10萬美元賞金！好氧顆粒污泥還能治微塑料污染？

上個月，美國水研究基金會（WRF）公布了其2022年度Paul L. Busch水業(yè)創(chuàng)新獎(下文簡稱PLB獎)的得主，來自堪薩斯大學的Belinda Sturm教授獲此殊榮。

PLB獎已設立超過20年，過去兩年的PLB獎均由華人獲得，包括美國范德堡大學的林士弘教授以及普林斯頓大學任智勇教授。該獎以WRF前主席Paul Busch命名，以紀念他對水處理的卓越貢獻，獲獎者多為正值當年的水業(yè)研究學者。

獲獎之余，Sturm教授還獲得了10萬美元的研究獎金。她將用這筆經費評估好氧顆粒污泥如何影響污水中的病原體和微塑料的去除效果。

最近幾年，歐美水圈出現了越來越多污水廠用低成本完成主流好氧顆粒污泥工藝（AGS）的升級改造。例如小編此前在專欄里介紹的瑞士Glarnerland污水廠的案例，又或者是2020年美國水環(huán)境聯盟(WEF)的杰出項目獎(Project Excellence Award)的得主科羅拉多的Pueblo城的污水處理廠，該廠據稱用不到200萬美元打造了一套在傳統活性污泥工藝中養(yǎng)出AGS的自控系統。

這些案例的產出，是相關研究進展的成果，其中的代表文章是今年1月，著名學術期刊《Science》刊登的題為《Intensifying existing urban wastewater》的文章。作者是大家熟知的TU Delft的Mark van Loosdrecht教授以及西雅圖華盛頓大學的Mari Winkler(2015年的PLB獎得主)，他們介紹了AGS技術優(yōu)勢、應用現狀以及未來對連續(xù)流AGS技術的研發(fā)設想。其中傳達的一個重要信息就是——現有的活性污泥法污水廠無需擴建，或許只需要增設一個選擇分離器，就能完成好氧顆粒污泥的原位改造，不僅能提高污水廠的處理能力，還為日后打造水資源回收工廠奠定基礎。

Belinda Sturm教授則認為，如果能進一步加深對AGS原理的認識，也許我們還能發(fā)覺出它在去除病原體和微塑料方面的應用潛力。

關于重力的研究

Belinda Sturm目前是美國堪薩斯大學土木、環(huán)境與建筑工程系的教授，曾擔任各種創(chuàng)新研究項目的首席研究員，包括一些 WRF 項目。在她攻讀博士學位的時候，就開始研究好氧活性污泥(AGS)。從那以后，她逐漸成為AGS研究的領先者之一。在此，小編強烈推薦大家閱讀一下她在2020年做過的報告：

她在報告中指出，好氧顆粒污泥工藝的應用進展是五十多年來污水處理研究人員對活性污泥的沉降性能的持續(xù)研究的成果。

她也在報告中用大字標題指出——活性污泥的致密化是提高污水廠處理能力的關鍵所在(Densifying Activated Sludge Is Key to Increasing Capacity at WRRFs)。

更大的潛力

Sturm教授表示：“水質研究的最大成就，是將知識用于實踐，并為社會創(chuàng)造更安全的水環(huán)境。我很榮幸獲得Paul L. Busch獎，這將使我能夠與公用事業(yè)合作伙伴合作探索新的研究應用。我相信創(chuàng)新需要通過這些合作得以實現，我感謝水研究基金會提供這個平臺?！?/p>

Sturm教授將利用PLB獎的10萬美元獎金，開展題為“設計好氧顆粒系統的反應表面以去除污染物和病原體(Engineering the Reactive Surface of Aerobic Granular Systems for Contaminant and Pathogen Removal)”的研究項目，進一步了解 AGS 生物膜的基礎特性，從而如何優(yōu)化病原體和微塑料的去除。

她正在與堪薩斯州勞倫斯城和科羅拉多州丹佛市的污水處理廠合作，考察好氧顆粒污泥生物膜中的原生動物(protozoa)對除病原體的效果，以及微塑料在好氧顆粒污泥顆粒的吸附情況。Sturm教授認為，這項研究將有助于進一步加深我們對活性污泥生物膜的基礎特性的認識，最終促進污水處理廠的出水水質。

正如上邊提到的，Sturm教授除了這個研究項目，她還參與著一個更大的項目，就是和美國兩家污水處理咨詢公司Brown & Caldwell和Black & Veatch，一起研究低溶解氧的生物脫氮除磷系統。這個項目的參與者之一，Black & Veatch的首席工藝工程師Leon Downing最近也在行業(yè)某雜志上發(fā)表題為《When Density is Desirable》的文章，總結了活性污泥致密化的關鍵因素

這個研究團隊將繼續(xù)探索低溶解氧條件下的生物脫氮除磷的管理方法，闡明工藝機制，協助水務公司制定決策樹，編寫設計/運行/建模指南。該項目預計在2024年完成，屆時小編會為讀者帶來項目的最新進展。