本發(fā)明涉及一種去除污水中磷的方法，尤其是涉及一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)污水磷去除的裝置，污水通過(guò)所述裝置后，能夠有效去除污水中的磷。
背景技術(shù)：
：隨著水污染的日益加劇，為了尋找高效低耗的污染防治技術(shù)，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，多種以大型水生植物為核心的污水處理和水體修復(fù)的生態(tài)技術(shù)被廣泛研究和應(yīng)用。大量工程實(shí)踐表明，這項(xiàng)技術(shù)具有低投資、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)已成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但是該方法技術(shù)復(fù)雜，投入成本高，使用不便。鑒于嚴(yán)峻的水體富營(yíng)養(yǎng)污染現(xiàn)狀，大量的其他的去除技術(shù)得到廣泛和深入的研究。目前研究最多的是生物方面的除磷措施，尤其是生物膜反應(yīng)器，應(yīng)用于污水處理的實(shí)用生物膜反應(yīng)器工藝型式各異，主要分為典型生物膜反應(yīng)器工藝(例如生物膜濾池和生物膜轉(zhuǎn)盤(pán)等)和實(shí)用新型生物膜反應(yīng)器工藝(生物膜流化床、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBRs)以及序批式生物膜反應(yīng)器(SBBRs)等)。然而，上述生物膜反應(yīng)器絕大數(shù)是針對(duì)污水中無(wú)機(jī)磷進(jìn)行設(shè)計(jì)和去除，而專(zhuān)門(mén)針對(duì)污水(如養(yǎng)殖業(yè)廢水)中有機(jī)磷的去除技術(shù)和方法研究相對(duì)較少，傳統(tǒng)針對(duì)無(wú)機(jī)磷的處理技術(shù)已經(jīng)不再適應(yīng)污水中有機(jī)磷的去除，難以達(dá)到有效的凈化效果。其次，目前對(duì)有機(jī)磷污水一般采用化學(xué)試劑法，先采用化學(xué)試劑將污水中有機(jī)磷轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)磷后，再進(jìn)行去除，操作繁瑣，費(fèi)用昂貴，且容易造成二次污染。與此同時(shí)，面源污水亟需治理，針對(duì)面源污水一般分布面積大、污染量廣以及難以集中控制等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的點(diǎn)源生物膜除磷反應(yīng)器工藝已不適合，且難以達(dá)到滿(mǎn)意的去除效果，再加上上述生物膜反應(yīng)器一般造價(jià)昂貴，運(yùn)行維護(hù)繁瑣，占地耗時(shí)，難以實(shí)際應(yīng)用到面源污水中有機(jī)磷的治理。CN103466786A中公開(kāi)了一種低成本去除污水中有機(jī)磷的方法，其特征在于，首先選取價(jià)格低廉的人工彈性填料為光合生物膜富集材料，然后對(duì)光合生物膜富集材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和修飾，使其能夠快速穩(wěn)定富集微生物形成生物膜，同時(shí)根據(jù)實(shí)際工程所需，設(shè)計(jì)相應(yīng)規(guī)模的尺度和面積的處理系統(tǒng)，在受污水體中進(jìn)行布置，從而對(duì)污水中有機(jī)磷產(chǎn)生有效的去除效果。但是該方法只能去除有機(jī)磷，同時(shí)由于生物具有不確定性，并不能保證穩(wěn)定的去除效果。CN102351347A中一種超高濃度含磷污水的處理方法，屬于環(huán)境化工水污染控制領(lǐng)域，該方法包括以下步驟：將污水排放到集水井中；待污水中的砂狀顆粒自由沉降到池底后，將污水排入調(diào)節(jié)池中，并向調(diào)節(jié)池內(nèi)加入硫酸溶液，當(dāng)調(diào)節(jié)池內(nèi)液體的PH值達(dá)到8時(shí)，停止加入硫酸溶液；將調(diào)節(jié)后的污水排入到地下沉淀池中，此步驟中分三個(gè)處理階段：第一階段，向沉淀池中加入氯化鈣；第二階段，向經(jīng)第一階段處理過(guò)后的污水中加入過(guò)氧化氫；第三階段，向經(jīng)第二階段處理過(guò)后的污水中加入復(fù)合絮凝劑。