楊敬畏，程樹(shù)輝，羅丁，李悅，王洋，韓艷梅

(1.北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082；2.北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100048)

好氧顆粒污泥(AGS)是一種新興的污水處理技術(shù)。其特點(diǎn)是生物量高和沉降速度快。具有操作和控制方法簡(jiǎn)單，承受較大負(fù)荷以及安裝投資少的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段根據(jù)不同需要已經(jīng)培養(yǎng)出了亞硝化顆粒污泥、除磷顆粒污泥，強(qiáng)化脫氮顆粒污泥等具有不同功能的顆粒污泥，但是生活污水處理脫氮除磷流程是常用工藝，所以對(duì)于好氧顆粒污泥脫氮除磷的研究是很有必要的，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外研究者已對(duì)AGS的脫氮除磷原理進(jìn)行研究并取得一定成果。本文將對(duì)AGS脫氮除磷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜述與討論，分析AGS運(yùn)行方式及運(yùn)行環(huán)境要求，探究AGS高效脫氮除磷及穩(wěn)定運(yùn)行的策略。以期為連續(xù)流AGS工藝的實(shí)際應(yīng)用與推廣提供一定理論基礎(chǔ)。最后提出實(shí)踐中的研究參考方向與展望。

1 高效脫氮除磷調(diào)控策略

1.1 時(shí)間曝氣策略

傳統(tǒng)的研究是利用好氧顆粒污泥內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。如田等[5]在純氧曝氣的條件下培養(yǎng)好氧顆粒污泥，培養(yǎng)出來(lái)的污泥粒徑在2～4 mm之間，脫氮效率在80%以上，而除磷效率僅長(zhǎng)期穩(wěn)定在22%～37%之間。這也說(shuō)明了在單一曝氣的條件下，脫氮除磷效率與溶解氧的滲透深度有很大關(guān)系，生物脫氮與除磷之間的矛盾依然存在。

基于此，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者選擇創(chuàng)造外部微環(huán)境，以提高好氧顆粒污泥的去除效率。其中時(shí)間曝氣策略是指在同一個(gè)反應(yīng)池中，在不同時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造不同的溶解氧濃度環(huán)境，何等[6]首先研究了曝氣時(shí)長(zhǎng)對(duì)強(qiáng)化顆粒污泥生物脫氮除磷的作用機(jī)制。隨著曝氣時(shí)長(zhǎng)的降低(120～60 min)，有機(jī)物和磷去除效果良好，內(nèi)源反硝化作用的增強(qiáng)使得脫氮效率從 64.29% 提高到86.18%，還可以降低系統(tǒng)中的聚糖菌(GAOs)含量并且提高聚磷菌(PAOs)、反硝化聚磷菌(DPAOs)和氨氧化菌(AOB)的含量。最近，張等[7]創(chuàng)造了一種(A/O)序批式反應(yīng)器梯度曝氣的運(yùn)行方式，結(jié)果表明，新型的梯度曝氣方式有利于反硝化聚磷菌(DPAOs)富集，使得脫氮除磷性能提高。

在連續(xù)流中亦是如此，Moura等[8]創(chuàng)造了連續(xù)流中時(shí)間間歇曝氣策略(2 h曝氣和1 h無(wú)曝氣)，TN和COD去除率可達(dá)到82%和85%，此外，有學(xué)者專門比較了連續(xù)流中曝氣策略的影響[9-11]，并分析溶解氧濃度對(duì)廢水污染物去除、微生物群落多樣性的影響。結(jié)果表明，間歇曝氣有助于提高有機(jī)物、氮、磷的去除效率，以及增加生物多樣性，此外，還節(jié)省了40%的曝氣能耗。

這些研究表明，時(shí)間間歇操作產(chǎn)生的厭氧/好氧交替環(huán)境提高了系統(tǒng)的內(nèi)源反硝化的能力，并產(chǎn)生了反硝化聚磷菌等高效脫氮的菌種，增加了微生物多樣性，進(jìn)而提高系統(tǒng)脫氮除磷性能。但同時(shí)一些成熟高效的曝氣策略，例如梯度曝氣策略還尚未引入到連續(xù)流系統(tǒng)中進(jìn)行深入的研究。

