活性污泥法被广泛地应用于污水处理及再生，其主要原理是通过曝气为微生物提供氧气来降解污水中的污染物。活性污泥系统的氧传质过程，直接关系到曝气能耗和处理效率。但是，目前对于活性污泥系统氧传质的研究，主要集中于曝气设备、污泥浓度等方面，鲜有涉及活性污泥微生物菌群特征及絮体表面理化性质对氧传质的影响。
环境学院刘国强副教授和硕士研究生吴鲜维、黄菊等在实验过程中意外发现，活性污泥的氧传质效率，随丝状菌丰度的增加而显著降低，丝状菌的大量繁殖可降低氧传质效率50%左右。这意味着，当丝状菌大量繁殖时，处理同样的污水，能耗需要增加一倍。众所周知，丝状菌可降低污泥沉淀速率，但未有研究表明其会影响氧传质。进一步研究发现，丝状菌可增加污泥粘度，进而影响气泡的形成、运动以及液膜表面的更新速率，从而降低氧传质效率。此外，丝状菌细丝表面，相对“正常”的菌胶团，富集了更多的疏水性“蛋白质”和亲水性的“多糖化合物”，使其具有类似表面活性剂的双亲性质，大量粘附于气泡表面，从而增加了液膜厚度，阻碍液膜的更新和氧传质。最后，通过微生物分子生物学，确定了降低氧传质的丝状菌为活性污泥系统中常见的Thiothrix eikelboomii菌属。
以往的研究鲜有关注微生物种群对氧传质的影响，该研究发现表明，活性污泥的菌群结构、代谢产物及絮体表面性质会显著影响氧传质过程。该研究结果，对研究优化活性污泥传质过程和降低处理能耗，既具有重要的科学意义，又具有显著的工程价值。
相关研究发现，发表于水处理领域国际著名期刊上（Water Research. 2019, 151, 134-143），本研究工作依托广东省环境污染与健康重点实验室的科研平台完成，并得到了国家自然科学基金项目（51608230）和广东省水利科技创新重点项目（201628）的资助。
Xianwei Wu#, Ju Huang#, Zichuan Lu, Gaofeng Chen, Jianmin Wang, Guoqiang Liu*. Thiothrix eikelboomii interferes oxygen transfer in activated sludge. Water Research 151 (2019) 134-143.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.12.019
