于除磷。

1)在以淀粉为碳源下，AO连续流生物脱氮系统缺氧段除磷为产酸菌通过淀粉发酵产乳酸提供能量进行超量摄磷，在好氧段系统中存在的传统PAOs通过糖原提供能量进行摄磷，在这2类除磷菌作用下，实现了好氧缺氧条件下的废水中磷的去除。
2)进水中可溶性淀粉的量减少，会导致乳酸的产量减少和除磷效果变差。
3)缺氧好氧除磷污泥不能利用蛋白类碳源进行除磷代谢，系统内发酵产酸菌能够代谢葡萄糖并产乳酸用于除磷，一定的葡萄糖可以弥补淀粉不足对除磷的影响，但淀粉充足时，葡萄糖或者蛋白类碳源的存在对除磷会不利。故该生物除磷还是很难在含多种碳源的污水中实现高效除磷。

参考文献 (25)