降低污水處理成本 全球研究人員都在對好氧顆粒污泥進(jìn)行探索攻關(guān)

城市每天都會(huì)產(chǎn)生大量的污水，未經(jīng)處理的污水直接排放入自然界中，會(huì)對自然環(huán)境產(chǎn)生巨大危害，危及各種生物的生命安全，其中也包括我們?nèi)祟愖陨怼?/p>

過去的一百多年來，我們始終借用微生物之手幫我們處理城市中產(chǎn)生的生活污水，這種工藝被稱為活性污泥法，其核心就是活性污泥。

活性污泥是由不同種類的巨量的細(xì)菌、真菌等微生物組成的復(fù)雜體系，由于在水中分散時(shí)的狀態(tài)看起來像是泥土在水中的樣子，而其本身又具有生物活性。

好氧活性污泥法自1914年誕生以來，經(jīng)歷過幾次技術(shù)的改進(jìn)，但核心物質(zhì)活性污泥的角色始終沒產(chǎn)生大的變化。1991年，來自日本的研究人員在運(yùn)行好氧升流式污泥床時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了普通活性污泥在特定的運(yùn)行條件下自發(fā)團(tuán)聚形成的形狀不一的小顆粒，其粒徑大小分布在2—8毫米之間，研究人員將之命名為好氧顆粒污泥。

好氧顆粒污泥是一種由普通絮狀活性污泥經(jīng)過特定的馴化培養(yǎng)，經(jīng)過污泥中微生物的篩選、優(yōu)勢種群的確立、由微生物間相互交聯(lián)依附，最終形成的具有一定自我平衡能力的微生物自凝聚體。其在普通絮狀活性污泥所具備的對污染物的處理能力之上，還具備更加優(yōu)異的沉降性能、耐沖擊性能，以及在重金屬污染物、難降解有機(jī)物等特殊污染物處置上的優(yōu)異效果及開發(fā)潛能。

與傳統(tǒng)絮狀污泥相比，好氧顆粒污泥具有許多優(yōu)勢，但是其較為復(fù)雜的形成條件和較苛刻的運(yùn)行方式，導(dǎo)致其無法進(jìn)行大范圍應(yīng)用。

當(dāng)前的污水廠中，曝氣單元以方形曝氣池占絕大多數(shù)，這對活性污泥的顆?；焕诤醚躅w粒污泥技術(shù)尚未完全成熟的情況下，大規(guī)模應(yīng)用為時(shí)尚早，還需等待更全面的技術(shù)升級。

生活污水中所含有的氨氮、COD、總磷，以及其他營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，對好氧顆粒污泥的形成有著極大的影響。

好氧顆粒污泥的產(chǎn)生過程從微觀角度分析，與普通絮狀污泥中胞外聚合物(EPS)產(chǎn)量較多的細(xì)菌在細(xì)菌總體中的占比增加有直接關(guān)系。最直接的證據(jù)就是在當(dāng)前的研究中，好氧顆粒污泥中EPS的相對含量是普通絮狀污泥的數(shù)倍，且通過分析顆粒污泥與絮狀污泥中的細(xì)菌種類及數(shù)量分布，可以發(fā)現(xiàn)主導(dǎo)細(xì)菌種群呈現(xiàn)顯著區(qū)別?；钚晕勰嘀芯航M成的改變，主要是由于外部環(huán)境中各種營養(yǎng)物質(zhì)的不同而產(chǎn)生。

目前，大量污水處理廠處理的污水其碳源與氮源的比例普遍較低，這對好氧顆粒污泥的形成不利，且污水中的碳源種類駁雜，還會(huì)有多種毒性物質(zhì)存在的可能，水質(zhì)較不穩(wěn)定，如雨季與旱季的水質(zhì)就差別極大，這在極大程度上阻礙了好氧顆粒污泥的形成以及穩(wěn)態(tài)維持。而直接利用實(shí)際污水大規(guī)?？焖佟⒏咝囵B(yǎng)好氧顆粒污泥，仍存在技術(shù)瓶頸，大多采用人工配制模擬污水的方式來強(qiáng)化培養(yǎng)，在提高技術(shù)應(yīng)用成本的同時(shí)，也限制了好氧顆粒污泥的產(chǎn)量。

好氧顆粒污泥的出現(xiàn)，源自于普通絮狀活性污泥，是通過特定條件下的培養(yǎng)而轉(zhuǎn)化得來的，所以從根源上說，二者本是一家。絮狀活性污泥可以向好氧顆粒污泥轉(zhuǎn)變，自然好氧顆粒污泥也可以在某些情況下變回絮狀污泥。好氧顆粒污泥系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行一直也是這項(xiàng)技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

當(dāng)前對于好氧顆粒污泥的研究，正處在由實(shí)驗(yàn)室推廣至現(xiàn)場工程的關(guān)鍵階段，全球多個(gè)高校、研究所的研究人員都在對好氧顆粒污泥的實(shí)際應(yīng)用工程進(jìn)行探索攻關(guān)。相信隨著對好氧顆粒污泥形成機(jī)理的分析逐步深入，好氧顆粒污泥的快速規(guī)模化培養(yǎng)將不再成為推廣的關(guān)鍵問題。而后續(xù)的穩(wěn)定性運(yùn)行則需要更多的研究者參與其中，只有使顆粒化形成穩(wěn)定循環(huán)，方可保證好氧顆粒污泥在處理單元中始終處于絕對優(yōu)勢地位，以最大程度上發(fā)揮出好氧顆粒污泥的種種優(yōu)點(diǎn)，降低污水處理成本。(馬 放)

關(guān)鍵詞： 污水處理 成本 探索攻關(guān) 研究人員