外源物质（GAC与Fe2+）强化好氧颗粒污泥形成及低浓度石化废水处理效能研究

为解决低浓度石化废水处理中好氧颗粒污泥（AGS）启动时间长、难形成的问题，研究人员通过添加颗粒活性炭（GAC）和Fe2+基絮凝剂，探究其对AGS形成及污染物去除的强化机制。结果表明，GAC和Fe2+分别通过成核效应和絮凝作用缩短污泥颗粒化时间（从60天降至30-50天），并提升COD和NH4+-N去除率（最高达99%）。该研究为低浓度废水处理提供了高效、低能耗的技术新思路。

　　

石化工业的快速发展带来了大量难处理的低浓度废水，其中含有石油烃、醇类等难降解有机物，传统活性污泥（AS）工艺因污泥膨胀等问题难以高效处理。好氧颗粒污泥（AGS）技术虽具有沉降性能优、同步脱氮除磷等优势，但其在低浓度废水中的启动时间长（通常需60天）、颗粒化困难，成为制约应用的关键瓶颈。为此，中国研究人员通过引入颗粒活性炭（GAC）和Fe²⁺基絮凝剂，系统评估了这两种外源物质对AGS形成及污染物去除的强化作用与机制。

研究采用三个序批式反应器（SBR）系统：对照组（R1）、GAC添加组（R2）和Fe²⁺添加组（R3），对比分析了污泥颗粒化进程、污染物去除效率及微生物群落变化。通过三维荧光光谱（3D-EEM）和平行因子分析（PARAFAC）解析胞外聚合物（EPS）组分变化，结合粒径分布和代谢通路分析，揭示了外源物质的促进机制。

Long-term pollutant removal of three systems
研究发现，GAC和Fe²⁺显著提升COD和NH₄⁺-N去除率，稳定阶段R2和R3的COD去除率分别达99.0%和98.5%，优于对照组（91.6%）。Fe²⁺组对NH₄⁺-N的去除效果尤为突出，归因于其促进硝化菌富集（如Nitrosomonas）。

Conclusion
GAC通过成核效应加速污泥聚集，Fe²⁺则通过电荷中和增强絮凝，两者均促进EPS分泌（尤其是蛋白质类物质），使AGS平均粒径从380 μm增至520-700 μm。微生物群落分析显示，GAC组中Zoogloea（负责EPS合成）丰度显著提升，而Fe²⁺组更利于硝化菌生长。

该研究不仅为低浓度石化废水处理提供了高效、低能耗的解决方案，还通过PARAFAC模型首次明确了EPS中蛋白质组分对颗粒化的关键作用。论文发表于《Biochemical Engineering Journal》，对推动AGS技术的实际应用具有重要指导意义。