李亚仙，徐锡梅，章文华，景二丹，朱智慧，霍冉冉，徐小燕，李惠平，周 婷
（苏州工业园区清源华衍水务有限公司）
（同济大学 环境科学与工程学院）
脱水污泥预造粒强化好氧颗粒污泥处理工业园区废水
李亚仙1 ， 徐锡梅1 ， 章文华1 ， 景二丹1 ， 朱智慧1 ， 霍冉冉1 ，
徐小燕1 ， 李惠平2 ， 周 婷1
（1. 苏州工业园区清源华衍水务有限公司，江苏 苏州 215021；2. 同济大学 环境科学与
工程学院，上海 200092）
摘 要： 预造粒接种作为加速好氧颗粒污泥（AGS）系统启动的有效策略，其大规模应用仍面
临造粒效率提升与开发成本控制的双重挑战。以市政污水厂脱水污泥为原料制备颗粒污泥，系统
探究了接种预造粒颗粒污泥对工业园区废水中复杂污染物的去除性能及强化成粒效能与机制。结
果表明，接种预造粒污泥可跳过 AGS的成粒步骤。经过 30 d的适应期后，稳定期的污泥容积指数
（SVI
30
）达到（28.36±6.6） mL/g，对 COD、NH
4 +
-N、TN 和 TP 的平均去除率分别达到（94.86±2.53）%、
（97.58±3.99）%、（51.16±10.88）%和（71.24±16.85）%。成熟AGS中铁元素质量分数达自然成粒体系
的12倍，证实了Fe及其络合物通过晶体架桥作用构建颗粒骨架结构。宏基因组分析表明，预造粒
系统富集了 Myxococcota、Actinobacteriota 和 Nitrospirota 等具有氮代谢功能的菌群。因此，所构建的
脱水污泥制备接种污泥的技术路径，为实现AGS工艺的快速启动与稳定运行提供了依据。
关键词： 好氧颗粒污泥； 脱水污泥； 预造粒； 工业园区废水
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1000 - 4602（2025）21 - 0135 - 09
Aerobic Granular Sludge Enhanced by Pre‑granulated Dewatered Sludge for
Treatment of Industrial Park Wastewater
LI Ya‑xian
1
， XU Xi‑mei
1
， ZHANG Wen‑hua
1
， JING Er‑dan
1
， ZHU Zhi‑hui
1
，
HUO Ran‑ran
1
， XU Xiao‑yan
1
， LI Hui‑ping
2
， ZHOU Ting
1
（1. Suzhou Industrial Park Qingyuan Hong Kong & China Water Co. Ltd.， Suzhou 215021，
China；2. College of Environmental Science and Engineering， Tongji University， Shanghai
200092， China）
Abstract： As an effective strategy to accelerate the activation of aerobic granular sludge (AGS)
system, the large‑scale application of pre‑granulation inoculation still faces the dual challenges of
granulation efficiency improvement and development cost control. In this study, we used dewatered sludge
from a municipal wastewater plant as raw material to prepare granular sludge, and systematically
investigated the removal performance of inoculated pre‑granulated sludge on complex pollutants in
wastewater from industrial parks, as well as the mechanism of enhanced granulation efficiency. The
results showed that the inoculation of pre‑granulated sludge could skip the granulation step of AGS. After
a 30‑day acclimatization period, the sludge volume index (SVI) in the stabilization period reached (28.36±
6.6) mL/g, and the average removal rates of COD, NH
4 +
-N,TN and TP reached (94.86±2.53)%, (97.58±
DOI：10. 19853/j. zgjsps. 1000-4602. 2025. 21. 020
通信作者：周婷 E-mail：zhout@heisino.com
·135·第 41 卷 第 21 期
中 国 给 水 排 水
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3.99)%, (51.16±10.88)% and (71.24±16.85)%, respectively. The mass ratio of Fe in the mature AGS was
up to 12 times of the natural granulation system, confirming that Fe and its complexes build the particle
skeleton structure through crystal bridging. Macrogenomic analysis showed that the pre‑granulation
system was enriched with Myxococcota, Actinobacteriota and Nitrospirota, which have nitrogen metabolism
functions. This study constructs a technical pathway for the preparation of inoculated sludge by dewatered
sludge, which provides theoretical basis and technical support for the realization of rapid startup and
stable operation of the AGS process.
