冬季沼液脱氮处理不再难
文章导读
当北方养殖场的厌氧氨氧化系统一到冬季就效率骤降，你不得不额外投入大量能源加温维持时，是否也认定这是技术本身的“硬伤”？新的研究发现颠覆了这个认知：限制冬季脱氮效率的关键，可能根本不是温度本身，而是你系统中一个被长期忽略的、与“量”相关的核心参数。研究团队通过驯化富集，让关键菌群在15℃低温下实现了十倍于传统工艺的效能，而背后的分子机制揭示了一个反直觉的运行逻辑——单纯追求菌种适应力，却可能让你掉入另一个更隐蔽的“污泥陷阱”。这个发现指向了一个可能大幅降低冬季运行成本的调控方向，但具体如何操作才能避免系统崩溃？
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近日，农业农村部成都沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制创新团队揭示了低温条件下厌氧氨氧化菌通过代谢通路重构实现冷适应运行的分子机制，并明确低污泥浓度是限制系统性能的关键瓶颈，为畜禽沼液冬季高效低耗脱氮处理奠定了理论基础。相关研究成果发表在《化学工程杂志（Chemical Engineering Journal）》上。
厌氧氨氧化工艺经济高效、绿色环保，是目前最具应用前景的废水脱氮技术。但其核心功能菌——厌氧氨氧化菌对低温敏感，制约了该技术在冬季或寒冷地区的推广应用。为解决这一问题，研究团队通过长期低温驯化，成功富集了一株冷适应型厌氧氨氧化菌，使得该技术在15 ℃的低温下脱氮效能仍为传统工艺的10倍左右。该研究发现上调冷适应基因、调整自身氮代谢路径是其冷适应的主要机理。这意味着，在富集关键菌种的同时，还需关注污泥的保留，以进一步提升低温下的处理效率。该研究为寒冷地区及冬季畜禽沼液低能耗处理提供了重要理论支撑和技术方向。
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项、中国农业科学院科技创新工程等项目支持。（通讯员 周丹丹）
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726011691#f0030
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