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王凱軍：從好氧顆粒污泥發展看科研的基因和終極目標是什么？

時間： 2019-08-09 17:29

來源： JIEI創新實驗室

作者：劉秋琳

好氧顆粒污泥的技術關鍵

雖然我國也在研究好氧顆粒污泥，卻并沒能很好掌握顆粒污泥的理論精髓。本次報告之前我特意把30年前與厭氧顆粒污泥相關的資料翻出來看，荷蘭當時總結了一些經驗。首先，當時荷蘭就提出厭氧顆?；男纬刹粌H僅限于產甲烷微生物，與甲烷菌相類似的其他緩慢生長微生物中也可發生顆粒化現象；其次，只要采用了合適的反應器并以正確的方式運行，其他生物處理工藝也能形成顆粒污泥，其中升流式污泥床(USB)反應器結構有利于顆?；^程；同時形成了一些重要的理論指導，如沖洗淘汰理論、“Spaghetti”理論以及動力學下的絲狀菌微生物競爭理論等。

認真分析Mark研究組好氧顆粒污泥理論的形成過程，我們可以得到很多啟示。首先，在眾多因素中如何識別關鍵因素？對Mark組的成果研究發現，在他們前期發表的一些論文里主要以剪貼力為主，直到2004年提出了緩慢生長的細菌的觀點，同時提出碳、氮、磷的同步去除形成顆粒污泥核心等關鍵因素后，才進入了正確軌道。他們最終提出了好氧顆粒污泥的“豐盛-饑餓”理論。

好氧顆粒污泥的“豐盛-饑餓”理論：

首先，采用升流式厭氧進水（特點一、二），發展厭氧的聚磷菌使緩慢成長的細菌，形成一個核心（特點三）。厭氧是豐盛階段，有很多食物，好氧是饑餓階段；其次是快速沉淀的淘汰方式(特點四)_，有利于好氧顆粒污泥的成長。以上這四點就是Mark好氧顆粒污泥理論的核心，比較這些理論也就不難理解為什么全世界3000多篇文章、300多個研究機構，卻只有荷蘭人成功了。

在此之前用過很多種方法培養都沒有成功，如體外純氧供氧，加大曝氣量的方式等等。成功培養出的好氧顆粒污泥，能夠同時取得碳、氮、磷的同步去除。關于這一條，國內外的一些研究者并不掌握。荷蘭一家咨詢公司到巴西做項目，跟巴西工程師交流時聽到巴西工程師說他們國家并沒有除磷需求，所以要求顆粒污泥工藝不需要設計除磷階段。由此可見，他們并沒有體會到緩慢生長細菌形成了顆粒污泥的核心這一關鍵環節。以緩慢生長細菌為核心的好氧顆粒污泥形成之后非常穩定，拿出來1-2個月都不會解體。如果以其他方式培養顆粒污泥，不到一個星期污泥就會解體。所以，一個好的理論指導很快發展成功了好氧顆粒污泥。如果說厭氧顆粒污泥是荷蘭人發明的是偶然（此前美國McCarty厭氧濾池也實現了顆粒污泥）；厭氧氨氧化顆粒的橘紅色是天生的荷蘭色也是荷蘭學者的戲謔之說；那么，好氧顆粒污泥則是歷史的必然?？赡茴w粒污泥真的特別鐘愛荷蘭人吧。對比荷蘭Lettinga教授提出的厭氧顆粒污泥培養的指導原則和荷蘭Delft大學Mark教授提出的好氧顆粒污泥“豐盛-饑餓”理論，我們不得不感嘆：科學技術也是有基因和傳承的。