位置: 中心简介
好氧颗粒污泥技术研发中心是北京师范大学环境学院下设的六个研究机构之一，依托水沙科学教育部重点实验室、区域环境安全全国重点实验室、湿地环境保护与生态修复全国重点实验室及新型高效废水处理好氧颗粒污泥技术联合研究中心北京市国际合作基地，聚焦颗粒污泥废水处理与资源化前沿领域，开展从基础机理到工程应用的全链条研究。
中心以"低碳、资源化、工程化"为核心理念，横跨好氧颗粒污泥（Aerobic Granular Sludge, AGS）、厌氧颗粒污泥（Anaerobic Granular Sludge） 和藻菌颗粒污泥（Microalgal-Bacterial Granular Sludge, MBGS） 三大方向，致力于突破颗粒污泥技术在市政污水、工业废水及微污染水体治理中的关键瓶颈，推动污水处理行业向绿色低碳转型。
研究方向
一、好氧颗粒污泥（AGS）
好氧颗粒污泥是微生物自聚集形成的致密球状聚集体，具有沉降性能优异、生物量高、同步脱氮除磷、抗冲击负荷强等突出优势，被认为是继活性污泥法之后最具前景的污水生物处理技术之一。中心是国内最早开展AGS研究的团队之一，在AGS领域形成了从分子机理到工程验证的完整研究链条：
AGS形成机理与调控：从微生物附着基因、群体感应信号分子、胞外聚合物等分子层面揭示颗粒化机制，开发基于选择压调控、信号分子强化、载体辅助等策略的快速颗粒化技术。
连续流AGS技术：突破传统SBR模式限制，开发适用于大规模污水处理厂的连续流AGS工艺与反应器构型，推动AGS技术从间歇式向连续流的工程化跨越。
AGS功能拓展：面向高盐废水、含氯酚类等难降解工业废水、低浓度生活污水等复杂水质场景，开展AGS工艺优化与同步脱氮除磷效能提升研究。
基因强化AGS：利用CRISPR-Cas9基因编辑、质粒介导生物强化等合成生物学手段，定向构建功能颗粒污泥，实现难降解污染物的高效去除。
二、厌氧颗粒污泥
厌氧颗粒污泥技术是高速厌氧处理的核心支撑。中心在厌氧颗粒污泥方向的研究涵盖：
厌氧颗粒污泥形成机理：围绕晶核假说、胞外聚合物假说、微生物附着基因等理论问题开展持续探索。
微好氧工艺创新：研发以节能降耗为特征的升流式微好氧污泥床（UMSB）工艺，在低能耗条件下实现高效生物脱氮除磷。
厌氧氨氧化（Anammox）颗粒污泥：开发快速培养与稳定化策略，探索群体感应信号分子对厌氧氨氧化污泥附着生长的调控机制。
直接种间电子传递（DIET）：利用导电材料强化厌氧颗粒污泥中微生物种间电子传递，提升产甲烷代谢效率。
三、藻菌颗粒污泥（MBGS）
藻菌颗粒污泥是中心近年来培育的新兴方向。该技术利用微藻与细菌的共生关系，在光照条件下形成"微藻光合产氧—细菌好氧呼吸"的O₂-CO₂内循环，实现污水负碳处理与生物质资源化，为污水处理行业的碳中和转型提供全新路径。研究方向包括：
MBGS快速启动与稳定化：开发生物水凝胶共固定化、零价铁强化等策略，将MBGS启动周期显著缩短，解决制约工程化应用的瓶颈。
藻菌互作机制：利用宏转录组学、宏基因组学等分子生态学手段，揭示藻菌代谢耦合与复杂有机物去除的微观机制。
MBGS处理实际水体：面向湖水修复、城市污水深度处理、抗生素等新污染物去除等场景，验证MBGS的实际处理效能。
剩余污泥资源化：探索藻菌生物质转化为生物柴油、藻酸盐类胞外聚合物（ALE）等高值产物的回收路径。
代表性成果
中心团队在颗粒污泥领域深耕二十余年，取得了丰硕的学术与工程成果。
学术论文：团队成员在 Water Research、Environmental Science & Technology、Communications Earth & Environment（Nature 旗下）、Chemical Engineering Journal、Bioresource Technology、Journal of Cleaner Production、Journal of Environmental Sciences 等环境领域顶级及权威期刊发表SCI论文逾百篇，多项成果入选ESI高被引论文。
发明专利：围绕好氧颗粒污泥培养、藻菌共生颗粒污泥制备、连续流颗粒污泥反应器、厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养、复合颗粒污泥同步脱氮除磷等核心技术，获授权国家发明专利30余项，形成了较为完整的自主知识产权体系。
科研项目：先后承担国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（中意）、国家自然科学基金面上项目及青年基金项目、国家863计划项目、国家重大科技专项等国家级和省部级科研项目。
工程验证：在山东西王集团淀粉废水处理工程中实现了AGS技术的工程应用验证；UMSB微好氧工艺和微污染水深度净化工艺均已完成中试验证，为颗粒污泥技术的规模化推广奠定了工程基础。