新加坡国立大学(NUS)的研究人员开发了一种新的污水处理方法,该方法比现有方法更简单,更便宜,更环保。


在工程学院土木与环境工程系何建忠副教授的带领下,国大团队发现了一种名为Thauera sp。的新型细菌。可以去除污水中氮和磷的SND5菌株。


该发现首次发表在《水研究》杂志上(“通过新型磷酸盐积累的Thauera sp。SND5菌株通过同时硝化和反硝化完成的氮去除”)大大降低了高运营成本,并减少了与传统废水相关的温室气体排放治疗方法。


该团队的新处理方法也正在争取国际水协会2021年项目创新奖。

工程师发现新型的多任务微生物,可简化、绿色地处理废水

由何建中副教授(左)和研究员王庆坤博士(右)领导的团队发现了Thauera sp。他们从废水样本中分离并测试了各种细菌后,发现了SND5菌株。王博士拿着含有独特SND5细菌的废水样品。图片:国大)


二合一污染物去除剂


在污水中,氨中存在氮,而磷酸盐中存在磷。任何一种化合物都有太多污染环境的风险,因此必须先将其清除,然后才能释放处理过的水。


现有的大多数污水处理系统使用单独的反应器来去除氮和磷,对于不同的微生物,其具有不同的条件。这样的过程既庞大又昂贵。


一些现有系统使用单个反应器,但是它们效率低下,因为同一反应器中的不同微生物将相互竞争资源。这使得难以维持微生物之间的微妙平衡,导致总体效率降低。


现有的一些污水处理方法的另一个问题是它们释放出一氧化二氮,一种温室气体。NUS团队的新微生物解决了这个问题,因为它将氨转化为无害的氮气。此外,发现原来存在于污水中的磷酸盐也被去除了。

工程师发现新型的多任务微生物,可简化、绿色地处理废水

更快,更便宜和更环保的方法


在新加坡的污水处理厂中发现了独特的SND5细菌。当国大研究小组进行例行监测时,尽管没有已知的除磷细菌,但他们观察到好氧池中氮的意外去除,以及磷的去除效果好于预期。


“这使我们假设以前没有描述过的生物学现象的发生,我们希望能够理解并利用它来进一步应用,” Hesoc副教授说。


NUS研究人员随后从一个水箱中采集了废水样本,分离出各种细菌,并测试了它们各自去除氮和磷的能力。


其中一种菌株在琼脂培养基上显示为粘性,乳脂状,浅黄色斑点,其从水中去除氮和磷的能力令研究人员感到惊讶。实际上,它比其他经过测试的微生物做得更快。NUS团队对其基因进行了测序,并将其与全球数据库中的相关细菌进行了比较。然后,他们将其确定为一种新菌株。


与传统的硝化和反硝化脱氮工艺相比,NUS团队使用新发现的微生物的方式由于所需的氧气较少,因此可以节省约62%的电力。这非常重要,因为废水处理厂的曝气系统会消耗该厂总能量的近一半。


He副教授解释说:“人口和经济增长不可避免地导致产生更多的废水,因此,重要的是要开发出成本更低的新技术,并且在达到治疗目标的同时总体上减少产生的废物。”


同时,国大研究人员正寻求大规模测试其工艺,并配制多种微生物的“汤”以进一步提高SND5的性能。


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