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清华大学王建龙教授团队“固体碳源深度脱氮净水技术及应用”通过成果鉴定
2019-12-02 15:04       来源:工业水处理       作者:       分享:

2019年11月28日,由清华大学王建龙教授团队与北京大学、宁波水思清环境科技有限公司联合共同完成的“固体碳源深度脱氮净水技术及应用”项目通过了由中国环境学会组织的科技成果鉴定。

由哈尔滨工业大学张杰院士、中国环境科学研究院吴丰昌院士、南方科技大学徐政和教授、北京科技大学汪群慧教授、中科院生态环境研究中心王爱杰研究员等专家组成了鉴定委员会。鉴定结论指出,该研发成功达到了国际领先水平,推广应用前景广阔。

该项目成果是基于清华大学、北京大学及宁波水思清环境科技有限公司承担的包括8个国家自然科学基金项目、2个科技部国际科技合作项目、3个水专项子课题、1个环保部公益项目等课题在20余年来形成的基础研究及产业化应用成果。业已获得22项相关专利授权,并发表120余篇学术论文。

水体中硝酸盐的去除仍然是水污染控制领域中的难题。

目前,水中硝酸盐的去除方法有物理化学法和生物反硝化法两大类。物理化学法主要有离子交换法与膜分离法。离子交换工艺处理发展比较成熟, 投资相对较低。其局限性主要表现在:再生液含盐量高,处理困难;选择性低,硫酸根等会对硝酸根产生竞争吸附。膜分离法主要包括反渗透与电渗析,其缺点是费用较高,对硝酸根缺乏选择性,产生的浓缩废盐水需进一步处理。

本项目提出的固相碳源反硝化属于生物反硝化法,与物理化学方法相比,其主要优点是能彻底消除硝酸盐的污染(将硝酸盐氮还原为氮气),而且适合大规模的工程应用。该方法能有效避免传统工艺中碳源投加容易过量而影响出水水质的风险,而且对进水pH、溶解氧等具有较强的适应性。该技术不但能有效去除硝酸盐,还能同时去除水中微量有机污染物(如农药等)。

该项目采用先进生物材料,提出新颖的固相碳源反硝化技术,开发了新型的水处理装置,尤其是配套研发高效反硝化菌剂联合使用。固相碳源反硝化技术能保证反应装置稳定运行,易调控,而且对环境条件的变化具有较强的适应力。可广泛应用于地下水、地表水、饮用水、工业废水、养殖业废水等不同水体的生物脱氮。目前,国内外还没有同类技术在工程实践中应用。

生物降解材料既作为脱氮微生物附着生长的载体,又充当脱氮微生物的碳源,创造了一个稳定、易于维护的微生物生存环境。同时,生物降解材料还可以作为吸附剂,对水中微量、乃至痕量的有毒污染物进行富集浓缩,促进其生物降解,这是对传统水处理技术的重大突破。

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该研究成果已在宁波首创餐厨垃圾废水处理示范工程、新宝象河面源污染治理工程、宁波南区污水处理厂、宁波海绵城市建设江北区河道工程治理等工程应用,结果表明处理后水质均满足相应标准,运行稳定效果良好。

鉴定委员会一致认为,项目组在固体碳源深度脱氮机理研究的基础上,通过研发新型固相反硝化碳源与配套工艺及装置,实现了固体碳源深度脱氮技术的自主创新,并应用于工程实践;发明了生物降解材料与淀粉及生物质共混的系列固相反硝化碳源,基于高效脱氮微生物与相应的固体碳源精确匹配,显著提高了碳源的利用效率和反硝化速率;揭示了固体碳源表面反硝化生物膜的形成特性及规律,确定了溶解氧、温度、PH等环境条件变化对反硝化速率的影响,同时实现了对水中硝酸盐和微量污染物的去除,拓宽了生物脱氮技术的应用范围;研发了适用于不同水体的固体碳源深度脱氮的工艺及装置,并开展了用于污水处理厂二级出水地下水地表水及餐厨垃圾废水脱氮的示范研究,取得了较好的效果。

鉴定委员会认为,该成果达到国际领先水平,推广应用前景广阔,具有显著的环境、经济和社会效益

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