本研究聚焦低碳氮比废水处理难题，通过系列试验探究调控策略对藻菌共生系统处理效能的影响，最终发现低强度曝气是提升该系统处理性能的关键调控手段，为低碳氮比废水的高效、节能处理提供了重要理论支撑与实践参考。低碳氮比废水因碳源不足，易导致氮、磷去除效率低下，传统处理工艺往往需额外投加碳源，不仅增加处理成本，还可能引发二次污染，而藻菌共生系统凭借藻类产氧、细菌脱氮的协同优势，成为该类废水处理的潜在技术，但如何通过调控手段强化二者协同作用、提升系统效能，仍是当前研究的重点与难点。
研究证实，低强度曝气这一调控策略对藻菌共生系统的强化作用具有双重性，既能够显著促进系统内生物量的积累，又能通过优化藻菌间的互作关系，实现氮、磷去除效率的协同提升。在低强度曝气条件下，藻类的光合作用得到适度强化，氧气释放量增加，为好氧细菌的生长繁殖提供了充足的溶解氧，促进细菌对废水中有机污染物的降解与氮素的硝化反应；同时，细菌代谢产生的二氧化碳的又可为藻类光合作用提供原料，形成“藻产氧、菌产碳”的良性循环，进一步推动藻菌生物量的稳步积累，为氮、磷去除提供了充足的生物载体。
为明确低强度曝气强化系统效能的内在机制，本研究进一步开展了深入探究，结果表明其核心机制在于低强度曝气同步优化了系统的能量代谢与功能基因表达。一方面，低强度曝气有效增强了系统的能量储存能力与电子传递活性，为藻菌细胞的代谢活动提供了充足能量，加快了氮、磷等污染物的转化速率；另一方面，该策略显著提升了系统内氮转运与同化相关功能基因的表达水平，促进废水中氮素的吸收、转化与同化，使系统在碳源不足的条件下，仍能高效完成氮素去除。
尤为重要的是，低强度曝气调控策略无需额外投加外部碳源，且曝气强度较低，大幅降低了处理过程中的能耗与运行成本，同时避免了因碳源过量投加导致的二次污染风险，实现了“节能、高效、环保”的处理目标。综上，低强度曝气通过强化藻菌间的正向互作、优化系统能量代谢与功能活性，有效解决了低碳氮比废水处理中氮、磷去除效率低、能耗高、依赖外部碳源等问题，推动藻菌共生系统处理性能的稳健提升，为该类废水的工程化应用奠定了坚实基础。
原文链接：Low‑intensity aeration enhances algal–bacterial synergy to improve nitrogen removal from wastewater with low carbon-to-nitrogen ratio
