好氧颗粒污泥还能治微塑料污染？

来源：JIEI创新实验室

上个月，美国水研究基金会（WRF）公布了其2022年度Paul L. Busch水业创新奖(下文简称PLB奖)的得主，来自堪萨斯大学的Belinda Sturm教授获此殊荣。

PLB奖已设立超过20年，过去两年的PLB奖均由华人获得，包括美国范德堡大学的林士弘教授以及普林斯顿大学任智勇教授。该奖以WRF前主席Paul Busch命名，以纪念他对水处理的卓越贡献，获奖者多为正值当年的水业研究学者。

获奖之余，Sturm教授还获得了10万美元的研究奖金。她将用这笔经费评估好氧颗粒污泥如何影响污水中的病原体和微塑料的去除效果。

最近几年，欧美水圈出现了越来越多污水厂用低成本完成主流好氧颗粒污泥工艺（AGS）的升级改造。例如小编此前在专栏里介绍的瑞士Glarnerland污水厂的案例，又或者是2020年美国水环境联盟(WEF)的杰出项目奖(Project Excellence Award)的得主科罗拉多的Pueblo城的污水处理厂，该厂据称用不到200万美元打造了一套在传统活性污泥工艺中养出AGS的自控系统。

这些案例的产出，是相关研究进展的成果，其中的代表文章是今年1月，著名学术期刊《Science》刊登的题为《Intensifying existing urban wastewater》的文章。作者是大家熟知的TU Delft的Mark van Loosdrecht教授以及西雅图华盛顿大学的Mari Winkler(2015年的PLB奖得主)，他们介绍了AGS技术优势、应用现状以及未来对连续流AGS技术的研发设想。其中传达的一个重要信息就是——现有的活性污泥法污水厂无需扩建，或许只需要增设一个选择分离器，就能完成好氧颗粒污泥的原位改造，不仅能提高污水厂的处理能力，还为日后打造水资源回收工厂奠定基础。

Belinda Sturm教授则认为，如果能进一步加深对AGS原理的认识，也许我们还能发觉出它在去除病原体和微塑料方面的应用潜力。

关于重力的研究

Belinda Sturm目前是美国堪萨斯大学土木、环境与建筑工程系的教授，曾担任各种创新研究项目的首席研究员，包括一些 WRF 项目。在她攻读博士学位的时候，就开始研究好氧活性污泥(AGS)。从那以后，她逐渐成为AGS研究的领先者之一。在此，小编强烈推荐大家阅读一下她在2020年做过的报告：

她在报告中指出，好氧颗粒污泥工艺的应用进展是五十多年来污水处理研究人员对活性污泥的沉降性能的持续研究的成果。

她也在报告中用大字标题指出——活性污泥的致密化是提高污水厂处理能力的关键所在(Densifying Activated Sludge Is Key to Increasing Capacity at WRRFs)。

更大的潜力

Sturm教授表示：“水质研究的最大成就，是将知识用于实践，并为社会创造更安全的水环境。我很荣幸获得Paul L. Busch奖，这将使我能够与公用事业合作伙伴合作探索新的研究应用。我相信创新需要通过这些合作得以实现，我感谢水研究基金会提供这个平台。”

Sturm教授将利用PLB奖的10万美元奖金，开展题为“设计好氧颗粒系统的反应表面以去除污染物和病原体(Engineering the Reactive Surface of Aerobic Granular Systems for Contaminant and Pathogen Removal)”的研究项目，进一步了解 AGS 生物膜的基础特性，从而如何优化病原体和微塑料的去除。

她正在与堪萨斯州劳伦斯城和科罗拉多州丹佛市的污水处理厂合作，考察好氧颗粒污泥生物膜中的原生动物(protozoa)对除病原体的效果，以及微塑料在好氧颗粒污泥颗粒的吸附情况。Sturm教授认为，这项研究将有助于进一步加深我们对活性污泥生物膜的基础特性的认识，最终促进污水处理厂的出水水质。

正如上边提到的，Sturm教授除了这个研究项目，她还参与着一个更大的项目，就是和美国两家污水处理咨询公司Brown & Caldwell和Black & Veatch，一起研究低溶解氧的生物脱氮除磷系统。这个项目的参与者之一，Black & Veatch的首席工艺工程师Leon Downing最近也在行业某杂志上发表题为《When Density is Desirable》的文章，总结了活性污泥致密化的关键因素

这个研究团队将继续探索低溶解氧条件下的生物脱氮除磷的管理方法，阐明工艺机制，协助水务公司制定决策树，编写设计/运行/建模指南。该项目预计在2024年完成，届时小编会为读者带来项目的最新进展。