编者按:
青年强,则国家强。青年教师是高校教师队伍的重要力量,关系着高校发展的未来,关系着人才培养的未来,关系着教育事业的未来。
环境与资源学院青年教师传承“牢记嘱托、艰苦创业、追求卓越”的湘大精神,瞄准生态环境领域前沿,立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年,为国家推进能源革命、加快发展方式的绿色转型提供人才与科技支撑,用奋斗在新征程的火热实践中绽放绚丽之花。
聚焦教学科研,促进学院发展。本期“活力环资青春颂”让我们走近伍艳馨副教授。
伍艳馨,女,湖南娄底人,工学博士,副教授,硕士生导师。主要从事水污染控制与固体废物资源化等相关研究工作,主持和参与多项国家、省部级研究项目。在 Water Research、Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials、Bioresource Technology、Science of the Total Environment 等国际著名SCI期刊上发表论文 40 余篇,申请发明专利 10余项。担任SCI期刊 Sustainability客座编辑;是Water Research、Science of the Total Environment 、Chemosphere 等多个国际学术期刊特邀审稿人;受邀在全国性学术会议/论坛上作口头报告。
教学方面,担任《环境工程学II》《环境工程原理》《环境保护与安全工程》等本科课程主讲教师,环境类研究生《污染生态学》《现代水处理》课程主讲教师。教学过程注重目标导向,采取案例教学和学生互动的教学方式,注重教学与科研活动的结合,关注学生逻辑思维和创新思维能力的培养,积极指导学生开展认识实习等实践教学活动。在引导学生过程中,善用鼓励教育,对学生的进步及时进行表扬。工作之余,钻研教材,梳理教学重点、难点和实践点,以探究的方式进行情景式教学,把枯燥的科学知识与生活中常见的现象进行类比和联系,开拓学生思维,增强学生想象力,提升学生对知识的理解和记忆。在2020年新入职专任教师面试试讲中,展现了青年教师优良的教学素养和精神风貌,收获评委专家们的一致好评,并获得全校第三名。
科研方面,致力于自主创新的科研工作,围绕基于絮凝剂应用的污水处理厂碳减排,取得系列创新成果。近年来取得的代表性研究成果如下:
一、聚合氯化铝在污水处理厂的环境行为以及对污泥厌氧资源化的影响
在市政污水处理过程中,絮凝剂在初沉、生化、污泥浓缩以及脱水等各环节均有广泛应用,因此深入揭示絮凝剂在污水处理厂的环境行为,对污水处理厂碳减排的全局调控有重要意义。该研究探讨常用铝系和铁系高分子絮凝剂对污泥厌氧消化的影响及影响机理(图1);首次发现铝系絮凝剂对污泥厌氧暗发酵氢能源生产中的促进作用;揭示聚合物不同水解成分对厌氧过程的影响。研究为基于絮凝剂应用的污水处理厂碳减排提供理论支持。(Water Research, 2019, 153:217-228;Chemical Engineering Journal, 2017, 334:1351-1360; Water Research, 2019, 155:142-151.)
图1 聚合氯化铝对耗氢相关酶活的影响
二、基于絮凝剂应用的污水处理厂碳减排的精细化调控
为实现市政污水处理厂碳减排的精细化调控,该研究比较含不同种类絮凝剂污泥厌氧消化产甲烷过程的差异程度(图2),分析差异产生的原因,并提出相应调控建议。研究成果显示,对于含不同种类絮凝剂的污泥,厌氧消化时回收的甲烷产量有较大差异,其原因在于环境中絮凝剂的稳定性不一致、微生物对不同絮凝剂毒性敏感性不同、不同微生物群落在不同环境中的应激性存在差异。基于此研究,提出市政污水处理厂相应的调控方案。
图2 絮凝PAC和PFS对污泥厌氧消化的不同影响
市政污水处理厂运营时由于废水含碳率低,常常使用外加碳源用以提升脱氮除磷效率,从剩余污泥中提取易被微生物利用的短链脂肪酸用以减少碳资源消耗是降低污水处理厂碳消耗的途径之一。在所有种类的短链脂肪酸中,乙酸是最易被利用的碳源形式。该研究首次采用以铁碳为电极的微生物电解池对污泥进行预处理,改变系统中微生物群落种类、功能微生物生态位以及生存环境,用以提升厌氧发酵产物中的乙酸占比,并深入分析酸结构改变的机理(图3)。这些工作为污水处理厂的全局碳减排调控提供良好的理论基础(Water Research, 2021, 189:116645; Science of the Total Environment, 2022, 811:151413; Chemical Engineering Journal, 2020, 390:124580)。
图3 IEAP预处理提升污泥厌氧发酵产物中乙酸占比机理图
伍艳馨副教授电子邮箱:wuyanxin@xtu.edu.cn