1.2 空間曝氣策略

相對(duì)于時(shí)間曝氣策略，空間曝氣策略是指在不同反應(yīng)池中，通過(guò)不同反應(yīng)室創(chuàng)造不同外環(huán)境，從而同時(shí)創(chuàng)造不同溶解氧濃度環(huán)境。

Sun等[12]在實(shí)驗(yàn)中使用了連續(xù)流反應(yīng)器將多個(gè)反應(yīng)室串聯(lián)，并對(duì)每個(gè)反應(yīng)室進(jìn)行充分曝氣，每個(gè)反應(yīng)室的充氣速率為3.2 L/min，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物量在依次排列的反應(yīng)室中逐漸消耗，致使不同反應(yīng)室內(nèi)的溶解氧濃度不同，同時(shí)在遠(yuǎn)離進(jìn)水口處形成了高氧濃度區(qū)域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)器具有良好的COD和氮去除能力。此外Li等[13]創(chuàng)造了一種新型的可控制顆粒沉淀時(shí)間的連續(xù)流反應(yīng)器，通過(guò)將非曝氣區(qū)與曝氣區(qū)依次串聯(lián)的策略，實(shí)現(xiàn)了COD和TP的去除，隨后Li等[14]在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)創(chuàng)造了厭氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)三個(gè)反應(yīng)室，實(shí)現(xiàn)了厭氧和好氧的同步反應(yīng)，該系統(tǒng)COD、TN、TP的平均去除率均達(dá)到70%以上，這也進(jìn)一步證明了在連續(xù)流反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)脫氮除磷是有可能的，李等[15]對(duì)于這種空間曝氣策略做了進(jìn)一步的優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一種兩極反應(yīng)器，非曝氣池是較大高徑比的反應(yīng)器，實(shí)際運(yùn)行中存在缺氧和厭氧兩種環(huán)境，并在兩極反應(yīng)器中創(chuàng)造泥水的同步交替循環(huán)，以此實(shí)現(xiàn)了脫氮除磷。系統(tǒng)中有利用復(fù)雜碳源進(jìn)行反硝化的菌屬，也有自養(yǎng)反硝化細(xì)菌，此外還有3種除磷相關(guān)功能菌，這表明多種曝氣條件交替循環(huán)下的反應(yīng)器給多種功能菌屬的聚集提供了良好的環(huán)境，提高了脫氮除磷性能。COD、TN和TP平均去除率分別為90.39%，83.6%和80.43%。

1.3 進(jìn)水策略

傳統(tǒng)的進(jìn)水策略是快速進(jìn)水后曝氣方式，最早由Beun等[16-17]采用這種方式培養(yǎng)出了好氧顆粒污泥。進(jìn)水時(shí)間較短使得好氧段充分曝氣，利于COD和TN的去除。但缺點(diǎn)是COD被迅速吸收利用后容易滋生絲狀菌，隨后有學(xué)者[18-19]提出了厭氧慢速進(jìn)水再曝氣，將慢速進(jìn)水時(shí)間設(shè)置為60 min后，使GAOs和PAOs將外碳源儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)部，隨后在曝氣階段利用內(nèi)碳源進(jìn)行反硝化和除磷，與快速進(jìn)水相比，其普通異養(yǎng)菌無(wú)法獲得大量外碳源，從而使競(jìng)爭(zhēng)碳源能力較弱的PAOs和GAOs獲得更多碳源[20]，這也增強(qiáng)了好氧顆粒污泥的脫氮除磷效率，此外田等[21]也建立了三組SBR，分別采用快速進(jìn)水、推流進(jìn)水和厭氧慢速進(jìn)水三種方式進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明厭氧慢速進(jìn)水方式下TN的去除率在90%，TP去除率為80%。在進(jìn)行了諸多慢速進(jìn)水研究后，Li等[22]提出一種新型的梯度進(jìn)水方式，以變速進(jìn)水速率向污泥提供外碳源，在慢速進(jìn)水前施加短時(shí)間的快速進(jìn)水，研究表明創(chuàng)造了一種非平衡的生長(zhǎng)條件，提高了微生物的內(nèi)碳源存儲(chǔ)響應(yīng)，脫氮效率達(dá)到81.27%，TP去除率在95%以上。

