[学术] 海洋学院硕士生研究成果在Bioresource Technology上发表

海洋学院海洋生物与药物研究所张冬冬副教授课题组在水产养殖废水脱氮处理研究方面取得重要进展。相关学术论文“Microbial Nitrogen Removal in Synthetic Aquaculture Wastewater by Fixed-bed Baffled Reactors Packed with Different Biofilm Carrier Materials（利用搭载了不同生物膜载体材料的固定床折流板反应器实现合成水产养殖废水的微生物脱氮研究）”，近日在中科院1区期刊《Bioresource Technology》（BT, IF=7.539）发表。

水产养殖废水中往往含有超标的氮素污染物，若未经有效净化处理即排放，会对生态环境和人类身体健康造成不良影响。利用生物脱氮技术实现水产养殖废水脱氮具有成本低、无污染、脱氮彻底等优势，然而，水产养殖废水中有机物含量通常较低，限制了功能性微生物的富集量，导致生物脱氮的效率大大降低。鉴于此，本研究构建了一种固定床折流板生物膜反应器，搭载碳纤维、聚氨酯和无纺布三种不同的生物膜载体材料，大量富集功能性微生物，最终实现水产养殖废水的高效生物脱氮。

图1 图片摘要

本研究构建的反应器通过硝化-反硝化反应原理，有效去除了水产养殖废水中的氨氮、硝氮和亚硝氮等氮素污染物。其中，以碳纤维材料为生物膜载体的反应器脱氮效率最高，可去除水产养殖废水中90%以上的氨氮和硝氮，最高氨氮和硝氮去除速率分别可达96.28和64.09 mg/(L·d)，基本彻底去除了水体中的氮素污染物。本研究同时通过微生物群落组成分析、功能菌互作关系分析和功能菌定量分析等方法，揭示了反应器的脱氮机理，明确了反应器内不同生物膜材料、不同隔室中的功能性微生物群落结构，证明了碳纤维材料对硝化、反硝化功能菌的高效富集。同时，菌间互作关系分析表明，碳纤维固定床折流板反应器中的主要菌属之间具有更复杂的互作关系，这有利于该反应器形成稳定的微生物群落结构并实现高效的生物脱氮。

图2 各反应器的微生物互作关系网络图

该研究证明以碳纤维等生物膜载体材料构建的固定床折流板反应器系统能有效实现水产养殖废水的生物脱氮，具有一定的应用潜力，相关研究结果可为水产养殖行业的可持续发展提供一定的理论参考。

海洋学院海洋生物与药物研究所2018级硕士生王睿为论文的第一作者，张冬冬副教授为通讯作者。该研究得到了浙江省重点研发计划、舟山市科技局-浙江大学市校合作项目的支持。

（王睿文）