活性污泥工艺是目前应用*广泛的废水生物处理技术, 它利用活性污泥(微生物聚集体)去除水中的各种污染物.活性污泥法废水处理工艺中, 二沉池内的活性污泥通过絮凝和沉淀实现泥水分离, 是决定出水水质、保证废水处理构筑物内持有稳定数量微生物的关键步骤之一.然而, 活性污泥不能有效絮凝形成大、密实、强度高的污泥絮体几乎是每个污水处理厂都可能遇到且难以快速解决的问题.河南乐邦净水厂家研究表明在水中投加适量阳离子如：阳离子聚丙烯酰胺，Ca2+、Mg2+、Fe3+等能够强化活性污泥的絮凝性能、改善污泥沉降性能, 促进活性污泥微生物多样性等.
活性污泥絮体主要由细菌、水、胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)等组成.研究表明EPS在活性污泥的生物絮凝中起着关键作用. EPS与细菌菌体表面均带负电荷, 金属阳离子如Ca2+可基于DCB (divalent cation bridging)理论与EPS相互作用, 形成EPS-Ca2+-EPS联接物, 构成絮体骨架, 促进活性污泥絮体形成与稳定.
尽管有许多外源阳离子促进活性污泥微生物自固定化(污泥颗粒化)的研究, 这些研究着眼于阳离子投加量、反应器工艺参数、污染物去除性能等方面, 为人们深入理解外源阳离子强化/改进活性污泥絮凝性能的机制奠定了重要的基础.然而, 对于金属离子如何影响反应器启动期活性污泥沉降性能, EPS产生量、组分变化等鲜有报道.本文在活性污泥反应器启动期, 外源添加Ca2+, 分析Ca2+对活性污泥生物量、沉降性能, EPS含量与组成随运行时间的动态变化, 以期为外源Ca2+改进和强化活性污泥絮凝性、提升污水生物处理系统稳定性的技术应用提供理论基础.
废水生物处理技术研究结论：
(1) 与对照相比, 进水中添加150 mg·L-1外源Ca2+可以明显促进活性污泥生物量增加、改善污泥沉降性能.运行约28 d, 反应器进入稳定运行期, 与对照相比, 添加Ca2+的反应器活性污泥MLSS、MLVSS分别增加了89.6%、75.6%, SVI降低了47.9%.
(2) Ca2+促进活性污泥微生物分泌更多的胞外多聚物, 相同工况下运行28 d, 进水中加入150 mg·L-1Ca2+的活性污泥EPS比对照活性污泥EPS增加34.7 mg·L-1, EPS中多糖量增加28.8%, 有利于增加细胞间粘附以及微生物絮凝.
(3) 活性污泥EPS三维荧光光谱和红外光谱分析表明, 添加150 mg·L-1外源Ca2+改变了EPS组分, 促进多糖及芳香族类蛋白质的产生, 有利于活性污泥絮体结构稳定性及改进活性污泥沉降性能.