我院2020级硕士研究生杨恩喆在环境科学/生态学学科顶级期刊Water Research发表高水平论文

近日，水利与环境工程学院2020级硕士研究生杨恩喆（导师：陈宏教授）的研究论文“Intensifying single-stage denitrogen by a dissolved oxygen-differentiated airlift internal circulation reactor under organic matter stress: nitrogen removal pathways and microbial interactions”被环境科学/生态学学科顶级期刊Water Research接收并刊出。该刊由国际水协会（IWA）主办，创刊于1967年，是环境科学与生态学领域一区Top期刊（期刊分类排名1/100），也是纳入自然指数（The Nature Index）统计的82种最高水准的期刊之一，目前期刊最新影响因子为13.4。

近年来，长沙理工大学围绕“守护好一江碧水”“洞庭湖建设秀美富饶的大湖经济区”要求，集中力量开展有组织科研，在环境与生态等领域切实将专业特色转化为学科优势。依托水利与环境工程学院建设了“洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室”，主动参与“一江(长江)一湖(洞庭湖)四水(湘资沅澧)”治理与开发，形成服务“守护好一江碧水”的独特力量，有力推动我校环境/生态学学科进入了ESI全球排名前1%。以陈宏、陈婧、吴莎、史丽秀、江静怡等青年教师为核心成员组建了长沙理工大学环境污染治理及生物控制技术科研创新团队，长期专注于污水处理生物脱氮除磷等技术的研究与应用，取得了一系列研究成果。该论文是我校首次以长沙理工大学为第一署名单位在国际水研究权威期刊上发表的研究成果，对于提升国际同行评价和学术影响力具有重要意义。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120120

引用格式：Yang, E., Chen, J., Liu, K., Jiang, J., Wang, H., Wu, S., Shi, L., Jiang, J., Sanjaya, E.H., Chen, H., 2023. Intensifying single-stage denitrogen by a dissolved oxygen-differentiated airlift internal circulation reactor under organic matter stress: Nitrogen removal pathways and microbial interactions. Water Res., 241, 120120.

成果介绍

利用部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺实现有机物废水的高效单级脱氮是目前国内外研究的热点。该研究利用自主研发的溶解氧分区气升式内循环反应器构建了单级部分亚硝化-厌氧氨氧化同步反硝化（SPNAD）系统，考察其在高氨氮浓度、不同碳氮比（C/N=0.5、1、2、3、4）条件下连续运行364天的去除性能及过程机理。研究结果表明， SPNAD系统在C/N=1–2，AR=1.4–1.6 L/min时实现了高效稳定运行，平均总氮去除效率达到87.21%，平均COD去除性能高达94.78%。

进一步研究表明，自主研发的反应器构型促进形成了溶解氧分区，为不同微生物提供了适宜的环境，强化了功能微生物的协同作用。适宜的C/N比和反应器构型共同增强了菌群间的协作，实现了高效单级脱氮。随着进水中C/N比的增加，氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌的相对丰度降低，反硝化细菌的相对丰度提升至44%，系统的氮去除路径从自养脱氮逐渐转变为硝化反硝化。当调节处理废水的C/N比在适宜范围时，能够维持系统中微生物生长和相互作用的动态稳定，可以实现部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺和硝化-反硝化工艺协同脱氮。溶解氧分区气升式内循环反应器中形成的溶解氧梯度强化了不同功能微生物的生长和协同作用，可为城市污水/工业废水脱氮处理提供了一个有价值的解决方案。

第一作者：

杨恩喆，长沙理工大学水利与环境工程学院2020级硕士研究生，主要从事污水生物脱氮理论与技术的研究，以第一作者或导师第一/本人第二发表SCI期刊论文3篇和CSCD核心期刊论文1篇并申请国家发明专利2项。

通讯作者：

陈宏，博导，教授，JSPS研究员，国家注册环保师，生态环境研究所所长，长期从事水处理、水环境治理与环境生物技术方面的研究，已发表学术论文100余篇，申请国家专利70余项。