厭氧消化被認(rèn)為是一種最重要、有效穩(wěn)定的處理和回收污染的活性污泥，牲畜糞以及其他有機(jī)廢水和固體廢物的方法。有機(jī)物質(zhì)可以通過厭氧消化過程被最大程度的轉(zhuǎn)化成沼氣，但是，剩余在沼渣沼液或發(fā)酵液中的礦物質(zhì)和其他的中間產(chǎn)物比如揮發(fā)性脂肪酸卻很難得到妥善處理。如果這些發(fā)酵液中剩余的礦物質(zhì)和中間產(chǎn)物不能得到恰當(dāng)?shù)奶幚�，就�?huì)對(duì)環(huán)境造成污染。傳統(tǒng)處理發(fā)酵液的方法是直接將其作為液體肥料或者對(duì)其進(jìn)行固液分離后然后制成肥料。但是這種處理方法有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些問題，比如土地可用性、長途運(yùn)輸和成本效益等。這些問題產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)樵诎l(fā)酵液中含有高濃度的氮和磷。硫酸銨鎂沉淀可以同時(shí)修復(fù)堿性發(fā)酵液中的污染的活性污泥中NH4+-N 和磷。沉淀過后，發(fā)酵液可以作為額外碳源來提高污水中的氮和磷的去除能力。但是由于發(fā)酵液復(fù)雜的性質(zhì)，這個(gè)過程很難達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的修復(fù)。所以還需要更進(jìn)一步的研究來解決這個(gè)問題。

近年來，好氧顆粒污泥被認(rèn)為是一種最有效的污水處理技術(shù)。目前由于其高效，低操作成本的優(yōu)點(diǎn)，好氧顆粒污泥已經(jīng)被廣泛的在國內(nèi)工業(yè)廢水處理廠中應(yīng)用。但是，在處理發(fā)酵液中，好氧顆粒污泥的應(yīng)用還很少。

先前研究報(bào)道，好氧顆粒污泥能有效的富集污水中的磷，從而達(dá)到氮和磷的去除效果。但是，也有報(bào)道稱，通過化學(xué)或者生物方法得到的磷，很難滿足農(nóng)業(yè)使用的要求。研究發(fā)現(xiàn)，富含磷的活性顆粒污泥中的可被利用的磷的含量達(dá)93%-95%。如果這一技術(shù)可行，那么可以極大的緩解環(huán)境的壓力。但是到目前為止，這樣的研究也還很少。

乙酸鹽和丙酸鹽是兩種主要的揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)物，這些揮發(fā)性脂肪酸占總的揮發(fā)性脂肪酸的60%-80%。研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)優(yōu)化厭氧消化的條件可以達(dá)到發(fā)酵液中含有大量的以乙酸鹽和丙酸鹽為主的揮發(fā)性脂肪酸。另外，如何達(dá)到對(duì)以乙酸鹽或者丙酸鹽為主的發(fā)酵液的多功能利用，是近年來研究厭氧消化的熱點(diǎn)內(nèi)容。最近研究表明，這兩種揮發(fā)性脂肪酸對(duì)具有磷酸積累功能的生物有不同的影響，這些具有磷酸積累功能的生物主要負(fù)責(zé)污水中磷的吸收和積累。然而，關(guān)于這兩種主要類型的揮發(fā)性脂肪酸對(duì)磷富集活性顆粒污泥的磷的生物利用率的影響的報(bào)道很少。

因此，本文作者通過6個(gè)月程序化間歇反應(yīng)器的運(yùn)作來培養(yǎng)磷富集活性顆粒污泥，進(jìn)而用培養(yǎng)好的活性顆粒污泥來處理合成去除氨后的發(fā)酵液。除了葡萄糖外，兩種主要類型的揮發(fā)性脂肪酸（乙酸鹽和丙酸鹽）作為額外的碳源加入到發(fā)酵液中。最終來計(jì)算和對(duì)比不同處理的活性顆粒污泥中的磷的種類及可利用率。此外，還分析了不同處理的活性顆粒污泥中的微生物多樣性，來進(jìn)一步分析活性顆粒污泥的造粒過程。該研究中微生物多樣性檢測(cè)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司提供。

研究思路

研究結(jié)果

1、通過檢測(cè)活性顆粒污泥的顆粒大小和穩(wěn)定度發(fā)現(xiàn)，在兩組中，在反應(yīng)器運(yùn)行15天時(shí)，顆粒開始形成，并且隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而增大。在0-60天，兩組顆粒大小的增加趨勢(shì)相差不大。60天后，Rp組的顆粒大小相對(duì)于Ra組要小。并且Rp組的顆粒的穩(wěn)定性要差一些。

Fig 1

2、Fig 2a顯示，乙酸鹽較丙酸鹽更容易被吸收，隨著時(shí)間的增加，兩組的MLSS和MLVSS 濃度也在不斷的增加。到了第90天，兩組的生物量都有所下降，然后趨于平衡。Rp組，Ra組的MLVSS/MLSS比值較低，顯示Ra組中的礦物質(zhì)沉淀較多。Fig 2b顯示，從15天到90天，Ra組的磷去除能力較Rp組要顯著增高，但是從第90天后，該趨勢(shì)逐漸變小。Fig 2c顯示Ra組中總磷的含量較Rp組顯著提高。

Fig 2

3、Fig 3顯示，與seed組相比，Ra組的生物可利用磷的含量是seed組的兩倍，而Rp組的生物了利用磷的含量則隨著時(shí)間的增加而降低。

Fig 3

4、Fig 4顯示，與Rp組相比，Ra組含有相對(duì)較多的Bacteroidetes (34%)和 b-proteobacteria(16.3%)，這可能是導(dǎo)致Ra組具有較高的有機(jī)質(zhì)去除能力，和磷富集能力的原因。Rp組則含有較多的聚糖菌。

研究結(jié)論

相對(duì)于丙酸鹽，乙酸鹽可以促進(jìn)好氧顆粒污泥來富集磷。此外，Ra組中生物可利用磷的含量較是seed組的兩倍，而Rp組的生物可利用磷的含量較seed組則在減少。Rp組含有較多的聚糖微生物。而這些聚糖菌會(huì)影響磷的去除效果。

原文出處：Cai W, Huang W, Li H, Sun B, Xiao H, Zhang Z, Lei Z. Acetate favors more phosphorus accumulation into aerobic granular
sludge than propionate during the treatment of synthetic fermentation
liquor. Bioresour Technol. 2016,214:596-603.