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我院在污水处理研究领域取得新进展

发布时间:2020-11-27来源:

核心提示:近日,我院渔业资源系在Chemical Engineering Journal在线发表题为“Synergistic simultaneous nitrification-endogenous denitrification and EBPR for advanced nitrogen and phosphorus removal in constructed wetlands”的研究论文,研究人员在人工湿地中实现了高效的氮磷去除效果,研究成果为人工湿地在尾水治理的应用提供了新思路。


附件2 EBPR与SNED结合型人工湿地功能细菌分布情况及氮磷去除途径EBPR与SNED结合型人工湿地功能细菌分布情况及氮磷去除途径

(通讯员 王洁)近日,我院渔业资源团队在Chemical Engineering Journal在线发表题为“Synergistic simultaneous nitrification-endogenous denitrification and EBPR for advanced nitrogen and phosphorus removal in constructed wetlands”的研究论文,研究人员在人工湿地中实现了高效的氮磷去除效果,研究成果为人工湿地在尾水治理的应用提供了新思路。

循环水养殖是水产养殖的一种重要的养殖模式。其中,保证养殖水环境健康是实现该养殖模式的关键。而与多种尾水处理单元相比,人工湿地污水处理系统具有运转维护方便、运行费用低且兼具美学及生态学价值等优点,因此十分适合用于处理养殖尾水。然而氮磷去除效率不高却是困扰人工湿地进一步推广应用的主要问题之一。因此,提高人工湿地氮磷去除效率对维持水环境质量、保证水产品安全具有重要价值。

鉴于此,该研究在间歇曝气人工湿地中建立一种强化生物除磷技术(EBPR),结合同时硝化-内源反硝化反应(SNED)进行高效的氮和磷去除。本研究以普通砾石为基质,利用前置厌氧阶段、间歇曝气和周期性放磷策略,仅通过3周,即在人工湿地中成功建立了富集聚磷菌(PAOs)的生物膜,实现了92.68%磷酸盐去除率。经研究讨论,该工艺条件下的人工湿地中,同时硝化-内源性反硝化(SNED)是主要脱氮途径。与传统硝化反硝化脱氮途径相比,该反应途径显著降低了脱氮反应中对氧和碳源的需求,即使在碳源限制的条件下,系统也能达到96.21%的总氮(TN)去除。

通过设置对照试验,研究者还发现EBPR与SNED结合的人工湿地与普通间歇曝气人工湿地相比,磷和氮的去除率分别提高了73%和48%。研究者还在化学计量分析的基础上,阐述了各种功能微生物脱氮除磷的贡献率。本研究中获得的结果理论将有助于开发新的工程方法,以提高人工湿地的脱氮除磷性能,对养殖尾水处理工艺的开发具有借鉴性意义。

水产学院博士研究生王洁为论文第一作者,水产学院何绪刚教授和侯杰副教授为论文共同通讯作者。研究受到国家重点研发项目、国家自然科学基金、中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题、中国农业研究系统的支持。

审核人:何绪刚

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472033727X

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