［本站讯］近日，环境学院倪寿清团队在新型污水生物处理技术研发领域取得新突破，其最新研究成果作为封面论文在ACS ES&T Water上发表。该论文题为“Feasibility of partial nitrification combined with nitrite denitrification phosphorus removal and simultaneous nitrification endogenous denitrification for synchronous COD, N and P removal”，2019级博士研究生甄建园为论文第一作者，倪寿清教授为通讯作者，山东大学为上述成果的唯一作者单位和唯一通讯作者单位。本研究得到了国家自然科学基金、山东省重大科技创新工程等项目资助。

污水处理行业正处于聚焦减污降碳、实现绿色转型的重要阶段，减少碳排放，降低污水处理能耗和物耗是污水处理行业升级的必然目标。高氨氮废水处理作为环保领域的重要分支，长久以来都是备受人们关注的话题。尤其是此类污水中碳氮比失衡导致生物处理进程存在诸多障碍，比如生物脱氮之后，由于碳源的不足使得后续生物除磷效率较低。在传统污水生物脱氮除磷工艺中，污水处理厂通常需在生化反应过程中添加碳源并且提供足够的曝气量以确保达到理想的污染物去除效果，不仅提高了污水处理成本，而且外加的碳源也增加了碳排放。研发能够提高原水碳源利用率、优化供料环节的新型污水生物脱氮除磷工艺，探索新的污水处理模式，将有助于节约能源、提升效率和减少碳排放。

研究团队在碳中和的思路引导下，基于短程硝化技术（PN），创新性地研发出反硝化除磷与同步硝化（内源）反硝化（nDNPR-SNED）组合工艺用于处理低碳氮比废水。不同于传统的生物处理技术，该组合工艺通过强化聚磷菌和聚糖菌的内碳源储存能力，利用功能菌群间的协同作用，实现了在无外加碳源条件下碳、氮、磷的同步去除。研究团队根据基质变化规律建立了组合工艺的代谢模型，在代谢模型中，β-羟基丁酸是脱氮除磷的主要内源驱动力，系统稳定运行期间，内碳源利用率可达91.9%。此外，通过调控进水氮负荷、延长厌氧时间、控制好氧曝气量等运行条件，实现了功能菌群间在污染物去除上的协同作用。分子生物学分析表明，Dechloromonas和Thauera的共存确保了缺氧阶段氮和磷的高效去除。Candidatus Competibacter、Ellin6067和Nitrospira对组合系统的脱氮贡献率高于68.7%。与传统的生物脱氮除磷工艺相比，该工艺可节约总成本6.7%。该组合工艺运行过程中无外加碳源、曝气量低，可实现污水处理行业低碳转型，推进节能减污降碳协同增效，助力“双碳”目标的实现。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsestwater.2c00126