【编者按】

为进一步培养我校研究生创新能力，提高研究生综合素质，促进学校研究生教育内涵发展，特推出“优博风采”专栏，邀请校级及以上优秀博士学位论文获得者分享科研历程与学术体会、展示创新成果与学位论文等，旨在激励我校研究生秉持“不息为体，日新为道”校训精神，潜心研究、锐意创新。

本期专访人物：土木工程学科博士研究生 王晓曈

所获奖励名称：2023年北京工业大学优秀博士学位论文

【脚踏实地，不忘初心】

工大六年的学习生活，自己由一个科研小白向具备独立分析和思考问题能力的科研工作者逐步靠近。首先，对待科研要始终保持严谨的态度、创新的思维和持之以恒的精神。严谨的态度是做好科研工作的前提，创新的思维是发现和解决科研难题的关键，而持之以恒是不断进步、走深、走稳科研路的保障。在科研过程中，热情与好奇心同样重要，这可以极大的提高自己的主观能动力，减少乏味感，使整个实验过程更加顺利。其次，要注意平衡时间，在实验空闲多增加户外活动，感受生活的多元。在沟通与交流中也可以开阔我们的思维，激发新的灵感火花。最后，始终相信自己。失败是难免的，面对挫折不后退，面对质疑不动摇，是科研人必备的品质。

【博士论文介绍】

论文中文题目：基于包埋固定化的厌氧氨氧化脱氮特性与工艺研究

论文英文题目：STUDY ON THE CHARACTERISTICS AND PROCESS OF ANAMMOX (ANAEROBIC AMMONIA OXIDATION) NITROGEN REMOVAL BASED ON IMMOBILIZATION

作 者：王晓曈

指导教师：杨宏 教授

培养单位：城市建设学部

学 科：土木工程

论文主要贡献及创新点

厌氧氨氧化（Anammox）是迄今为止全球公认的最经济高效的污水脱氮工艺，在节省能耗、降低污泥产量及高负荷脱氮方面具有显著优势。然而，厌氧氨氧化菌（AnAOB）的世代周期长和对环境压力的敏感性严重阻碍了该工艺在实际应用中的推进。因此，如何在反应器中维持有效生物量并减少外界环境干扰是该工艺成功操作的关键。包埋固定化技术的发展为AnAOB的有效持留提供了新的技术途径。与传统的污泥系统相比，其支持功能菌分离并使局部具有高生物量密度，可以为AnAOB的生长提供稳定微环境和促进Anammox活性高效表达。本课题围绕“通过包埋固定化驱动Anammox高效稳定脱氮”这一核心目标展开，深入研究了Anammox包埋填料特性、优化了包埋策略；系统评估了基于包埋的 Anammox在不同温度变化和处理城市污水这两大应用难点中的调节机制和作用优势；并构建了基于包埋固定化的短程硝化/Anammox（PN/A）工艺，从宏观性能和微观分子生物学角度阐明其脱氮可靠性。论文的主要贡献及创新点如下：

1.提出以周期变负荷策略快速启动Anammox并实现污泥颗粒化，揭示了中高氮负荷下基于粒径分化的Anammox颗粒污泥（AnGS）特性，优化了粒径的控制和选择。

图1 基于粒径分化的AnGS胞外聚合物特性与菌群结构

2. 首次明确初始生物量浓度和AnGS形态对Anammox包埋填料脱氮过程的影响，初始生物量差异仅影响包埋填料活性增长速率，最终脱氮能力趋于一致；粉碎AnGS包埋填料相比完整 AnGS 包埋填料具有更密集和均匀的生物质阵列，促进了AnAOB的富集和脱氮性能提高。

3. 解析了Anammox包埋填料对不同温度变化的适应性及响应机制，揭示了关键温度节点下的菌群演替规律，实现了包埋Anammox在季节温度下的稳定运行，包埋填料支持 AnAOB 在低温条件下的持留和生长是系统弹性性能的物质基础。

4. 构建了基于包埋固定化的PN/A工艺，实现了系统在高、低氨氮浓度和停运后恢复过程中的高效稳定脱氮，阐明了包埋填料对保持功能菌优势保持和菌群结构稳定的积极作用。

图2 基于包埋固定化的PN/A系统的高效脱氮与快速恢复

【博士期间代表性科研成果】

【课题组合影】

一排左一为王晓曈，二排左四为导师杨宏教授

（图文：王晓曈；编辑：胡春瀛；审核：高春娣、韩红桂）