Water Research (IF=11.236) 2022-01-01
武汉科技大学 季斌课题组
微藻-细菌颗粒污泥（MBGS）是一种非常有前景的废水处理技术，但温室气体CO2能否应用于这一工艺中还鲜有报道。本研究应用CO2对MBGS工艺进行了改进。结果表明，在60天的实验过程中，未添加CO2的MBGS物理结构呈现松散和崩解趋势，5 min污泥体积指数（SVI5）超过150 mL/g，平均孔径为35 nm。而补充CO2可以保持MBGS的紧凑和整体结构，SVI5低于50 mL/g，平均孔径范围为10~13 nm。同时，CO2可以促进胞外多糖和芳香蛋白的产生，从而有利于MBGS颗粒的稳定性。此外，CO2可以改变水环境，例如降低pH值，以产生不同的MBGS微生物群落和代谢潜能。至于反应器性能，CO2可以显著提高有机物和磷的去除率，这可以从乙酸辅酶A连接酶和ATP酶基因表达的增强得到证明。虽然添加CO2会提高藻类与细菌的质量比，但与氨氮去除相关的谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶可能会分别受到CO2的负面和正面影响。碳的质量平衡分析表明，CO2可以提供额外的碳源并增强MBGS系统的缓冲能力。进一步的分析表明，通过提供CO2作为额外的碳源，MBGS工艺可以实现城市污水处理的碳负目标。因此，城市污水处理中MBGS工艺的CO2供应可以看作是一种双赢的策略，即保持颗粒稳定性和消除碳排放。本文的研究将有助于对MBGS工艺的基础知识进行深入认识，使其朝着环境可持续发展的方向发展。
原文链接：CO2 improves the microalgal-bacterial granular sludge towards carbon-negative wastewater treatment. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117865
