大蒜加工廢水因其高濃度有機物、含硫抗菌物質及氮磷污染物的復雜特性，成為食品工業廢水處理的難點。傳統活性污泥法雖具備處理效率高、運行成本低的優勢，但直接應用于大蒜廢水時易受含硫化合物抑制，導致污泥活性下降。近年來，通過工藝優化與微生物調控技術的結合，活性污泥法在大蒜廢水處理領域展現出新的潛力。

技術挑戰：高濃度污染物與微生物抑制

大蒜加工廢水中不僅含有機物（COD高達6000-9800mg/L）、氮磷營養鹽，還富含二烯丙基硫醚等抗菌成分，直接抑制活性污泥中微生物的代謝活性。傳統工藝常因污泥中毒導致COD去除率不足70%，且出水難以穩定達標。此外，廢水中懸浮物（SS）和溶解性有機物（DOM）的協同作用進一步加劇了處理難度。

工藝優化：從單一處理到系統協同

為應對上述挑戰，研究者提出了“預處理強化+活性污泥法”的組合工藝，并優化了反應器設計：

預處理單元：通過物理吸附或化學氧化（如臭氧）降低廢水中含硫化合物濃度，減輕對后續生化系統的毒性。實驗表明，預處理可使COD去除率提升至93%，出水COD穩定在110mg/L以下。

反應器改進：采用UASB（上流式厭氧污泥床）與SBR（序批式反應器）的組合工藝。UASB通過厭氧顆粒污泥高效降解有機物，將難降解物質轉化為易生物降解的小分子；SBR則利用厭氧-好氧交替環境實現同步脫氮除磷。數據顯示，UASB最佳HRT（水力停留時間）為45小時，SBR周期時長12小時時COD去除率可達98.18%。

微生物調控：構建抗逆性菌群

活性污泥系統的效能高度依賴微生物群落結構。高通量測序分析發現，優化后的SBR污泥中優勢菌群為Bacteroidetes和Proteobacteria，其中Bauldia、Flavobacterium等菌屬對含硫有機物表現出強耐受性。通過控制溶解氧（2-3mg/L）和pH（7.0-7.5），促進了聚磷菌的富集，顯著提升了TN（總氮）和TP（總磷）的去除率，分別達到94.87%和94.77%。

工程應用與效能驗證

在遼寧某大蒜加工企業項目中，采用“預處理+UASB-SBR”組合工藝處理COD濃度為5000mg/L的廢水。運行數據顯示：

COD去除率：系統整體達99%，出水濃度≤50mg/L；

氮磷去除：TN和TP去除率分別為94.44%和94.82%，滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準；

污泥穩定性：MLVSS（揮發性懸浮固體）濃度維持在9000mg/L以上，污泥齡達15天，系統抗沖擊負荷能力顯著增強。

未來方向：智能化與資源化

當前技術仍需解決含硫污泥處置與資源回收問題。未來可通過以下途徑進一步優化：

微生物電化學系統：耦合厭氧氨氧化菌與產電菌，實現氮素回收與電能轉化；

AI調控平臺：基于實時水質數據動態調整曝氣量和排泥周期，提升能效比。

結語

活性污泥法通過工藝創新與微生物強化，在大蒜加工廢水處理中實現了從“達標排放”到“高效資源化”的跨越。其成功經驗為高濃度有機廢水的治理提供了重要參考，也為食品工業綠色轉型注入了新動力。