①课题来源与背景； 1）课题来源：广东省省级科技计划。课题来源单位：广东省科学技术厅。课题立项名称：生物膜电极耦合人工湿地强化去除微囊藻毒素和硝酸盐。课题立项编号：2017A020216003。经费实际投入额：30万元人民币，广东省科技厅一次性拨款。 2）课题背景：水环境(尤其饮用水水源)中微囊藻毒素(Microcystins, MCs)和硝酸盐污染是目前国际上普遍关注的环境问题。MCs能引发肝癌或急性肝功能障碍；而硝酸盐含量与MCs含量呈正相关关系，也对人类健康存在较大危险。常规自来水处理工艺和加热煮沸不能有效去除MCs和硝酸盐。人工湿地(CW)被认为是有前景的多目标污染物去除技术，但需要对CW进行工艺改进以提高对这两种污染物的处理效果。生物膜电极耦合人工湿地反应器(BE-CWR)所需要的氧化还原电位梯度根据水流方向和湿地深度的不同可以在CW系统中自发形成。在BE-CWR中，阳极氧化作用直接提高难降解/毒性有机废水处理效率，还可提高废水可生化性，有利于湿地微生物过程的进一步降解；阴极还原过程产生的某些副产物如氢气等也可被微生物用于反硝化，形成内部供氢的方法(氢利用率高、安全)。从而，BE耦合CW可能是一种有效的同时处理MCs和硝酸盐的技术。人工湿地与微生物燃料电池结合的报道近些年逐渐增多，但与生物膜电极结合的研究几乎未见报道。 为此，本研究开展生物膜电极耦合人工湿地反应器(BE-CWR)强化MC-LR氧化和硝酸盐还原的研究，为消除水体(尤其是饮用水水源)中MCs和硝酸盐提供新技术。

    ②技术原理及性能指标； 结果显示，BE-CWR的条件比传统人工湿地(CW)更有利于MC-LR和硝酸盐氮的去除，功能菌存在及优化的参数提高了BE-CWR系统中MC-LR和硝态氮的降解效率(分别提高15%和13%)。在BE-CWR中添加Fe氧化物可有效提高对地表水MC-LR的降解率（提高17%），并富集产电细菌。在BE-CWR中的自养和异养反硝化菌相对丰度均显著高于CW系统，硝酸盐还原更加完全。蔥醌(AQDS)能进一步提高系统对MC-LR和硝酸盐氮的去除性能，AQDS在电子传递中起到了作用，相关功能微生物受益而在微生物群落中呈现较高的相对丰度。共发表SCI 收录论文 4篇，EI收录论文1篇，中文核心论文 2篇；申请 3 项发明专利并授权 2 项；培养硕士研究生 4 名；完成研发强化处理 MCs 和硝酸盐污染物的新型装置(BE-CWR)1 套；形成《生物膜电极耦合人工湿地强化去除微囊藻毒素和硝酸盐》研究技术报告 1 部；研发新材料 1 项；研发新工艺 1 项。

     ③技术的创造性与先进性； 本研究成果为同时消除水体(尤其是饮用水水源)受MCs和硝酸盐污染的水源水净化提供了理论基础和一种可行的技术方法。本研究证实了BE耦合CW是一种有效的同时阻控MCs和硝酸盐污染物的技术。

    ④技术的成熟程度，适用范围和安全性； 本技术属于水处理技术，尤其适用于饮用水水源MC-LR和硝酸盐污染的预处理（工艺装置可以建设在取水口附近，也可以建设在水厂内），也可用于江河湖海等污染水体的治理。

    ⑤应用情况及存在的问题； 本项目取得的技术成果，可以作为水质突发氮和藻毒素复合污染事故时的技术储备，对于水质改善有需求的水厂或城市水环境整治，也将发挥十分有效的作用。通过本项目的实施，专业人才得到进一步锻炼，科研能力大幅提升，取得的专利将适时进行转化。

    ⑥历年获奖情况； 无。