10月8日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉，該研究所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃?xì)庋芯恐行脑谒难趸F用于廢水脫氮領(lǐng)域進(jìn)行了一系列科學(xué)探索。前期，研究團(tuán)隊制備了一種以四氧化三鐵為核心成分的復(fù)合材料，能夠?qū)崿F(xiàn)硝化細(xì)菌的高效富集，并在廢水的氨氮去除方面取得一定的成果。相關(guān)成果已發(fā)表在期刊《生物資源技術(shù)》(Bioresource Technology)，張烽媛、馮權(quán)為共同第一作者，郭榮波為通訊作者。

生物脫氮是廢水處理中常用的技術(shù)，通常由好氧硝化和厭氧反硝化結(jié)合實現(xiàn)廢水中氮的去除，多種類型的廢水尤其是市政污水具有較低的碳氮比(C/N)，水體本身碳源不足導(dǎo)致總氮去除率低，而額外添加有機(jī)碳源則需要較高的成本。近年來，具有導(dǎo)電性和磁性的四氧化三鐵在廢水處理領(lǐng)域被廣泛研究，尤其是其在低C/N條件下促進(jìn)脫氮的作用機(jī)制亟待進(jìn)一步探討。

郭榮波介紹，基于研究，近期科研人員利用厭氧-好氧聯(lián)用工藝將這種新型復(fù)合材料應(yīng)用于低C/N廢水處理，并提出了四氧化三鐵在好氧硝化和厭氧反硝化體系中促進(jìn)廢水脫氮的機(jī)制。

四氧化三鐵中含有二價的亞鐵離子和三價的鐵離子，不僅為功能微生物提供生命活動所需的鐵元素，還能通過Fe(II)/Fe(III)循環(huán)轉(zhuǎn)化促進(jìn)微生物間的電子傳遞，同時對Dokdonella和Comamonas等脫氮功能菌、產(chǎn)生胞外聚合物(EPS)的相關(guān)功能菌Pseudomonas有良好的富集效果，能夠在好氧和厭氧條件下分別促進(jìn)硝化和反硝化作用，從而促進(jìn)了低C/N廢水的生物脫氮過程。硝化作用是產(chǎn)酸過程，而酸性條件對硝化細(xì)菌有抑制作用;EPS作為屏障結(jié)構(gòu)可以減少不良環(huán)境因素對細(xì)胞抑制作用。該生物載體既能在硝化體系中促進(jìn)EPS的分泌，還可以緩沖硝化作用的酸化過程，對脫氮功能菌起到保護(hù)作用。除此以外，該載體還具備磁性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速泥水分離，在廢水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。(科技日報記者 王健高 實習(xí)記者 宋迎迎 通訊員 劉佳)