微藻-好氧菌协同处理酸化食品废水：高效脱氮除磷与机制解析

本综述系统探讨了微藻-细菌共生体系（MBC）在酸化食品废水（AFWW）处理中的协同增效机制。研究通过将普通小球藻（C. vulgaris）与好氧活性污泥耦合，成功实现光合供氧（O2）与CO2固定双向促进，突破传统处理中高能耗曝气与胞毒大分子的技术瓶颈。MBC在藻泥比1:10时达到最优污染物去除率（NH4+-N 60%、NO3?-N 99%、TP 99%、COD 88%），并显著增强菌群絮凝收获性能，为高有机负荷废水资源化处理提供新范式。

　　

Highlight

MBC体系通过微藻光合作用提供溶解氧，显著降低传统曝气能耗；活性污泥将大分子脂质/碳水化合物/蛋白质分解为小分子物质，解除其对微藻的胞毒效应。叶绿素含量从33.3 mg/L提升至70.2 mg/L，证实微藻生长获得显著促进。

Biotreatment of AFWW by MBC

采用不同藻泥比（1:5、1:10）的MBC处理稀释AFWW时发现：纯藻组无法利用NH₄⁺-N（浓度维持17±0.8 mg/L），而活性污泥组与MBC组均表现出显著氮去除能力。MBC（1:10）组实现NH₄⁺-N、NO₃^?-N、TP和COD的最高去除率（60%/99%/99%/88%），且E2/E3比值上升证实活性污泥成功将长链化合物转化为短链化合物。

细菌群落动态解析

MBC组中变形菌门（Proteobacteria）丰度显著高于纯藻组与纯污泥组，该菌门是富有机质环境中好氧消化的标志性微生物。中慢生根菌属（Mesorhizobium）、嗜氢菌属（Hydrogenophaga，硝酸盐还原菌）、假黄杆菌属（Pseudoxanthobacter，芳香族化合物降解菌）和Levialactobacillus（胞外聚合物产生菌）等关键功能菌株的富集，直接关联于MBC体系增强的营养去除能力。

Conclusions

本研究首次构建Chlorella vulgaris-好氧活性污泥MBC体系处理酸化食品废水。最佳藻泥比1:10下实现多指标同步高效去除，活性污泥介导的大分子裂解作用有效解除微藻生长抑制，菌群协同效应同时提升体系絮凝性能，为高有机组分废水处理提供可持续解决方案。