近日，在全国首个科普月主场活动中，由中国科协青少年科技中心（中国科协科普活动中心）携手中国环境科学学会策划“智汇青春·科创成果向未来”主题展。同济大学和中山大学的本科生科研团队，在污泥和抗生素废水无害化处理和资源化利用中取得成果。

同济大学团队：“点泥成金”的技术突破

城市污水处理过程产生的污泥含有大量有机质，且氮磷钾等植物营养元素丰富，具有资源转化潜力。按照传统的处理方式，污泥的处理费用占据整个污水处理过程近一半，且大量持续的焚烧将难以实现生态系统的物质循环。在城市化和双碳目标的大背景下，污泥的无害化处理、特别是资源化处理处置已成为当下智慧城市和无废城市建设的必然选择。厌氧消化可实现污泥中有机质向甲烷的转化，并富集缓释碳源，逐渐成为污泥处理的主流技术。然而，污泥独特的物质属性和厌氧微生物低代谢活性导致的低效性成为该技术的发展问题。

科研团队考虑到，生物代谢的本质是以微生物主导的氧化还原反应，因此，采用电化学增效反应底物与微生物间的电子转移过程，能够有效的增速厌氧微生物代谢，加速污泥的厌氧消化效率，这具有科学性与可行性，并具备一定研究基础。该新型厌氧反应器通过优化消化反应电子传递过程，并富集筛选活性微生物，从而有效地提升污泥的厌氧消化效率，使沼气的产生速率提升20%。消化产生的沼气可替代化石燃料进行燃烧发电，消化后的污泥则可作为植物营养土在园林绿化与花卉养殖方面进行土地利用。

中山大学团队：“果冻屋”净化废水的新路径

城市污水处理关乎人民群众的公共健康和城市水生生态，常规污水处理对抗生素残留的去除率有限，中山大学的学生们通过查阅文献发现，国内外对“水凝胶技术”和“生物处理技术”应用于含抗生素废水都有探索，但能将二者结合起来的研究和实践较少。在老师的启发下，学生团队提出了“把水凝胶做成微生物新家”的构想，既能为微生物提供稳定环境，又能有效治理污水。

在设计“果冻屋”时，团队并不满足于单一的微生物载体功能，而是把承载微生物、加快降解过程、促进能量回收和实现外部可控调节等功能打包结合，形成多功能协同系统。为此，他们利用水凝胶微孔结构对微生物进行封装，既保证了微生物的稳定附着，又保持了良好的物质交换。研发团队还嵌入导电组分活性炭，建立了电子通道，加速了微生物的代谢过程，让废水处理具备回收潜力。特别是其中的红外响应设计让“果冻屋”小球能够在外场作用下调节温度，提升了反应速率和系统可控。

该系统最大的难点在于，如何保持多功能的同时，不破坏微生物的活性，因为导电材料和功能填料的配比会影响微生物的生长环境。团队反复调整剂量配比，最终让“果冻屋”真正具备了多功能一体化的优势。

目前，团队已经在尝试中试规模的反应器实验，并积极寻求与污水处理企业的合作，以期通过试点示范把科研成果逐步推向产业化应用。

课外科技创新项目：超越课堂的成长礼物

无论是同济大学的污泥无害化处理，亦或是中山大学的污水处理“果冻屋”科研创新，灵感均来自课堂之外的探索与跨学科实践。这些项目不仅锻炼了学生综合运用知识解决实际问题的能力，也实现了“知行合一”。

广大学子在展示现场对科研团队取得的成绩表达敬意的同时，也对课外科技创新项目产生了浓厚的兴趣。这场身临其境的真实和生动的讲解，让生物科技知识得以普及，也使得科学精神得以传播。

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