随着国家“碳中和”战略和污水资源化政策的相继提出，污水处理行业面向污水污泥资源化的技术改革成为新的发展趋势和要求。我国污水有机质含量普遍偏低且泥砂含量较高，导致我国城市污水处理厂剩余污泥（Waste activated sludge，WAS）无机质含量过高，严重制约着资源化技术的开展。因此，应从工艺源头出发，通过污水处理工艺改造实现剩余污泥有机质含量调质提升，并辅以关键节点技术创新实现资源化水平提升。

       现有研究表明，以A-B工艺为核心的工艺系统能够实现污水处理过程能源自给效率的提升，具备实现污水处理系统“碳中和”的潜力。其中，A段工艺及污泥厌氧消化产能是实现污水中有机化学能转化的关键环节。但A段出水所含有机物也可能对后程自养脱氮B段工艺造成消极影响。且A段工艺缺少对生物除磷的考量，多依赖化学除磷要的投加。

       基于此，研究构建了生物除磷A段与厌氧消化产能联合系统，探讨了102天运行周期内A段系统的实际生活污水碳磷富集效果；分析了典型单周期营养物质变化规律及污水有机物含量变化规律；评价了与生物除磷相关的微生活代谢活性，并分析了污泥内磷元素的形态分布特征，最后结合微生物群落分析并对生物除磷A端系统实现高效除磷的机制进行解析。

       研究结果表明，生物除磷A段系统具有良好的运行稳定性，系统污泥有机质含量及厌氧产能效率显著提升，其能够实现无接种物连续投加条件下的高效产甲烷，生物除磷A段系统出水有机物含量与传统强化生物除磷系统无显著差别，污泥微生物呼吸活性及聚磷-释磷活性显著提升，污泥中与生物除磷与生物吸附相关的磷组分含量有所提升，聚磷菌群的有效富集。硝化过程的抑制使得系统内部微生物碳源竞争压力减弱，生物聚磷菌群活性及丰度显著提升，生物除磷与生物吸附的同步强化是实现高效生物除磷的关键驱动力。本研究也为将生物除磷A段工艺应用于生活污水处理工艺系统的改造提供了理论与数据支持。

       该成果近期发表于Bioresource Technology，第一作者为河南省科学院地理研究所助理研究员雒海潮博士，通讯作者为哈尔滨工业大学郭婉茜教授，此项目研究得到了哈尔滨工业大学青年科学家工作室项目，河南省科学院科研启动金项目等项目的共同支持。

论文信息：

Haichao Luo, Bo Yan, Chuanming Xing, Wanqian Guo.（2024）Integrating enhanced biological phosphorus removal in adsorption-stage to treat real domestic sewage. Bioresource Technology.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131334