該方法中使用了大量的化學(xué)試劑，并不是環(huán)境友好型，而且投入成本也過(guò)高，并不適宜大規(guī)模推廣使用。基于上述缺陷，開(kāi)發(fā)一種處理簡(jiǎn)單，成本低廉，并且適宜大規(guī)模推廣使用的去除磷的方法變得尤為迫切。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的：一方面，本發(fā)明提供一種城市污水的除磷處理裝置，其特征在于：由沉淀池、三個(gè)生物反應(yīng)器池和至少一個(gè)太陽(yáng)能板組成；三個(gè)反應(yīng)器池之間通過(guò)管道相通；反應(yīng)器中置有固定化微生物和水下攪拌裝置；反應(yīng)器側(cè)面設(shè)有進(jìn)排水口，底部設(shè)有污泥收集裝置和污泥排進(jìn)控制裝置；沉淀池可以將固體雜物去除，太陽(yáng)能板可以為整個(gè)裝置提供電力，特別是驅(qū)動(dòng)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約能耗，實(shí)現(xiàn)真正的零排放。其中生物反應(yīng)器池中均勻分布有固定化微生物，所述微生物具有除磷功能。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供一種具有除磷的微生物，所述微生物為反硝化聚磷菌蠟樣芽孢桿菌H-hrbOl，保藏號(hào)為CGMCCN0.5939，其中所述的菌株被導(dǎo)入編碼SEQIDNO：1所述的酶的基因。該酶是申請(qǐng)人通過(guò)前體基因組文庫(kù)篩選獲得的具有顯著提高菌株除磷效果的特異蛋白。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供所述酶的變體，具有提高的去磷活性，所述酶變體為相對(duì)于酶原始氨基酸序列分別進(jìn)行如下突變A21T、W63H、D89T、G121W、M123Q、Q131P、L145A、K190P、D191P、V203H、S212E，所述酶原始氨基酸序列如SEQIDNO：1所示。其中A21T代表在21位點(diǎn)處的A替換為T(mén)。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供一種污水處理方法，將導(dǎo)入了目的蛋白的芽孢桿菌制備固定化小球，然后導(dǎo)入到生物反應(yīng)器池中進(jìn)行反應(yīng)即可有效除磷。其中，本發(fā)明另外提供一種固定化空白小球的制備方法，將2.5％殼聚糖膠體溶液用8號(hào)針頭滴入凝結(jié)液(20％甲醇和30％NaOH)中，作用2h后得到中空殼聚糖球，取出用去離子水洗滌，備用。另外，本發(fā)明提供一種固定化包埋菌小球的制備方法，將制備好的固定化空白小球放入濕菌與滅菌生理鹽水的質(zhì)量體積比(g:ml)為2:100的菌懸液中，吸附2h，取出殼聚糖球并用滅菌生理鹽水洗滌后備用。另外，提供一種處理磷的小試方法，分別稱(chēng)取2g固定化空白小球、固定化包埋菌小球，然后分別放入裝有200ml磷濃度為20mg/L廢水的500ml錐形瓶中，在28℃、150r/min搖床中處理，每隔一定時(shí)間0、12、24、36、48、72(h)取廢水5微升，于離心機(jī)中離心，取上清，按照鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)測(cè)定其中總磷含量，計(jì)算除磷率。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)基因菌株能顯著的去除污水中磷，3d的去除率達(dá)到99.36％。附圖說(shuō)明圖1是含磷污水的裝置，1是太陽(yáng)能板，2是生物反應(yīng)器池。實(shí)施方式實(shí)施例1轉(zhuǎn)基因工程菌的制備保藏號(hào)為CGMCCN0.5939的反硝化聚磷菌蠟樣芽孢桿菌H-hrbOl，通過(guò)本領(lǐng)域常規(guī)的試驗(yàn)方法將SEQIDNO：1所述的酶導(dǎo)入，命名為H-hrbOl-1。進(jìn)一步的，提供所述酶的變體，分別為在SEQIDNO：1的基礎(chǔ)上，在A21T,W63H,D89T,G121W,M123Q,Q131P,L145A,K190P,D191P,V203H,S212E或P241K存在一個(gè)突變。其中A21T代表在21位點(diǎn)處的A替換為T(mén)。