慢速进料与水力停留时间对藻菌好氧颗粒污泥处理低氮造纸废水的影响机制研究

推荐：针对造纸废水氮含量低、可生化性差的问题，研究人员通过序批式反应器（SBR）探究藻菌好氧颗粒污泥（AB-AGS）在不同HRT（24/16小时）和慢速厌氧进料（60/120分钟）下的处理效能。结果表明，HRT为16小时且厌氧进料60分钟时，COD和PO43--P去除率分别达83%和92%，10mm大颗粒污泥形成，为工业废水低碳处理提供新思路。

　　

造纸工业废水因富含木质素、纤维素等难降解有机物，且氮磷比例失衡，传统生物处理效率低下。更棘手的是，机械曝气的高能耗与污泥处置成本进一步制约处理效能。如何实现此类废水的低碳高效净化，成为环境工程领域的"卡脖子"难题。藻菌好氧颗粒污泥（AB-AGS）技术因其独特的共生机制——微藻光合供氧替代机械曝气，细菌降解污染物并促进颗粒化——被视为破局关键。但现有研究多聚焦市政污水，对复杂工业废水尤其是低氮环境下AB-AGS的稳定性与代谢调控机制知之甚少。

葡萄牙研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表的研究，通过双反应器（SBR1纯活性污泥接种，SBR2藻菌混合接种）对比实验，系统考察了HRT（24/16小时）与慢速厌氧进料（60/120分钟）对真实造纸废水的处理效能。研究采用Illumina MiSeq?测序解析微生物群落，结合扫描电镜（SEM）观察颗粒形貌，通过动力学实验追踪污染物降解路径。

关键发现包括：HRT为16小时配合60分钟厌氧进料时，SBR1形成10mm大颗粒，COD和PO₄^3--P去除率分别达83.0±2.1%和92%；而120分钟厌氧进料导致丝状菌过度生长引发颗粒解体。微生物组分析揭示，Pseudomonas（假单胞菌）在HRT1阶段占比达44%，其与Sphaeropleales（绿藻纲）的协同作用驱动磷高效去除；低氮环境下，微生物通过上调硝酸盐同化基因（如narG）维持代谢，但NO₃^--N去除率仅50.6±14.4%。SEM显示纤维素纤维为颗粒提供骨架支撑，而丝状菌（如Flavobacterium）通过"桥接效应"促进藻菌共聚。

这项研究首次证实AB-AGS在造纸废水处理中的适用性，提出HRT与进料策略的黄金组合（16小时HRT+60分钟厌氧），为工业废水低碳处理提供技术范式。其创新性体现在：揭示低氮条件下微生物的硝酸盐同化补偿机制；阐明纤维素纤维增强颗粒稳定性的物理化学机制；开发出无需外加碳源的慢速进料工艺。未来研究可结合宏基因组学深入解析功能基因表达，并探索颗粒污泥的资源化利用路径。