1月10日,國際高水平期刊《Nature Water》刊發了北京工業大學彭永臻院士團隊最新研究成果《Floc management enablesintegrated anammox and enhanced biologicalphosphorus removalforsustainable ultraefficient nutrient removal》,標志著北京工業大學環境科學與工程學院“城鎮污水深度處理與資源化利用技術—國家工程實驗室”在城市污水可持續處理應用基礎研究領域取得重大突破。北京工業大學為唯一完成單位,環境科學與工程學院博士研究生但瓊鵬為唯一第一作者,彭永臻院士為唯一通訊作者。
《Nature Water》是《Nature》系列期刊中專注于水科學的國際高水平期刊,側重于發表高水平的基礎研究論文,年發文量在100篇以下,全面涵蓋了水質、水處理技術、水文學和水資源管理學等,在自然科學領域中具有極高的影響力,引領著全球水科學研究的方向。
在全球水資源日益緊張的背景下,高效的營養物去除對于廢水回收和可持續利用至關重要。傳統的脫氮除磷工藝存在能耗密集、操作復雜和產生大量剩余污泥的難題,彭永臻院士團隊提出了一種創新的解決方案——絮體管理策略,成功構建了一個既能滿足厭氧氨氧化(anammox)高效脫氮又能實現可持續強化生物除磷(EBPR)的單級混合系統。通過結合生物膜和絮體的優勢,巧妙地解決了厭氧氨氧化與強化生物除磷在生態位和污泥齡方面的沖突,氮和磷的去除率分別達到97.7+1.3%和97.4±0.7%,生物膜中厭氧氨氧化菌豐度高達12.5%。這項研究不僅突破了厭氧氨氧化與強化生物除磷耦合的難題,更為全球污水處理領域提供了一種全新的、可持續的解決方案,對于推動全球水資源循環利用和可持續發展具有重要意義。
彭永臻院士團隊的前沿技術近年來已應用于國內20余座污水處理廠。目前在北京、廣東、海南以及貴州等地運行9座中試平臺(50-100m3/d),開展城鎮污水深度脫氮除磷關鍵技術的生產性試驗研究。新技術“城市污水厭氧氨氧化低碳脫氨關鍵技術與過程控制”獲評中國科協2022年度“科創中國”先導技術榜綠色低碳領域榜單,成為該年度該領域25個上榜項目之一;具有自主知識產權的“城市污水短程反硝化耦合部分厭氧氨氧化深度脫氮技術”入選2023年度科技部“國家綠色低碳先進技術成果目錄”,水污染控制領域共18項。
該研究得到了國家自然科學基金重點項目和北京市教委項目的資助,以及污水生物處理與過程控制技術北京市國際科技合作基地的支持。