1.4 構(gòu)型優(yōu)化策略

Castellanos等[23]構(gòu)建了一種新型導(dǎo)流擋板反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動(dòng)工藝的運(yùn)行，顆粒在流經(jīng)多個(gè)反應(yīng)室后在周期性饑餓條件下運(yùn)行，結(jié)果表明能有效地促進(jìn)COD和TN的去除。此外Li等[24]提出一種SBR-CF系統(tǒng)為了保持連續(xù)進(jìn)出水的水力工況下創(chuàng)造飽食/饑餓生物選擇壓，該系統(tǒng)由四個(gè)相同的SBR反應(yīng)器直接連接組成一種新型的連續(xù)流，結(jié)果表明在高曝氣強(qiáng)度下可展現(xiàn)較好的TN去除能力，但TP去除能力較差。同樣的Li等[25]創(chuàng)造一種兩極連續(xù)流反應(yīng)器，通過(guò)創(chuàng)造厭氧好氧的循環(huán)過(guò)程來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性從而提高脫氮除磷性能。而Zou等[26]則為了創(chuàng)造與沉降時(shí)間相關(guān)的選擇壓力，設(shè)計(jì)了帶有兩區(qū)沉淀池(CFR-TST)的連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器來(lái)評(píng)估好氧顆粒污泥的形成與運(yùn)行。研究表明出水COD和NH4+-N的濃度相對(duì)較低。以上研究說(shuō)明對(duì)于連續(xù)流來(lái)說(shuō)，構(gòu)型優(yōu)的策略極為重要。

此外，Yu等[27]成功設(shè)計(jì)了一種新的AGS操作策略，通過(guò)單獨(dú)的水解-酸化預(yù)處理，獲得了良好的的污染物去除效果，出水COD、NH4+-N、TN和TP濃度低至38.0，0.10，13.7，0.41 mg/L。研究認(rèn)為預(yù)處理提高了厭氧階段的COD儲(chǔ)存和磷釋放，改善了SND過(guò)程，以及曝氣階段的磷吸收。這也說(shuō)明，在連續(xù)流中，想要實(shí)現(xiàn)顆粒污泥的高效脫氮除磷，增加預(yù)處理的方式也是可行的。

1.5 微生物篩選策略

1.5.1 高效脫氮 脫氮需要好氧和厭氧條件來(lái)進(jìn)行氨氧化、硝化和反硝化。顆粒的粒徑大小會(huì)導(dǎo)致不同的氧化還原環(huán)境存在，因此即使在單一曝氣環(huán)境下也可以進(jìn)行脫氮[28]。根據(jù)Nancharaiah等[29]的研究，由于好氧和缺氧區(qū)域的共存，SND只可能存在于較大尺寸顆粒中。Zhu等[30-32]提高氮去除率的一種策略是通過(guò)在好氧階段之后立即引入缺氧階段來(lái)引入硝化和反硝化(AND)的交替，以此篩選出更多的反硝化細(xì)菌以提高脫氮效率。盡管AND已被證明比SND更有效，但在缺氧階段無(wú)法利用COD進(jìn)行釋磷對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)問(wèn)題[32]。而在Li等[15，25]研究的交替厭氧/好氧反應(yīng)器中，同樣是通過(guò)交替的硝化反硝化，但是由于較大的高徑，導(dǎo)致不同溶解氧濃度的區(qū)域同時(shí)存在，并且在獨(dú)立的厭氧區(qū)存在了分層環(huán)境，使得反硝化與磷的釋放同時(shí)存在，實(shí)現(xiàn)了同步脫氮除磷。有以乙酸為碳源進(jìn)行反硝化的菌屬，有利用硫基進(jìn)行自養(yǎng)反硝化的菌屬，也有利用鐵進(jìn)行自養(yǎng)反硝化的菌屬，也有利用復(fù)雜有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化的菌屬。研究表明是在較大的高徑比反應(yīng)器中存在多種的溶解氧梯度環(huán)境從而造成了微生物多樣性的大幅升高，這也說(shuō)明傳統(tǒng)意義上嚴(yán)格的單一厭氧/缺氧/好氧環(huán)境不一定是微生物唯一的生長(zhǎng)環(huán)境，多種環(huán)境共存反而篩選出了多種反硝化細(xì)菌進(jìn)而提高了脫氮效率。

