近日，武汉理工大学资源与环境工程学院彭来教授课题组在环境领域权威学术期刊Water Research上发表了题为“Nitrogen Removal by Algal-Bacterial Consortium during Mainstream Wastewater Treatment: Transformation Mechanisms and Potential N₂O Mitigation”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119890）。系统研究了菌藻共生体在封闭式、开放式和曝气式反应器中处理城镇污水时的氮转化途径及其氧化亚氮（N₂O）减排潜力。文章的共同第一作者分别是李琦（博士研究生）和徐一峰副教授，通讯作者是彭来教授，第一通讯单位为武汉理工大学矿物加工与环境湖北省重点实验室。

近年来，氮、磷等营养元素排放引起严重的水体富营养化问题。传统的生物脱氮工艺能耗高、药耗高、处理效率低，菌藻共生体因其光合产氧和藻类生物质回收等优势，在污水脱氮领域显示出良好的应用前景。然而，菌藻共生体处理主流污水的脱氮途径和N₂O排放潜力的相关研究还十分有限。由于菌藻共生体与传统活性污泥在种群结构上存在差异，N₂O的产生途径可能有所不同。本文探究了菌藻共生体在封闭式、开放式和曝气式反应器中处理主流污水时的氮转化途径及其N₂O减排潜力。菌藻共生体的脱氮效能优于单一污泥或小球藻系统，细菌硝化和藻类同化是菌藻共生体去除氨氮的主要途径，贡献率分别为~41.8%和~43.5%。藻类同化（占比28.1-40.8%）是去除总氮的主要途径，远高于细菌反硝化的贡献率（2.9-26.5%）。与活性污泥相比，菌藻共生体在自养条件下减少了35.5-55.0%的N₂O产量，在混养条件下减少了81.0-93.6%的N₂O产量。有机碳源（葡萄糖）的加入促进了藻类的氮同化，从而大幅降低了硝化和反硝化过程中的氮转化与N₂O排放。此外，藻类和细菌之间的协同作用有利于反硝化活性，从而提升了N₂O还原速率，进而减少直接碳排放。研究结果有望为污水处理厂的碳减排提供理论依据与技术参考。

作者简介

第一作者李琦，武汉理工大学博士研究生，研究方向为菌藻共生处理污水的氮转化机制。

共同第一作者徐一峰，澳大利亚昆士兰大学博士，武汉理工大学资源与环境工程学院副教授。近年来主要关注新污染物的迁移转化及其数学模拟、新型污水处理及资源化、温室气体排放机理及减排等方向的科研工作。在Environmental Science & Technology、Water Research等环境领域著名期刊上发表论文近40篇。

通讯作者彭来教授，澳大利亚昆士兰大学博士，欧盟玛丽居里学者，武汉理工大学资源与环境工程学院教授，研究方向为低碳污水处理、污水碳氮磷资源回收等。在Environmental Science& Technology、Water Research等环境领域顶级期刊上发表高水平论文100余篇。