自然水体中磷含量的超标,一方面造成了水体富营养化,带来的一系列环境问题,另一方面,磷作为植物生长必需元素,因其短缺而造成的粮食产量不足,将成为一个世界性的问题。城市生活污水因其水量巨大,近年来逐渐成为磷资源回收的研究对象。在各种磷回收方法中,生物法有较大潜力,但目前都面临着富磷污泥中磷回收效率低、泥水分离困难等问题,因此,研究开发有效的磷回收新技术和新方法,迫在眉睫。在生物法除磷的基础上,少数学者研究了利用化学结晶的方式将聚磷菌在厌氧条件下过量释放的磷进行回收,而酵母菌作为单细胞真核微生物,其个体大小非常适合作为结晶反应的晶核,同时,酵母菌具有较大的比表面积和离子吸附特性,具有较好的除磷潜力,但是目前对于利用酵母菌进行除磷的研究相对较少,尤其是酵母菌在生物法除磷系统中的种群特征及其磷代谢特性亟待阐明。因此,开发以酵母菌为主体的新型生物-结晶耦合磷回收技术,对于缓解当前全球性磷资源危机、推动废水处理事业朝着资源化、能源化的方向发展具有十分深远的意义。本研究中以典型曝气生物滤池为依托,将4组单级曝气生物滤池在启动完成后分别调整工况为A/O交替运行、厌氧运行、好氧运行三种模式,A/O交替条件下生物膜系统在切换工况20天左右达到稳定状态,对磷、氨氮和COD的去除率分别为72%、97%和95%,除磷效果提升了20%左右;厌氧生物膜系统在运行后60天左右达到稳定状态,对磷、氨氮和COD的去除率分别为38%、-30%和57%,该系统仍有一定的去除污染物的能力;好氧生物膜系统对磷的去除效果只有50%,氨氮和COD的去除率分别为95%和96%,出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中规定的一级A标准。在不同阶段对生物膜系统中的酵母菌进行了分离纯化,并根据其形态特征进行了初步分类,共得到23株具有不同表型的酵母菌,在不同阶段不同条件下酵母菌种群具有不同的分布特征,启动完成后4组单级曝气生物滤池中虽然酵母菌种类及种群数均有所差别,但是总的酵母菌数量却大致相同;由于单级好氧生物膜系统中溶解氧浓度随着进水流程的增加而升高,酵母菌总数随着呈现出沿程减少的趋势,而酵母菌种类数却沿程增加,系统中的优势种群有BG、MG、BL1、HGFG、HG、HZ、ML2和BRY。在稳定运行阶段,不同运行条件下的酵母菌数量和种群数沿程分布均不相同;在A/O交替环境中酵母菌种群多样性和均匀性均最好,不同工况下酵母菌数量之间存在着如下关系:A/O:O:A≈4:2:1,在三种工况下都能存在的酵母菌株有BG、BL1、BL1-2、BL3和MG;在低温(15℃)下A/O交替运行条件下生物膜系统中尽管酵母菌总数和种群数均有所增加,但是其种群丰度和均匀程度却有所减小。采用传统生理生化特性方法及现代分子生物学技术对A/O交替生物膜系统中12株主要优势菌株的种属进行了确定,结果表明有7株属于阿氏丝孢酵母(Trichosporon asahii)、1株属于西方伊萨酵母(Issatchenkia occidentalis)、1株属于褶皱假丝酵母(Candida rugosa),1株属于加纳假丝酵母(Candida ghanaensis),2株属于西方毕赤酵母(Pichia occidentalis)。在全面解析A/O交替生物膜系统中酵母菌种群分布特征及其种属分布之后,通过高磷生活污水培养的方法从中筛选出了具有较好除磷特性且生长状况良好的酵母菌,最大除磷量可达9.24mg/L。不同影响因素(pH、温度、摇床转速)下的磷代谢特征均有所不同,其中pH值对4株酵母菌的除磷效果影响不大,摇床转速对酵母菌最终除磷量影响不大,而不同温度下酵母菌除磷量变化较大,温度在28℃左右时除磷效果均较好。磷结晶诱导探究试验结果表明A/O交替生物膜系统中的12株酵母菌只有菌株HG能够诱导产生类晶体产物,分析结果显示可能为有机物与镁磷化合物以及镁的碳氧化物或者氢氧化物组成的混合物晶体,其中还含有一些钙化的有机生物体。酵母菌在结晶过程中可能作为晶核,并且分泌出一些胞外蛋白辅助生成混合物晶体。通过对污水处理生物膜系统中的酵母菌种群分布特征及不同培养条件下的磷代谢特性进行研究,在一定程度上丰富了生物膜系统中酵母菌研究的内容,显示出了酵母菌在不同环境条件下的种群变化特征,并为酵母菌诱导磷结晶的生物-结晶耦合除磷研究提供了理论参考。