此外，多種脫氮路徑也被認(rèn)為是提高脫氮效率的一種方法，有研究[33]報(bào)道了通過(guò)亞硝酸鹽去除氨氮。在該途徑中，氨氮被氨氧化細(xì)菌(AOB)氧化成亞硝酸鹽，同時(shí)通過(guò)保持低溶解氧和較短的污泥停留時(shí)間來(lái)去除亞硝酸鹽。此外在Li等[11]研究的自循環(huán)ACFR反應(yīng)器的顆粒污泥中存在厭氧氨氧化菌屬，通過(guò)微生物測(cè)序分析，系統(tǒng)中的氮可以通過(guò)厭氧氨氧化途徑以及短程反硝化除磷的新興途徑去除，這被認(rèn)為是在反應(yīng)器的長(zhǎng)期運(yùn)行中，多種不同溶解氧區(qū)域的同時(shí)存在以及調(diào)控水力停留時(shí)間、溶解氧濃度、回流速率等多個(gè)參數(shù)才發(fā)生了這樣的現(xiàn)象。

此外，李冬等[34]研究發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)梯度進(jìn)水的方式和延長(zhǎng)厭氧時(shí)間篩選出了多種功能菌，使得SND和DPAOS同時(shí)發(fā)生，提高了脫氮除磷效率。隨后，有最新的研究發(fā)現(xiàn)，Li等[15，25]通過(guò)連續(xù)流的周期實(shí)驗(yàn)證明利用胞外聚合物產(chǎn)生的可溶性微生物副產(chǎn)物作為電子進(jìn)行高水平脫氮方式是可行的，這個(gè)研究提出在周期內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的饑餓以及交替的缺氧/好氧環(huán)境同時(shí)存在時(shí)可能才會(huì)出現(xiàn)這種脫氮形式，所以這說(shuō)明在創(chuàng)造周期性的外部微環(huán)境的同時(shí)還應(yīng)同時(shí)存在周期性的飽食饑餓才能實(shí)現(xiàn)這樣的效果。以上的研究均說(shuō)明在適宜的、多種調(diào)控策略下可獲得穩(wěn)定高效的脫氮效率。

1.5.2 高效除磷 為了提高污水處理廠中的磷去除率，有研究[29，35]證明反硝化聚磷菌在硝酸鹽和亞硝酸鹽存在的情況下可以去除磷，并且具有節(jié)省碳源和降低污泥產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)[36]。

此外，最近的研究表明，AGS的EPS基質(zhì)在生物P和N去除過(guò)程中起著重要作用[39-40]。在從AGS提取的EPS中觀察到大量的P、K+、Mg2+和Ca2+等陽(yáng)離子。超過(guò)30%的TP在PAO的胞外聚合物中被去除[41]。這些研究強(qiáng)調(diào)了胞外聚合物在除磷過(guò)程中的作用。接下來(lái)有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究來(lái)深入這些觀察結(jié)果，并深入了解胞外聚合物中聚磷酸鹽的出現(xiàn)過(guò)程以及調(diào)控的方向。

