廢水處理之微生物馴化可行性研究
最近有一個感覺，工業廢水COD問題有可能是傳統污水處理領域的最后一公里。氮循環路徑已經被研究得太透徹了，都有與之對應的微生物，而且代謝效率很高。
只有COD問題，這個以往在生活污水里最容易達到的目標，在很多高COD的工業廢水中反而成了主要的問題。只要COD問題解決了，氨氮總氮問題也就解決了一多半。之所以這樣說，是因為很多COD組分同時也是毒性物質的來源。
出水怎樣才能達標？這個是污水處理行業上半場需要回答的最后一個問題，可能也是現在一個小的增長點。在這之后，就會開始進入下半場：碳排放核算、工藝流程效率提升、自動化和無人化管理，概括起來，就是一個工業化的運維時代。
我似乎能看到這樣一個趨勢，也能感同身受需要多大的勇氣才能邁出這一步。完全不同的賽道、不同的技術內涵、不同的商業模式，一切都顯得極為陌生。學習之路，永無止境。
最近看的文獻比較多，也是對以前工作中的疑惑做一點總結。比如什么是微生物的馴化？這個在以往的資料里談的都非常籠統，給人的感覺就是只要條件控制得好，不管是高鹽廢水、高毒性廢水、高溫廢水，只要經過長時間的馴化，廢水里面的微生物肯定能夠逐漸適應的。
這樣的思路，如果實際用在運維和調試中，可能會導致系統長時間惡化，錯過調整時機，因為人們會存在一種僥幸心理：“萬一微生物馴化和適應了呢？”
剛好，在《苯胺廢水生物降解機制及微生物特征研究》中提到了和微生物馴化有關的內容。在試驗中以苯胺作為受試物，同時也加入乙酸鈉作為第二碳源進行協同培養，這個剛好也是我之前提到過的微生物培養中經常使用的雙碳源模式。
污泥馴化期間，一開始以7d為一個周期，然后逐漸縮短到6d、4d、3d.在此期間，進水中的苯胺濃度從50mg/L逐漸增加到300mg/L，乙酸鈉濃度從初始的360mg/L，逐級增加到約1000mg/L，從第20d開始減少乙酸鈉的投加量，到第39d結束馴化后，完全就不投加乙酸鈉了。這個操作流程對于寫污泥馴化方案挺有參考意義的。
之后論文作者還分別測試了接種污泥、污泥馴化階段、穩定運行階段污泥的微生物Alpha多樣性指數。數據顯示，經過馴化后原本豐度占比57.74%的酸桿菌門完全被淘汰，在馴化期間曾短暫出現的裝甲菌門，種群豐度一度達到28.33%，在穩定運行階段又降低到3.07%.
在完成馴化后的污泥中，擬桿菌門、變形菌門、浮霉菌門三者占到了微生物種群豐度的80%以上。這些微生物中，擬桿菌具有降解芳香族化合物的功能，浮霉菌門可以參與對多環芳烴的代謝。而硝化菌在污泥馴化過程中則是持續受到抑制，相對豐度從一開始的2.16%，一直降低到0.0102%.
這個試驗說明，苯胺的加入施加了一個持續的選擇壓，污泥中的微生物種群結構在馴化階段發生了非常大的改變。所以馴化并不只是簡簡單單的適應，它是一個明顯的淘汰和富集過程，有些在初始接種污泥中豐度占比很少的微生物，經過馴化后成為了優勢微生物，而有些微生物則被淘汰。此外，馴化持續的時間也很重要。
或許也是因為這個原因，在贊恩-惠倫斯試驗中，特別強調了接種污泥來源的多樣性，也是同樣是這個原因，它很適合用來進行微生物對特定化合物的降解潛力評估。