海南大学生态与环境学院海南省农林环境过程与生态调控重点实验室马斌研究员课题组，针对目前普遍采用的传统污水生物脱氮除磷技术能耗高、有机碳源需求量大等问题，通过微生物菌群调控研究开发低碳低能耗深度脱氮除磷技术，近期在深度脱氮除磷、降低有机碳源需求及系统菌群分布及互作等方面取得进展，成果发表在3个中科院一区TOP期刊，并通过校企合作在长流污水厂建立了中试示范基地，具体如下：
（1）利用微生物自固定化培养了内源短程反硝化厌氧氨氧化（EPDA）颗粒污泥，平均粒径为0.89 mm。成熟的颗粒污泥促进厌氧氨氧化菌原位富集，并占据着颗粒内层，内源反硝化菌分布在颗粒外层。宏基因组和宏转录组分析发现厌氧氨氧化菌代谢相关酶活性远远高于反硝化菌代谢相关酶。运行330天后，实现氮和磷同步去除，出水总氮和磷为6.68 mg/L和0.06 mg/L，厌氧氨氧化菌脱氮贡献率为75%。（Chemical Engineering Journal, 2023.468:143799 中科院一区TOP期刊，IF 16.744））
（2）在实现EPDA的基础上，联合应用游离亚硝酸盐处理污泥等策略，强化了短程硝化厌氧氨氧化脱氮，进一步降低脱氮对有机碳源的需求。结果表明进水C/N比和总氮分别平均为2.86和59.59 mg/L的条件下，实现出水总氮为3.29 mg/L。（Bioresource Technology, 2023.383:129227，中科院一区TOP期刊，IF 11.889）
（3）短程反硝化厌氧氨氧化颗粒污泥粒径不同微生物菌群及功能不同，且大小颗粒之间存在互养（Cross-feeding）。以Candidatus_Brocadia为主的厌氧氨氧化菌丰度随粒径的增加而增加，在粒径0.9-1.6 mm处达到峰值为14.63%。以Thauera为主的反硝化菌丰度从粒径<0.2 mm的83.30%下降到粒径0.5-0.9 mm的23.50%。0.9-2.0 mm颗粒中外层反硝化菌与内层厌氧氨氧化菌协同脱氮。（Journal of Cleaner Production, 2023.414:137714，中科院一区TOP期刊，IF 11.072））
（4）基于上述实验室研究成果，与北控水务集团（海南）有限公司合作，在海口长流污水厂建设了热带地区低碳低能耗城镇污水深度脱氮除磷技术研发与示范中试示范基地。通过校企合作，将科研论文写作祖国的大地上，为海南“六水共治”提供新技术支撑。（《海南新闻联播》“坚决打赢“六水共治”攻坚战 | 热带地区低碳低能耗污水处理技术运用 助力污水处理提质增效”http://v.hinews.cn/page-1451160.html）
近年来马斌研究员主要从事低碳低能耗城市污水处理与资源化及天然橡胶加工废水处理技术研究与应用。2020-2022连续3年入选全球前2%顶尖科学家榜单，2020年入选海南省南海名家（青年项目）。承担各类科研项目21项，包括国家自然科学基金3项；以唯一第一或唯一通讯作者在Environmental Science & Technology,Chemical Engineering Journal等期刊发表中科院一区TOP期刊SCI论文19篇，ESI全球前1%高被引论文2篇；曾获得海南省高等学校首届生态环境类专业青年教师教学技能竞赛一等奖。