此外，Li等[24]創(chuàng)造了一種SBR-CF系統(tǒng)，研究發(fā)現(xiàn)，如Saprospiraceae菌屬同時(shí)被歸類為GAOs和PAOs，當(dāng)P濃度相對(duì)較低時(shí)，PAOs有可能攝取污水中碳源并以PHA(polyhydroxyalkanoates)形式儲(chǔ)存，此時(shí)微生物以糖原為首要能源[一般情況下PAOs降解Poly-P、攝取污水中碳源、合成PHA的過(guò)程是以ATP(Adenosine TriPhosphate)為首要能量來(lái)源]，即PAOs以GAOs的形式利用糖原達(dá)到PHA的合成。所以通過(guò)篩選相關(guān)功能菌可以使得系統(tǒng)中出現(xiàn)PAOs的營(yíng)養(yǎng)物利用模式可以在PAOs及GAOs之間進(jìn)行切換的現(xiàn)象，以提高系統(tǒng)的除磷能力。

2 顆粒污泥穩(wěn)定性調(diào)控策略

無(wú)論是在SBR或者連續(xù)流中，好氧顆粒污泥受到不穩(wěn)定的影響也會(huì)間歇影響脫氮除磷效率，故需要研究長(zhǎng)期的顆粒穩(wěn)定性是很重要的。AGS的穩(wěn)定性受多種因素影響：不僅與SBR的選擇性使用有關(guān)，還與微生物群落的多樣性有關(guān)結(jié)構(gòu)、微生物代謝、EPS、氧傳質(zhì)、pH和溫度有關(guān)[42-43]。

2.1 絲狀菌調(diào)控

其中絲狀過(guò)度生長(zhǎng)通常被認(rèn)為是顆粒污泥工藝失敗的原因，因?yàn)樗缮⒌念w粒會(huì)導(dǎo)致生物質(zhì)的損失，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰[29]。而pH是影響絲狀細(xì)菌生長(zhǎng)的主要因素，微生物分析表明pH值可控制顆粒中的微生物種群。研究表明，在酸性pH值下，導(dǎo)致菌類過(guò)度生長(zhǎng)。因此維持系統(tǒng)的堿性條件是抑制絲狀過(guò)度生長(zhǎng)和保持顆粒穩(wěn)定性的有效方法。同時(shí)底物擴(kuò)散受限和剪切力破壞也是顆粒崩解的主要原因[44]。

2.2 顆粒粒徑

顆粒粒徑增加同時(shí)也會(huì)影響AGS的不穩(wěn)定性，這是因?yàn)樵诹捷^大的顆粒中心，底物的傳質(zhì)是有限的，這會(huì)導(dǎo)致生物活性發(fā)生變化，進(jìn)而削弱顆粒強(qiáng)度[45]。

2.3 微生物多樣性

同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn)顆粒污泥中細(xì)菌的多樣性有助于提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[46]。因此，AGS系統(tǒng)中生物群落的多樣性意義重大，有助于促進(jìn)污水中化學(xué)污染物和有機(jī)物的分解，改善水質(zhì)，同時(shí)還能增強(qiáng)顆粒微生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.4 污泥齡

另外還有文獻(xiàn)報(bào)道，在短污泥齡條件下，活性污泥在SBR中具有高度的多樣性[47]。雖然微生物的多樣性有利于AGS的穩(wěn)定性，但較短的污泥齡也與好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性密切相關(guān)。此外，污泥齡還可以影響EPS含量，從而對(duì)顆粒穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，污泥齡是影響AGS穩(wěn)定性的重要因素。

2.5 溶解氧濃度

反應(yīng)器中溶解氧的濃度不僅影響好氧絮凝過(guò)程中細(xì)胞的新陳代謝，還影響絮體的結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間曝氣很可能導(dǎo)致AGS結(jié)構(gòu)松散，即過(guò)長(zhǎng)的運(yùn)行周期不利于AGS的穩(wěn)定性。這可能是由于顆粒核心中沒(méi)有可用的溶解氧，顆粒污泥開(kāi)始從內(nèi)部崩解而失去穩(wěn)定性[48]。

