点击上方蓝字 关注我们
/ JULY 本文已进行原创声明
第一作者：李俊荣
通讯作者：王新华
通讯单位：山东大学环境科学与工程学院
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130736
图文摘要
成果简介
引言
图文导读
无曝气OPGs的形成过程
图1：（a）叶绿素含量和Chl-a/b比值的变化；（b）OPGs的颗粒大小（箱型图显示为中位数和四分位数范围）；（c）生物量和SVI30；（d）第65天OPGs在1、5、30 min后的沉降性能
SEM图像表明RIO组的颗粒表面有大量裂纹，结构松散。相比之下，RO组的颗粒呈现椭圆形，结构完整且光滑，并且丝状蓝细菌构成颗粒的“骨架”，同时观测到RO的颗粒表面含有较多的EPS。这一实验结果表明，充足的有机碳对于OPGs的形成和稳定至关重要，因为它可能促进了EPS的分泌和丝状蓝细菌的生长。
图2：OPGs表面的SEM图像（a和b代表RIO，d和e代表RO）和OPGs剖面的FISH-CLSM图像（c代表RIO，f代表RO）
EPS对光颗粒化和OPGs稳定性的作用
RI和RIO组中EPS含量呈先升高后降低的趋势，而在RO组中EPS含量持续增加。Spearman相关性分析显示EPS含量与颗粒大小和生物量浓度具有显著正相关性，表明其在OPGs的形成过程中起着至关重要的作用。在典型周期的EPS含量测试中发现其在三组反应器的黑暗阶段后均有所降低，表明EPS在黑暗饥饿期间可以被微生物利用。然而，在一个运行周期结束后，RI和RIO组的总EPS含量显著下降。而RO组由于充足的进水有机碳促进了EPS的产生，保证了EPS含量的持续增加，从而有助于获得更为稳定的OPGs。
图3：（a）EPS在长期运行期间的变化；（b）第68天EPS在三个反应器组中的典型循环批实验
碳的利用与氮的去除
RI和RIO两组中的无机碳平均去除率分别仅为56.5%和41.3%，表明无机碳未得到充分的利用。这可能是由于反应器内过量的悬浮光养微生物削弱了光的可利用性，从而影响了光合作用的性能，导致了较低的固碳性能。RIO和RO两组中的有机碳利用率较高，分别为76.8%和88.7%。RI、RIO和RIO内碳同化率分别为47.2、57.5和70.5 mg C/(L∙cycle)。RO组中的高固碳效率可归因于高生物量和生物活性，证明了有机碳充足时获得的OPGs中存在良好的微藻-细菌共生关系。所有的反应器均实现了稳定的氨氮去除，但由于反硝化对有机碳的依赖性，RO组的TN去除率显著高于其它两组。
图4：三个反应器的处理性能：（a）碳浓度和去除率；（b）氮浓度和去除率；（c）第65天典型周期中碳和氮的变化
微生物群落结构
图5：（a）相对丰度前30个原核生物属的气泡图；（b）前10个真核生物属的气泡图；（c）污泥特性和属水平微生物群落的RDA分析
小结
本研究重点探究了不同碳组成的废水对水力培养OPGs的影响。充足的有机碳促进了EPS的产生和丝状蓝藻及潜在EPS产生菌的富集，从而获得了具有更高生物量、更好沉降性能、更低的出水浊度、更优异结构稳定性和更高碳同化率的OPGs。这项研究有望推动OPGs工艺的发展，成为无曝气和碳中和废水处理的新技术。
主要作者介绍
李俊荣：第一作者，山东大学环境科学与工程学院硕士研究生。研究方向为藻菌颗粒污泥污水处理技术，研究成果发表在Bioresource Technology等国际学术期刊。
王新华：通讯作者，山东大学环境科学与工程学院教授、博士生导师，山东省水环境污染控制与资源化重点实验室副主任，山东大学环境生物技术与功能材料研究所副所长。主要从事新型污水生物处理工艺开发应用、新污染物环境行为与污染控制、微生物生态学过程与行为调控、环境电化学与功能材料设计应用、污水处理工艺模拟与设计等方面的基础理论与应用研究。承担国家自然科学基金、山东省自然科学基金和政府企业委托项目20余项，相关研究成果发表SCI论文60余篇、获山东省自然科学二等奖1项、授权发明专利10余项。
来源：山东大学王新华团队
版权声明：本公众号为非盈利性新媒体，所刊载文章版权属于原作者及相关出版商所有，如发生侵权行为，请及时与公众号编辑联系，我们会与原作者、相关出版机构协商解决。
“AGS造粒师”热烈欢迎对好氧颗粒污泥感兴趣的专家进群交流和积极投稿（投稿邮箱：ags202201@163.com）！将AGS造粒师加为星标，或每次看完后点击页面下端的“在看”，这样可以收到我们的最新推文！
往
期
推
荐
THE END
编辑 | 汤皓婷、杜瑛
校对 | 刘喆、刘文如、韩昫身
校核 | 刘喆、刘文如、韩昫身