這些分別導(dǎo)入了突變后酶的菌株命名為：H-hrbOl-1-A21T，H-hrbOl-1-W63H，H-hrbOl-1-D89T，H-hrbOl-1-G121W，H-hrbOl-1-M123Q，H-hrbOl-1-Q131P，H-hrbOl-1-L145A，H-hrbOl-1-K190P，H-hrbOl-1-D191P，H-hrbOl-1-V203H，TH-hrbOl-1-S212E，H-hrbOl-1-P241K。實(shí)施例2固定化微球的制備固定化空白小球的制備：將2.5％殼聚糖膠體溶液用8號(hào)針頭滴入凝結(jié)液(20％甲醇和30％NaOH)中，作用2h后得到中空殼聚糖球，取出用去離子水洗滌，備用。分別將實(shí)施例1制備得到的轉(zhuǎn)基因菌株培養(yǎng)至菌濃為2.5*109個(gè)/mL。將前述制備好的固定化空白小球、離心收集的濕菌、滅菌生理鹽水的質(zhì)量體積比1g：1g：100ml制備為菌懸液，吸附2h，取出殼聚糖球并用滅菌生理鹽水洗滌后，即可獲得相應(yīng)的固定化微球。實(shí)施例3磷去除效果驗(yàn)證分別稱(chēng)取2g固定化空白小球、固定化包埋菌小球，然后分別放入裝有200ml磷濃度為20mg/L廢水的500ml錐形瓶中，在28℃、150r/min搖床中處理，每隔一定時(shí)間0、12、24、36、48、72(h)取廢水5微升，于離心機(jī)中離心，取上清，按照鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)測(cè)定其中總磷含量，計(jì)算除磷率。結(jié)果如下：從上表可以看出，本發(fā)明提供的菌株相對(duì)于原始的菌株，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)高效降解磷的效果，而且最終磷的去除率更加高，最高可到99.36％比未導(dǎo)入基因前的96.30％具有較大幅度的提高。更加適宜于工業(yè)化應(yīng)用。實(shí)施例4污水磷去除效果驗(yàn)證取生活污水，經(jīng)測(cè)定，其中含有無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷混合物，含磷量共計(jì)30mg/L。采用相應(yīng)的菌株，采用實(shí)施例4的方法，其中固定化菌的添加量為10g/L。將污水先經(jīng)過(guò)沉淀池10h、然后將污水依次通入三個(gè)生物反應(yīng)器池(每個(gè)池的加液量為10t)，太陽(yáng)能板為螺旋槳提供動(dòng)力，水流量為0.5t/h，依次導(dǎo)入三個(gè)反應(yīng)池，最終反應(yīng)之后的廢水按照國(guó)標(biāo)測(cè)量其中的含磷量，具體結(jié)果如下，每一個(gè)菌對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的測(cè)量步驟。結(jié)果如下：菌名/P去除率(100％)H-hrbOl90.17％H-hrbOl-198.76％H-hrbOl-1-A21T98.30％H-hrbOl-1-W63H97.99％H-hrbOl-1-D89T99.01％H-hrbOl-1-G121W98.26％H-hrbOl-1-M123Q98.01％H-hrbOl-1-Q131P98.36％H-hrbOl-1-L145A98.50％H-hrbOl-1-K190P98.43％H-hrbOl-1-D191P98.36％H-hrbOl-1-V203H98.78％H-hrbOl-1-S212E98.86％H-hrbOl-1-P241K78.65％另外，再檢測(cè)污水中的COD，結(jié)果表明處理后污水中COD值均低于10mg/L。從以上結(jié)果可以看出，本發(fā)明的菌株可以用于污水的去P處理，并且去除效率較高，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。序列表〈110〉裴余國(guó)〈120〉一種處理含磷污水的裝置〈160〉1〈210〉1〈211〉275〈212〉PRT〈213〉人工序列〈400〉蛋白1MPVSRSLLLRRISPLCLCIAAGWGAVGMAQTALPESTPVQAHETAPHSGHEWGYTGPEGA61EHWAELAKENALCGNGQQNSPIDLKGAIDANLGTLLLSYSAVPLVVRNTGHSIQLDLHDG121GTMATGGKQYQALQLHFHHPSEHLLNGRRFPMEAHLVHQGPDGTLGVLAIFFETGKANPA181FQRVLDAMPKDKDQTRQVANATVSAEAFLPPSNQRSFYRYEGSLTTPPCSETVDWVVLSQ241PVQVSEAQINAFERVYPFNARPLQPLDRRFLLKSR當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3