2.6 飽食饑餓條件

Li等[24-25]指出，飽食/饑餓交替對(duì)于維持連續(xù)流AGS穩(wěn)定性至關(guān)重要。研究結(jié)果表明，在階段Ⅰ，饑荒條件沒(méi)有盡可能地交替，顆粒的結(jié)構(gòu)開(kāi)始被破壞并導(dǎo)致了顆粒的不穩(wěn)定性，在階段Ⅱ，好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性普遍提高，因?yàn)殚g歇性的進(jìn)水創(chuàng)造了飽食和饑餓條件的交替。

3 討論

通過(guò)上面論述可知，脫氮除磷過(guò)程中存在一個(gè)矛盾，即硝化菌的生長(zhǎng)需要一個(gè)好氧的環(huán)境，反硝化菌的生長(zhǎng)需要一個(gè)缺氧的環(huán)境，而聚磷菌需要好氧、厭氧的交替環(huán)境?，F(xiàn)階段的研究將顆粒污泥工藝劃分為不同的反應(yīng)段，使功能菌同時(shí)獲得更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境?；谶@種理念，提高顆粒污泥脫氮除磷被分成兩種曝氣策略，一種是時(shí)間曝氣策略，另一種是空間曝氣策略。對(duì)于時(shí)間曝氣策略來(lái)說(shuō)，改善曝氣方式和調(diào)節(jié)溶解氧濃度是有效且易于實(shí)施的技術(shù)，而在實(shí)際工程中應(yīng)用時(shí)，由于一些曝氣方式的復(fù)雜性(如梯度曝氣)同時(shí)這些方法需要與其他間接調(diào)控策略相結(jié)合，會(huì)加大控制的復(fù)雜性和實(shí)際效果的不確定性。而通過(guò)調(diào)控空間曝氣策略被認(rèn)為是更有效的，但是這需要改變反應(yīng)器的形狀并且創(chuàng)造不同溶解氧區(qū)域的交替循環(huán)，該方法的主要挑戰(zhàn)在于尋找最理想的構(gòu)造參數(shù)，需要考慮經(jīng)濟(jì)成本、資源可用性以及對(duì)造粒和顆粒穩(wěn)定性的實(shí)際操作效果，但同時(shí)也是易于實(shí)施的技術(shù)，從考慮經(jīng)濟(jì)成本以及資源可用性來(lái)講是可行的。

提高脫氮除磷的有效方法是創(chuàng)造適宜的環(huán)境，這不僅可以提高反硝化速率，同時(shí)還有利于富集不同功能菌增加不同脫氮路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氮性能的提高，新型的脫氮有反硝化除磷、厭氧氨氧化、短程硝化反硝化路徑，同時(shí)也有研究表明利用SMP脫氮也是可行的，這主要是交替硝化反硝化的環(huán)境提供的，但是想要達(dá)到良好的脫氮除磷性能需要多種策略綜合調(diào)控才能實(shí)現(xiàn)，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究來(lái)擴(kuò)展這些研究結(jié)果，并深入了解多種脫氮除磷路徑共存的苛刻條件，這不僅適用于SBR系統(tǒng)，在連續(xù)流中同樣可用。

