生活污水中蕴含着巨大的潜能，但传统的活性污泥法将其中大部分化学能通过曝气消耗掉了。将好氧颗粒污泥与微藻光生物反应器相串联，可以构建一个从污水中回收能源和资源的共生系统。好氧颗粒污泥因其卓越的沉降性能和致密的层状结构，在一个反应器内即可同步实现有机物的高效氧化和氨氮的完全硝化。其出水中污染物浓度低，但富含硝酸盐和溶解性磷酸盐。这个水质特征，恰恰是后续微藻光生物反应器中，微藻进行光合自养生长最理想的“无机营养液”。

  本研究将AGS与一个浸没式平板膜微藻光生物反应器（MPBR）进行串联。在AGS段，COD和氨氮的去除率均稳定在90%以上，大部分有机物被转化为CO₂和水，氨氮被彻底氧化为硝酸盐。AGS出水无需任何预处理，直接进入MPBR。在MPBR中，以小球藻为主的微藻，在LED光源的照射下，高效地吸收同化水中的硝酸盐和磷酸盐，进行光合自养生长。膜组件的存在，使得微藻细胞被完全截留在反应器内，实现了水力停留时间和微藻细胞停留时间的分离，从而可以在较短的HRT下，维持极高的微藻生物量浓度和污染物去除速率。MPBR的出水，硝酸盐和总磷浓度均降至极低水平，水质清澈，可直接满足严格的排放或回用标准。

  定期从MPBR中排放的微藻剩余污泥，是一种富含蛋白质、油脂和叶绿素的有价生物质，可进一步加工为生物柴油、水产饲料或生物刺激素。能量平衡分析表明，该系统在回收了微藻生物质能和省去了好氧段曝气（相对于传统活性污泥法）后，整个处理过程可望实现能量的净产出。更重要的是，它将污水中宝贵的氮、磷营养盐，通过生物作用定向富集到了易于分离回收的微藻生物质中，避免了其以氮气或化学污泥的形式耗散，为构建可持续的城市水-营养物-能源循环提供了创新方案。

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