厭氧消化被認為是一種最重要、有效穩定的處理和回收污染的活性污泥，牲畜糞以及其他有機廢水和固體廢物的方法。有機物質可以通過厭氧消化過程被最大程度的轉化成沼氣，但是，剩余在沼渣沼液或發酵液中的礦物質和其他的中間產物比如揮發性脂肪酸卻很難得到妥善處理。如果這些發酵液中剩余的礦物質和中間產物不能得到恰當的處理，就會對環境造成污染。傳統處理發酵液的方法是直接將其作為液體肥料或者對其進行固液分離后然后制成肥料。但是這種處理方法有時會產生一些問題，比如土地可用性、長途運輸和成本效益等。這些問題產生的主要原因是因為在發酵液中含有高濃度的氮和磷。硫酸銨鎂沉淀可以同時修復堿性發酵液中的污染的活性污泥中NH4+-N 和磷。沉淀過后，發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。但是由于發酵液復雜的性質，這個過程很難達到一個穩定的修復。所以還需要更進一步的研究來解決這個問題。

近年來，好氧顆粒污泥被認為是一種最有效的污水處理技術。目前由于其高效，低操作成本的優點，好氧顆粒污泥已經被廣泛的在國內工業廢水處理廠中應用。但是，在處理發酵液中，好氧顆粒污泥的應用還很少。

先前研究報道，好氧顆粒污泥能有效的富集污水中的磷，從而達到氮和磷的去除效果。但是，也有報道稱，通過化學或者生物方法得到的磷，很難滿足農業使用的要求。研究發現，富含磷的活性顆粒污泥中的可被利用的磷的含量達93%-95%。如果這一技術可行，那么可以極大的緩解環境的壓力。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性脂肪酸的產物，這些揮發性脂肪酸占總的揮發性脂肪酸的60%-80%。研究發現，調節優化厭氧消化的條件可以達到發酵液中含有大量的以乙酸鹽和丙酸鹽為主的揮發性脂肪酸。另外，如何達到對以乙酸鹽或者丙酸鹽為主的發酵液的多功能利用，是近年來研究厭氧消化的熱點內容。最近研究表明，這兩種揮發性脂肪酸對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責污水中磷的吸收和積累。然而，關于這兩種主要類型的揮發性脂肪酸對磷富集活性顆粒污泥的磷的生物利用率的影響的報道很少。

因此，本文作者通過6個月程序化間歇反應器的運作來培養磷富集活性顆粒污泥，進而用培養好的活性顆粒污泥來處理合成去除氨后的發酵液。除了葡萄糖外，兩種主要類型的揮發性脂肪酸（乙酸鹽和丙酸鹽）作為額外的碳源加入到發酵液中。最終來計算和對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由上海伯豪生物技術有限公司提供。

研究思路

研究結果

1、通過檢測活性顆粒污泥的顆粒大小和穩定度發現，在兩組中，在反應器運行15天時，顆粒開始形成，并且隨著運行時間的增加而增大。在0-60天，兩組顆粒大小的增加趨勢相差不大。60天后，Rp組的顆粒大小相對于Ra組要小。并且Rp組的顆粒的穩定性要差一些。

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組含有相對較多的Bacteroidetes (34%)和 b-proteobacteria(16.3%)，這可能是導致Ra組具有較高的有機質去除能力，和磷富集能力的原因。Rp組則含有較多的聚糖菌。

研究結論

相對于丙酸鹽，乙酸鹽可以促進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.