中山大学环境科学与工程学院孟凡刚教授受邀在第6期“水科学技术前沿沙龙（Water Insight）”作了题为《污水生物处理系统中膜-微生物互作机制及调控》的报告。

膜生物反应器（Membrane Bioreactor, MBR）耦合了生物处理和膜分离过程，具有出水水质好、占地面积小、污泥产量低等优点，在我国污水处理领域发挥着巨大作用。但是，MBR技术在应用中存在两点问题：一是对微生物聚集体的赋存、互作机制及环境适应性等生态规律的解析不够深入，难以充分发挥微生物的全部功能；二是膜污染机制尚不明晰，缺乏缓解膜污染问题的有效手段。针对上述问题，孟凡刚教授及其团队围绕微生物聚集体的微观规律、膜污染的微生态机制及MBR过程优化等三方面进行了深入研究。

在微生物聚集体的微观规律方面，孟凡刚教授提出了微生物聚集体形成过程的絮体尺寸效应，阐明了微生物非线性互作机制，并揭示了微生物的环境适应机制，发现水平基因转移是反硝化菌功能多样性的重要途径，稀有物种对辅助功能群落建立适应机制有很大贡献。

在膜污染的微生态机制及其控制方面，孟凡刚教授在菌株水平揭示了细菌胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances, EPS）及溶解性微生物产物（Soluble Microbial Products, SMP）的膜污染机制，发现α1-4糖苷键和酰胺II键对细菌在膜表面的沉积具有重要作用，衰亡期细菌产生的SMP具有更严重的膜污染潜能；在亚可见尺度，发现了厌氧MBR膜污染的关键物种是参与糖类和蛋白质水解酸化的游离细菌；在群落水平，发现低通量运行、膜污染的发展都会增强微生物组装确定性，反硝化菌、糖降解菌等在膜污染中扮演重要角色。

在以上研究的基础上，孟教授及其团队通过菌群调控对MBR过程进行了一系列优化：（1）通过优化水解菌的生境，实现了MBR系统反硝化除磷和部分厌氧氨氧化，运行能耗降低38%；（2）通过基质诱导将失效膜组件改造成膜生物接触器，定向富集反硝化群落，强化了系统抗冲击能力，同时节省碳源30%。最后，孟教授指出，充分利用膜材料功能多样化特点（分离功能、载体功能、隔离功能等）可能为缓解膜污染提供新思路。

孟凡刚教授作主讲报告

广东工业大学马金星教授从技术和标准两方面和孟凡刚教授展开探讨，认为厌氧MBR是未来技术的发展方向之一，溶解性甲烷问题在工程化应用过程中不可忽视，高校联合企业等将现有膜污染防控措施研究上升为标准对于膜法水处理行业规范化发展具有重要意义。华中农业大学周云教授从学科交叉角度展开交流，提出了通过微生物学机理来指导膜材料选择或改性来减缓膜污染的设想。孟凡刚教授从工程应用、企业需求、微生物特性等角度，一一回答了老师同学们的问题。

马金星教授和周云教授参与研讨

林红军教授主持沙龙

2023年6月17日上午，第6期“水科学技术前沿沙龙（Water Insight）”以线上形式成功举办。Water Insight由《Water Cycle》国际期刊、中国环境科学学会水处理与回用专业委员会、清华大学环境学院、环境前沿技术北京实验室主办。

出席此次沙龙的专家有中山大学环境科学与工程学院的刘广立教授、中山大学环境科学与工程学院孟凡刚教授、浙江师范大学地理与环境科学学院林红军教授、广东工业大学生态环境与资源学院马金星教授、华中农业大学资源与环境学院周云教授等专家学者。沙龙在学术会议平台直播，来自全球各地的环境领域专家、学者、研究生等4700余人次参加。

沙龙的联合主办单位为清华大学环境学院、中山大学环境科学与工程学院、浙江师范大学地理与环境科学学院、广东工业大学生态环境与资源学院、华中农业大学资源与环境学院、清华大学深圳国际研究生院、中国人民大学环境学院、北美环境工程与科学华人教授协会（CAPEES）、欧洲环境-生态与可持续发展华人学会（CESEES）等。