根據(jù)以上綜述，筆者發(fā)現(xiàn)，一些前沿的調(diào)控策略，例如梯度進(jìn)水，是以非固定的進(jìn)水速率向微生物提供外碳源，在慢速進(jìn)水前施加短時(shí)間的快速進(jìn)水，從而創(chuàng)造非平衡生長(zhǎng)條件以提高顆粒污泥微生物的內(nèi)碳源存儲(chǔ)響應(yīng)。再比如交替硝化反硝化策略，研究發(fā)現(xiàn)存在多種脫氮路徑，雖然作者在文中并未提到，但是筆者更深層次的認(rèn)為，在各個(gè)反應(yīng)池中并非是單一的缺氧、厭氧或者是好氧環(huán)境，這種能提高脫氮除磷策略的原因是創(chuàng)造了一種非穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)認(rèn)知意義水平上的微生物所需的單一溶解氧環(huán)境，也就是說(shuō)，無(wú)論是改變單一的進(jìn)水條件或者是改變不同的溶解氧濃度的生存環(huán)境都可以激發(fā)系統(tǒng)中微生物的活性以及促進(jìn)微生物多樣性，原因可能就是好氧顆粒污泥中微生物種類繁多，在創(chuàng)造復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)的一種環(huán)境下更有利于其生長(zhǎng)。但同時(shí)也許保證這種非穩(wěn)態(tài)的環(huán)境在相對(duì)于時(shí)間周期來(lái)說(shuō)是穩(wěn)定的一成不變的，這也可以較為穩(wěn)定的篩選其中更多的功能菌群。綜上，筆者認(rèn)為，創(chuàng)造傳統(tǒng)意義的單一缺氧/厭氧/好氧環(huán)境或者單純的交替條件或許不再是對(duì)于好氧顆粒污泥提高脫氮除磷性能的唯一研究方向。從系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)角度思考如何提高好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性以及活性，這可以為日后的研究提供一個(gè)思路。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)對(duì)于連續(xù)流AGS培養(yǎng)和細(xì)菌接種尚未大規(guī)模使用，AGS資源稀缺。因此，在連續(xù)流中培養(yǎng)好氧顆粒污泥是有些困難的，該工藝要求高，緩慢生長(zhǎng)的功能性微生物的篩選和富集與培養(yǎng)條件密切相關(guān)，但是通過(guò)接種成熟的顆粒污泥至連續(xù)流中運(yùn)行是可行的，故在連續(xù)流系統(tǒng)中運(yùn)用成熟的顆粒污泥進(jìn)行相關(guān)策略調(diào)控以提高脫氮除磷性能可能是未來(lái)的研究方向，現(xiàn)階段對(duì)于連續(xù)流提高脫氮除磷性能相關(guān)研究還較少，因?yàn)橐紫缺ＷC連續(xù)流系統(tǒng)的顆粒穩(wěn)定性，現(xiàn)在已有部分相關(guān)研究是將SBR優(yōu)化的策略想辦法引入到連續(xù)流中，例如優(yōu)化的間歇曝氣策略，但同時(shí)如梯度曝氣、梯度進(jìn)水等的一些“梯度”優(yōu)化策略，以及交替曝氣、交替長(zhǎng)短HRT等的一些“交替”優(yōu)化策略或許可以引入到連續(xù)流中為改善顆粒穩(wěn)定性和脫氮除磷新路徑提供新的可能性。

4 結(jié)論

(1)首先綜述了近年來(lái)在提高AGS脫氮除磷方面策略調(diào)控的研究進(jìn)展，并從技術(shù)可操作性和實(shí)際應(yīng)用可行性角度分析各種策略應(yīng)用的可能。多種策略的組合對(duì)于提高顆粒的脫氮除磷性能有很大的好處，包括曝氣策略、進(jìn)水策略以及微生物篩選策略，在提高脫氮除磷性能的同時(shí)應(yīng)注意保持顆粒的穩(wěn)定性。

(2)隨后，從微生物策略總結(jié)，污泥在適宜的環(huán)境下不僅有助于提高功能菌的活性，更有可能提供顆粒污泥多種脫氮除磷路徑以提高性能。

(3)此外，應(yīng)該打破現(xiàn)有的微生物生存環(huán)境認(rèn)知，研究非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)對(duì)于好氧顆粒污泥性能的影響，這為日后好氧顆粒污泥的研究提供了方向。

(4)最后，將SBR中證實(shí)有效的“梯度”策略調(diào)控研究引用到連續(xù)流系統(tǒng)中給提高連續(xù)流好氧顆粒污泥的脫氮除磷性能提供了一種新的研究方向。