Key words： aerobic granular sludge; dewatered sludge; pre‑granulation; wastewater from
industrial park
好氧颗粒污泥（AGS）通过由外向内的溶解氧梯
度构建典型分层结构，可在单一反应器内实现碳、
氮、磷同步去除，这使得 AGS 工艺的占地面积相较
于传统活性污泥法缩减 60%~70%，同时降低 20%~
50% 的曝气能耗［1-2］ 。然而，AGS 成粒要求高、速度
慢以及突然解体等不足限制了其应用［3-4］ 。因此，开
发 AGS 强化成粒技术，提高颗粒稳定性对于推动
AGS的工程应用至关重要。
接种预先培养的颗粒污泥可突破传统造粒过
程的限速步骤，显著缩短系统启动周期，接种污泥
表面生物活性位点与胞外聚合物（EPS）的协同作用
可加速污泥自凝聚过程。在 Huang 等人的研究中，
通过接种厌氧颗粒污泥实现了好氧颗粒污泥的定
向转化［5］ 。龙焙等人［6］ 证实了这一结论，当成熟颗
粒污泥接种比例分别为 10%、20% 和 30% 时，AGS
成粒时间分别为 27、24 和 16 d。显然，上述研究证
实了颗粒污泥接种比例越高，AGS系统启动速度就
越快。但面对大规模的实际工程应用，如何预先培
养或制备大量颗粒污泥是值得考虑的。
降低开发成本、提高造粒效率是颗粒污泥接种
强化成粒技术所面临的关键技术问题［7］ 。相关研究
表明，脱水污泥富含胞外聚合物（EPS）、金属离子
（如Fe
3+
、Ca²⁺、Mg²⁺）及惰性有机质，其中EPS中蛋白
质与多糖的比值可能影响颗粒疏水性，而金属离子
可通过架桥作用促进细胞间黏附［8］ 。以往研究证实
了通过接种 100%由脱水污泥作为原材料制备的颗
粒污泥的强化成粒效能，通过简单的物理破碎（如
球磨、超声波处理）方式可将压滤脱水后的块状污
泥制备为微小颗粒载体，为微生物提供附着位
点［9-10］。这种以脱水污泥为单一原料的预造粒工
艺，不仅可将市政污泥处理成本降低约 30%~40%，
更 通 过“ 以 废 治 废 ”理 念 实 现 了 固 废 资 源 化 利
用［11-12］ 。然而现有研究存在两大局限：①试验体系
多采用配水，与实际市政污水组分存在显著差异；
②缺乏对预造粒载体长期运行时的结构稳定性、微
生物演替规律的深入解析，这制约了该技术从实验
室向工程化应用的转化进程。
本研究开发了以市政脱水污泥为单一基质的
颗粒污泥制备与强化成粒技术，通过破碎、筛分和
活化等步骤，将板框脱水污泥转化为具有规则形貌
的预造粒载体（粒径介于 700~830 μm），并以 100%
的比例接种至序批式活性污泥反应器（SBR）后处理
实际工业园区废水。经过为期 80 d的长周期试验，
探究接种颗粒污泥后不同阶段的沉降性能、水处理
效能和颗粒粒径演变过程，并应用光学显微镜、扫
描电镜和激光共聚焦显微镜等表征技术对颗粒污
泥的形貌特征进行深入解析。此外，通过16S rRNA
基因高通量测序与宏基因组测序联用策略，探究了
不同阶段微生物群落结构、功能基因表达和代谢通
