近日，生态與環境學院博士生夏晴、碩士生劉飛等在環境領域頂級期刊Environmental Science & Technology上發表了題為“Coupling Iron Sludge Addition and Intermittent Aeration for Achieving Simultaneous Methanogenesis, Feammox, and Denitrification in a Single Reactor Treating Fish Sludge”的研究論文(https://doi.org/10.1021/acs.est.3c03009)。

我國是世界第一水産養殖大國、第一漁業大國。近年來随着經濟水平的不斷提高，為滿足日益增長的水産品需求，水産養殖趨向于集約化、工業化、高密度和高産出的養殖模式。然而，養殖糞污大量集中排放，其中含有的有機質、氮、磷等營養元素以及病原微生物給周邊水環境帶來了巨大的壓力和挑戰，造成嚴重的生态失衡和環境惡化等問題。厭氧消化技術可以對有機廢物進行無害化、減量化處理，在控制環境污染的同時回收能源，廣泛應用于畜禽養殖廢棄物處理。但是在厭氧消化過程中，随着有機氮的降解和釋放，消化沼液中的氨氮濃度較高，如得不到有效處理将給環境帶來不利影響。常規的處理方式是在厭氧消化後續設置單獨的生物脫氮裝置，但是這樣不僅使工藝流程變得複雜，而且還增加了運行成本。針對這一問題，365英国上市官网在线水技術團隊基于前期工作成果，提出在單一的反應器中同時實現脫氮除碳的新穎構想，組織科研力量，通過添加鐵泥和間歇曝氣相結合的方法，開發了一種可以同時去除水産養殖糞污中碳和氮的一體化厭氧消化系統。結果表明，鐵泥中的Fe(III)可以觸發Feammox反應實現NH₄⁺-N的氧化，質量平衡分析指出NO₃^--N是Feammox的主要産物，随後通過異養反硝化去除。而間歇曝氣可以驅動Fe(II)/Fe(III)循環以維持連續脫氨。在除碳方面，Fe(III)誘導的異化鐵還原(DIR)顯著促進了污泥的水解，為産甲烷菌和反硝化菌提供了更多簡單的有機底物。盡管曝氣對産甲烷産生了一定的負面影響，但與脫氮所節省的能耗相比還是可以接受的。在最佳曝氣條件下（每3天曝氣5分鐘），脫氮所節省的能量比損失CH₄的能量高44.7%。該研究為富氮有機廢棄物和廢水的處理提供了一種簡單、低成本的策略，對于實現水産養殖業的綠色可持續發展具有重要意義。

（供稿：夏晴 審核：楊飛黃薇薇）