青年教师王亚利在《Water Research、Journal of Environmental Management》上发表重要成果

近期，我院王亚利在剩余污泥资源化与无害化领域取得原创性研究成果，并在本领域顶级期刊Water Research、Journal of Environmental Management发表。

剩余活性污泥( WAS )产生的硫化氢( H2S )是厌氧发酵系统产生恶臭的主要原因。CaO已被报道可有效提高WAS的资源回收率，但其对厌氧发酵过程中H2S产生的潜在影响尚未得到认识。本研究发现，添加60mg/g VSS CaO可显著抑制H2S的产生，H2S的最大产率比对照低60.1±1.8%。机理研究表明，CaO破坏了污泥结构，增加了细胞内有机物的释放，破坏了氢键网络，但对含硫有机物的转化和无机硫酸盐的还原作用较弱。此外，碱性条件和金属离子释放增加了H+和S2−的消耗，这是反应器中添加CaO抑制H2S产生的另一个原因。此外，微生物分析表明，添加CaO显著降低了水解微生物，特别是反硝化水解细菌（unclassified_f_Chitinophagacea和Dechloromonas），硫酸盐还原菌（SRBs）（例如，unclassified_c_Deltaproteobacteria和Desulfosarcina）和参与有机硫水解和硫酸盐还原的基因（例如，PepD、cysN/D、CysH/C和Sir）。本研究结果为CaO的实际应用提供了理论参考。   

季铵盐化合物( QACs )在污水处理厂中经常被检测到，并对相关的生物过程产生潜在的毒性。研究了苯扎溴铵（BK）对厌氧污泥发酵生产短链脂肪酸（SCFAs）的影响。批次实验表明，BK暴露显著提高了厌氧发酵污泥的SCFAs产量，当BK从0增加到8.69 mg / g VSS时，总SCFAs的最大浓度从474.40 ± 12.35 mg / L增加到916.42 ± 20.35 mg / L。机理探究表明，BK的存在促进了更多生物可利用性有机物的释放，对水解、酸化影响较小，但严重抑制了产甲烷过程。微生物群落研究表明，BK暴露显著提高了水解酸化菌的相对丰度，并改善了污泥裂解的代谢途径和功能基因。本工作进一步补充了新兴污染物的环境毒性信息。

高铁酸钾( PF )预处理厌氧污泥及其潜在影响机制受到广泛关注。本研究考察了PF负载钢渣( SS )对剩余污泥厌氧发酵的耦合影响。结果表明，SS负荷提高了PF对厌氧发酵污泥产短链挥发性脂肪酸( SCFAs )的处理性能。结果表明，改性PF负载SS ( MPF-SS )促进了有机底物从胞内到胞外的溶解和释放。进一步探究发现，PF和MPF - SS暴露对产酸微生物的促进作用远大于对耗酸微生物的促进作用。进一步探究发现，PF和MPF - SS暴露对产酸微生物的促进作用远大于对耗酸微生物的促进作用。添加MPF - SS还能有效增强碳水化合物运输、氨基酸代谢和脂肪酸生物合成途径相关的关键增强基因。本研究填补了改性PF在污泥处理方面的知识空白，也为其在污泥资源化方面的应用拓展了新的视角。

相关工作以河北大学为第一单位和通讯单位发表，青年教师王亚利为第一作者，王洪杰教授为通讯作者。该研究工作得到了国家水专项、国家自然科学基金项目、河北大学“双一流”学科建设项目和青年人才培养项目等资助。