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活性污泥法是我們熟悉的工藝路線，絕大部分的污水處理都包含這種工藝。另外一種叫生物膜法，例如：生物轉(zhuǎn)盤、濾池等，一般用于低濃度污水處理，因?yàn)榈蜐舛任鬯y以培養(yǎng)活性污泥。

活性污泥法與生物膜法均有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。然而，各路教授、學(xué)者、專家們想方設(shè)法把活性污泥法與生物膜法揉合在一起，達(dá)到揚(yáng)長避短的目的。廣泛應(yīng)用的成功案例就是MBBR工藝，典型的泥膜混合；掛膜的材料已衍生繁多。近年來推廣的HPB工藝，采用硅膠土作為載體的泥膜法。

泥膜法都需要載體，有沒有不需要額外增加載體的工藝呢？有，現(xiàn)在就介紹一種新工藝：

好氧顆粒污泥法（AGS）

其實(shí)，顆粒污泥在厭氧處理高濃度廢水非常常見，比如：UASB反應(yīng)器、IC反應(yīng)器等。但是，顆粒污泥在好氧環(huán)境中處理污染物濃度相對較低的生活污水，還是很少見。

存在的形態(tài)有以下幾種：

<0.2mm絮狀污泥

0.2-1mm顆粒污泥

>1mm顆粒污泥

混合態(tài)

好氧顆粒污泥（AGS）技術(shù)作為近年來興起的高效廢水處理工藝，已在全球多地小型污水處理站成功應(yīng)用；其實(shí)，它并不是獨(dú)自完成污水處理，而是顆粒污泥與絮狀污泥之間的巧妙共存與協(xié)同分工。如果成功應(yīng)用，該技術(shù)不僅能節(jié)省75%的占地，還可降低40%的能耗，為環(huán)保領(lǐng)域帶來了突破性進(jìn)展。這就是專家們?nèi)账家瓜氲哪繕?biāo)。

好氧顆粒污泥工藝并非依賴單一污泥形態(tài)，而是由顆粒污泥與絮狀污泥組成的“黃金組合”。顆粒污泥呈結(jié)構(gòu)緊密的球狀團(tuán)聚體，粒徑介于0.2毫米至數(shù)毫米之間，表面光滑、沉降迅速；絮狀污泥則為松散微絮體，粒徑通常小于0.2毫米，沉降性能較弱，卻擁有極大的比表面積。

在模擬實(shí)際運(yùn)行條件的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，二者能夠穩(wěn)定共存，其中絮狀污泥約占生物總量的17%，與真實(shí)污水處理廠中的數(shù)據(jù)高度吻合。

這對“搭檔”在凈化污水時(shí)分工明確。

絮狀污泥堪稱“硝化專家”，憑借其高比表面積和較低的傳質(zhì)阻力，承擔(dān)了約60%的硝化功能，可高效將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。其微生物群落富含氨氧化細(xì)菌（如亞硝化單胞菌）和發(fā)酵型聚磷菌（如四球菌），擅長降解含氮污染物。

而顆粒污泥則是“除磷主力”，其中大顆粒部分可完成約60%的磷吸收任務(wù)：在厭氧段釋磷，在好氧段過量吸磷并儲(chǔ)存于體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高效脫磷。這一過程主要依靠聚磷菌（如聚磷菌屬）和糖原積累菌（如競爭菌屬）等關(guān)鍵微生物。

二者之間的協(xié)同機(jī)制是什么？

有一項(xiàng)研究：當(dāng)系統(tǒng)采用底部進(jìn)水方式時(shí)，沉降較快的顆粒污泥率先接觸污水中的有機(jī)底物并大量儲(chǔ)存；絮狀污泥則專注于分解剩余復(fù)雜底物，通過水解發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，支撐系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)。

在供氧方面，顆粒污泥內(nèi)部形成缺氧區(qū)，可進(jìn)行反硝化作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)忉尫牛较趸聪趸士蛇_(dá)到35%；絮狀污泥則在好氧環(huán)境下持續(xù)高效硝化，但是同步硝化反硝化效率為0。

微生物群落差異是二者分工的基礎(chǔ)。宏基因組與宏蛋白質(zhì)組分析表明，顆粒污泥中聚磷菌和糖原積累菌豐度較高，而絮狀污泥則以氨氧化細(xì)菌和發(fā)酵菌為主。

這種分化源于長期環(huán)境選擇：顆粒污泥停留時(shí)間更長、優(yōu)先獲取底物；絮狀污泥則依靠高比表面積在傳質(zhì)競爭中占據(jù)優(yōu)勢，從而形成互補(bǔ)的生態(tài)位。

專家們?yōu)榱双@得顆粒污泥，利用離心機(jī)分離的技術(shù)，將絮狀污泥分離出去，通過剩余污泥的方式排出系統(tǒng)；通過長期的環(huán)境選擇，獲得顆粒污泥為主的工藝。

好氧顆粒污泥技術(shù)的成功，打破了傳統(tǒng)污水處理中“追求單一污泥形態(tài)”的誤區(qū)。但是只保留顆粒污泥而通過分離系統(tǒng)去除絮狀污泥，是否可行？

研究顯示，過大的顆粒污泥會(huì)因傳質(zhì)限制而降低處理效率。絮狀污泥在飽和及2mg/L溶解氧的狀態(tài)下，硝化速率保持不變；顆粒污泥在飽和溶解氧狀態(tài)下的硝化速率是2mg/L溶解氧狀態(tài)下的2倍。反向說明了傳質(zhì)限制的影響。

維持顆粒污泥與絮狀污泥的平衡共存，才是優(yōu)化營養(yǎng)物去除的關(guān)鍵。猶如建立了一個(gè)小型生態(tài)系統(tǒng)，充分發(fā)揮每一種生物的功能，至關(guān)重要。

這一認(rèn)識(shí)為實(shí)際污水廠運(yùn)行提供了重要指導(dǎo)：通過調(diào)控進(jìn)水方式與沉降時(shí)間，維持不同粒徑污泥的適宜比例，即可實(shí)現(xiàn)碳、氮、磷的高效同步去除。