江峰教授团队“高效硫自养脱氮技术”成果转化取得重要进展

2023年11月16日,中山大学与广东省环保集团有限公司的全资子公司广东省环保研究总院有限公司就“高效硫自养脱氮技术”转化与开发项目在中山大学举行签约仪式。中山大学副校长兰平、广东省环保集团有限公司董事长黄敦新、中山大学环境科学与工程学院院长孙连鹏、中山大学环境科学与工程学院江峰教授等出席仪式。在多方共同见证下,双方签署了专利实施排他许可及研发合作协议,就“高效硫自养脱氮技术”的工程化、产品化研发与应用合作达成共识,为我国与广东省的水环境质量改善提供减污降碳协同解决方案。此次合作是我?;肪逞Э瞥晒刂聊壳敖鸲钭罡叩牡ハ钭ɡ际酰迪至搜г嚎蒲谐晒ぷ鞯睦沸酝黄?。
水环境质量提升与碳减排的矛盾是当前污水处理提质增效面临的主要难题,其核心问题在于总氮的深度去除。为有效控制水体富营养化,污水处理厂出水标准不断提升,深度脱氮成为必然要求,这导致污水处理厂运行成本倍增,且额外投加大量碳源衍生了新的有机污染和碳排放问题。以广东省为例,广东省环保集团旗下500万m3/d的污水处理厂每年为此耗费的额外成本以千万计。污水处理成本和碳排放的攀升,与我国新发展阶段生态文明建设减污降碳协同增效的要求相矛盾。因此,污水深度脱氮必须寻求高效、低成本、低碳的新路径。
我院江峰教授团队开发了硫歧化菌驱动的高效硫自养脱氮技术,这一研究成果突破了传统污水深度脱氮技术成本高、效率低、产生额外碳排放的问题。硫歧化菌驱动的高效硫自养反硝化技术(PiSADN),利用硫歧化菌产生多硫化物作为电子穿梭体,介导实现高效硫氧化反硝化反应。多硫化物是硫化物与硫单质发生化学反应的产物,它是一种溶解性零价硫载体,其生物可利用性高于硫单质超40倍,可显著提高硫单质的生物可利用性。通过调控硫歧化生化过程持续产生硫化物,促使硫单质源源不断转化成多硫化物,以多硫化物作为高效电子供体进行反硝化反应。由此,PiSADN技术通过调控硫歧化-多硫化-反硝化的链式反应体系,以多硫化物作为高效电子穿梭体,突破硫自养反硝化低速瓶颈,无需碳源投加,还可吸收CO2,成本低,碳排放低,高效可控,为我国污水总氮达标难、达标贵提供了新的高效低成本解决方案。该技术适用于有机碳源缺乏的地表水、地下水、工业废水、城市污水二级出水等多种场景,可以为环保行业的减污降碳协同增效提供解决方案。
