综述：藻菌好氧颗粒污泥最新研究进展：从接种方法到运行策略

（编辑推荐）本综述系统阐述了藻菌好氧颗粒污泥（algal-bacterial AGS）在碳中和目标下的技术优势，涵盖其形成机制（hydrostatic/hydrodynamic条件）、培养策略（基于不同污泥接种）、反应器设计及运行效能，同时指出商业化挑战与未来方向，为可持续污水处理提供新思路。

　　

更新藻菌好氧颗粒污泥形成机制认知

藻菌好氧颗粒污泥（algal-bacterial AGS）的形成机制可分为水力剪切（hydrodynamic）与静水（hydrostatic）两种模式。在机械曝气条件下，其颗粒化过程呈现三阶段特征：初期细菌分泌胞外聚合物（EPS）形成基质骨架，中期微藻通过光合产氧促进好氧微生物富集，后期颗粒结构分层稳定。值得注意的是，静水培养中微藻的浮力效应会延缓沉降，但通过调控光照周期可加速颗粒致密化。

藻菌AGS系统的主要培养模式

研究显示，接种污泥类型显著影响系统性能。以常规活性污泥（CAS）为接种源时，需经历约30天的适应期；而直接接种细菌AGS可缩短启动时间至15天。实验室规模下，光照强度（100–200 μmol/m²/s）与碳氮比（C/N=10–15）是关键参数，但大规模应用中传质限制仍是瓶颈。

机械曝气的必要性争议

尽管微藻光合产氧理论上可替代机械曝气，但实测表明夜间溶解氧（DO）常低于1 mg/L，导致反硝化效率下降40%。混合曝气策略（日间光照+间歇曝气）被证明可平衡能耗与脱氮效率，使总氮去除率提升至93.4%。

藻菌AGS生物反应器优化设计

序批式反应器（SBR）仍是主流配置，但新型光生物反应器通过增强热传导与光分布展现出潜力。例如，平板式反应器较传统柱状设计减少20%光遮蔽，但生物膜堵塞问题仍需解决。

技术挑战与未来方向

核心挑战包括：1）微藻与功能微生物（如AOB、PAOs）的比例调控；2）盐度耐受性（>1% NaCl）对EBPR的抑制；3）规模化下的光传输效率。未来研究或将聚焦于基因工程菌株构建与光伏-反应器耦合系统开发。

结论

藻菌AGS技术兼具污水处理与CO₂固定双重优势，年减排潜力达1亿吨CO₂。尽管存在定义标准化与工程放大难题，其循环生物经济价值已为行业转型指明路径。