近日，由香港科技大学土木及环境工程学系讲座教授陈光浩、博士后研究员郭红晓及博士生罗昱组成的研究团队，成功开发出一种整合超声波瞬时空化清洗机制的网式生物反应器废水处理技术。相关研究成果已发表于学术期刊《自然-水》。

传统的膜生物反应器(MBR)虽能有效分离水与悬浮生物质，但面临膜污染严重、需频繁清洗与更换、运行成本高昂的难题。港科大团队创新性地采用孔径10–200微米的网状材料构建网式生物反应器，其分离功能主要依靠截留固体与微生物生物质在网面自发形成的“生物滤饼”层。该系统的核心突破在于集成压电超声换能器，诱发微气泡发生瞬时空化现象——微泡急速形成并溃灭，从而瞬间清除网面污垢。此机制在好氧条件下可在10秒内完成清洗，在处理生活污水时的厌氧条件下更可缩短至3.8秒。

此项技术表现出卓越的性能与经济效益。每平方米网面处理通量高达148–307升/平方米/小时，达到传统MBR的10–20倍，且长期运行后网面结构完整性保持良好。处理出水的总悬浮固体浓度维持在20毫克/升以下，优于香港30毫克/升的排放标准，并可满足全球约75%人口的排放要求。系统能耗极低，仅需2.5–47 Wh/立方米，显著降低了运营成本。据估算，该技术可将每立方米废水的处理成本降低约0.05美元，降至传统MBR的一半。

研究团队指出，全球城市正面临气候变化、能源成本上升及污水负荷增长的多重压力。此项技术证明，在满足严格排放标准的同时，能够实现高通量、低能耗的污水处理，不仅有望减轻现有设施负担，也为人口密集城市提供了更灵活、可持续的解决方案，实现了为社会创造真实价值的研究目标。

出版详情： 作者：Yu Luo 等人，标题：《瞬态空化作用可实现网状生物反应器中污泥的超快速去除，从而在废水处理过程中实现高效的污泥-液体分离》，发表于：《自然·水》(2025)。期刊信息：《自然·水》