水体富营养化是全球普遍存在的严重环境问题。大量含氮、磷等营养物质的废水排入水体是引起水华和赤潮的主要原因。水体富营养化不仅破坏水体生态系统，造成人类生活饮用水的污染，也制约了工农业生产的发展。水体富营养化的问题引起各国的重视，各种废水脱氮除磷的工艺和指标也应运而生。在处理工艺这一方面，目前，大家耳熟能详的工艺有A²/O，SBR，氧化沟，新工艺有CBR等。在处理指标这一方面，我国污水厂出水标准由一级B提高到一级A，即出水含磷量不超过0.5mg/L；在美国和欧洲，要求将处理过的废水中的磷浓度降低到1~ 2ppm以下。

一般来说，磷的去除方法有三种，即物理法，化学法和生物法。物理法，如采用吸附法除磷，处理效果较好，但成本高，且不适用于大量废水处理。化学法，该方法除磷率较高，一般可达 75% ～85%，除磷效果也比较稳定，但化学污泥的产生容易造成二次污染，且化学试剂的购买会增加成本。而生物法除磷，此方法效率高，运行成本低，污泥产量小，对环境副作用也小，且生物除磷能产生高磷污泥，因此，在废水处理过程中回收磷，进行资源化处理，对于磷的可持续利用有重要意义。所以生物除磷技术被广泛采用。

生物除磷需要依靠具有除磷特性的微生物。这类细菌我们称之为聚磷菌（PAOs）。 其公认的除磷机理为在厌氧条件下即“压抑”状态下，聚磷菌将污水中大分子的有机物转化成如乙酸等低分子脂肪酸(VFA)，诱导激发菌体分解细胞内的多聚磷酸盐并产生ATP，通过ATP～ADP的转换，将废水中的低链脂肪酸等有机物摄入细胞，以聚-β-羟基丁酸(PHB)及糖原等有机颗粒的形式储存于细胞内，同时将聚磷酸盐分解成磷酸盐排出细胞外。在好氧环境下，聚磷菌将PHB氧化分解并释放出能量，利用能量主动摄取污水中的磷，合成聚磷酸盐储存于细胞内。值得注意的是在聚磷菌的增殖过程中，好氧环境下所摄取的磷比厌氧环境下所释放的磷多得多，可达到细胞重量的6％～8％，甚至可达到10％，废水的生物除磷正是利用了聚磷菌的这一生理特点，将磷从污水中分离出来，形成高磷剩余污泥从系统中排走。

目前，发现具有除磷性能的细菌有不动杆菌、假单胞菌、莫氏菌、黄杆菌、气单胞菌、芽孢杆菌、黄单胞菌、唾液单胞菌、阿卡菌、棒状杆菌等革兰氏阳性菌。

为了研究聚磷菌的生理生化特性，本实验采用传统分离方法，从实验室SBR反应器的具有除磷功能的颗粒污泥中分离出除磷微生物，并从中挑选出除磷效果较高的菌株作为研究对象；同时借助测序技术，测定除磷菌的16srRNA序列并对数据进行分析，判断其种属。考虑到一般污水厂的脱氮除磷是在生化池里同步进行的，所以，本实验除了研究聚磷菌的除磷效果，还研究这些微生物是否兼具脱氮效果。此外，由于本实验的菌株是从以葡萄糖为碳源的反应器里筛选出来的，所以本实验还将菌株在以葡萄糖和醋酸钠为碳源的两种培养基里培养，测定菌株在不同碳源的条件下，其代谢过程中产生的PHB的含量差异以及PHB与释磷量和吸磷量的关系。

由于水体污染的问题渐渐得到重视，污水厂出水指标不断提高，传统的工艺不能达到良好的除磷效果，所以迫切要求开发高效废水处理新技术，固定化微生物便开始应用于污废水处理的研究。固定化微生物细胞技术，是利用物理或化学的手段，将游离微生物细胞定位于限定的空间区域，并使其保持活性、反复利用的方法。固定化细胞的制备方法多种多样,常用的主要有吸附法、包埋法、交联法和载体偶联法。在废水处理领域中，以吸附法、包埋法为主，交联法大多与吸附法和包埋法结合使用。利用固定化微生物技术，可将选择性地筛选出的优势菌种加以固定，构成一种高效、快速、能连续处理的废水处理系统。所以，本实验采用固定化微生物技术，挑选出除磷效果最好的菌进行包埋，测量并对比包埋前后的微生物除磷率，探究包埋法对该菌株的除磷效率是否有所提升。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

（1） 分离并纯化污泥中除磷物生物，并进行摄磷实验来测试除磷效果，并从中挑选出除磷效果较好的细菌进行保藏。

（2）测定除磷菌的脱氮效果。

（3）采用固定化微生物技术，包埋除磷菌，并观测除磷效果。