黑水是指含有尿液和粪便的厕所污水,其中氮、磷营养盐浓度高;有机质含量丰富,还携带有病原菌微生物,既是水体直排的污染关键,又是形成水体点源污染的重要因素,其中的高磷浓度也成为水体富营养化的潜在危害。本文研究所基于的节水型黑水微生物处理系统是一种独立的、专门针对分散的点源黑水排放,利用微生物代谢作用,做到就地处理,出水循环利用,尤其侧重对高浓度营养盐氮、磷的去除。本文通过对系统中微生物除磷的主要组分——聚磷菌(PAOs)的分析与研究,以培养基为切入点,通过对培养基的改进研究,从而提高对聚磷菌PAOs的可培养性,同时增强PAOs对高浓度磷酸盐的去除效能。首先对系统中富集的PAOs进行平板培养,分析了其传统可培养性低的原因,提出增效剂添加法。经划线培养,分离出PAOs的三种优势菌落。同时利用菌液浓度分光光度法,测定PAOs与三种优势菌落的生长曲线,比较其异同,表明三种优势菌落与PAOs的生长代谢与增殖过程存在着明显差异。基于此,利用QC8500流式营养盐分析仪进一步开展提高PAOs的可培养性与除磷效能的研究,开展了丙酮酸钠(Pyruvicacid sodium salt)、L-脯氨酸(L-Proline)、-α酮戊二酸(Keto-glutaric acid)和β-环化糊精(β-Cyclodextrin)作为改进培养基的增效剂的研究与浓度阈值筛选实验;并进行增效剂对PAOs及三种优势菌落的生长促进作用、除磷性能促进作用两方面的研究,为系统能够更好地发挥除磷性能提供了依据与基础。经实验分析、研究得出的主要结论有:PAOs对培养基的选择性很强,培养生境的不同、营养的缺乏、共同协作方式的改变、活性物质的不足及生态位的变化等都会成为降低其可培养性的重要生态因子。PAOs划线分离出的三种优势菌落,其中菌落-I呈白色雪花状,直径2～4.5mm;菌落-Ⅱ呈白色球状,直径2～3.5mm;菌落-Ⅲ呈黄色椭球状,直径1.5～2mm。PAOs一次完整的生长周期历时48小时。三种优势菌落中,菌落-Ⅱ的可培养性最高,菌落-Ⅲ的可培养性最差,菌落-Ⅰ是富集于此系统PAOs群落中的特有种。四种增效剂中,除α-酮戊二酸对PAOs的生长具有抑制作用外,其它三种均有助于促进PAOs的生长代谢,提高其可培养性,增强除磷性能,三种促进型增效剂的最适浓度阈值介于0.001～0.005mg/l之间。其中丙酮酸钠对增强PAOs的可培养性、提高生长速率、延长生长代谢周期的促进作用稳定且显著,而β-环化糊精则对三种优势菌落的除磷性能促进作用较强,尤其针对菌落-Ⅰ和菌落-Ⅲ。在茵落-I的培养中添加β-环化糊精作为增效剂,对总磷的去除率可提高23.8%;在菌落-Ⅲ中添加β-环化糊精,可使其对有机磷的去除率提高45.2%;在菌落-Ⅱ中添加L-脯氨和β-环化糊精后,对有机磷的去除率分别提高30.2%和34.3%。本文基于节水型黑水微生物处理系统所开展的研究,尤其对黑水中的高磷组分具有一定针对性,能够有效削减黑水中磷的浓度,缓解生活污水点源污染问题的同时,也是有助于防止水体富营养化问题的一项重要措施。此外,对高氮、磷浓度黑水的有效处理也有利于我国广大农村地区的污水处理及污染物资源化利用的发展。