电极微纳界面调控及强化微污染废水疏水性难降解有机物深度去除协同增效机制

基本信息
批准号:21577162
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:王爱杰
学科分类:
依托单位:中国科学院生态环境研究中心
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程浩毅,崔丹,梁斌,夏雪,张博,高灵芳,洪晨,云慧,韩京龙
关键词:
疏水性难降解有机物微纳界面废水安全回用协同催化生物电化学
结项摘要

The in-depth treatment and reuse of lightly polluted wastewater have both economic and ecological values. However, the presence of trace level recalcitrant organic pollutants in these wastewaters is the bottleneck problem for their safe reuse. Focusing on the in-depth removal of trace level hydrophobic recalcitrant organic pollutants from lightly polluted wastewater, this research will utilize the scalable bio-electrochemical wastewater treatment systems, tackle the aforementioned issue through the adjustment of the structures and properties of the micro/nano-interface of the electrode, and establish the academic thoughts of cascade degradation, transformation and in-depth removal of hydrophobic organic pollutants through enhanced pollutant migration (specific adsorption) and transformation (electrocatalytic and biocatalytic transformation). In order to realize the synergistic effects among concentrate of contaminants (enhanced adsorption), concentrate of biomass (enhanced biocatalysis) and the coupling effect of bio-electrochemical degradation, this research will place the emphasis on controlled construction and controllable adjustment mechanism of the micro/nano-interface of electrode materials. The research outcome of this project will provide new technical pathways for the effective control of the environmental risks of hazardous pollutants in the lightly polluted wastewater, and will serve as scientific basis for the subsequent reuse of treated wastewaters; therefore, this project has important scientific meanings and engineering values.

微污染废水深度处理再生利用具备经济和生态双重价值。但是,水中微量难降解有机污染物残留是制约废水安全回用的瓶颈问题。本研究面向微污染废水中微量疏水性难降解有机物的深度去除,以典型抗生素/抗菌剂类高风险污染物(如三氯生、三氯卡班等)为研究对象,利用可规模化处理废水的生物-电化学耦合工艺体系,重点研究电极微纳界面多尺度调控强化污染物定向转移、定向转化和深度矿化的作用机制,揭示电极载体材料微纳界面定向构筑对污染物增浓、微生物增浓和生物-电化学协同催化等过程的影响规律,揭示电极界面反应的可控化调节对加速污染物特异性吸附、电化学催化、生物降解、深度矿化等功能过程的影响规律,旨在为有效控制微污染废水中有毒有害污染物的环境风险提供新的技术途径,为实现废水安全回用提供科学依据和指导。研究思路和技术方法具有重要的科学意义和工程应用价值。

项目摘要

微污染废水深度处理再生利用具备经济和生态双重价值。但是,水中微量难降解有机污染物残留是制约废水安全回用的瓶颈问题。本研究围绕微污染废水中微量疏水性难降解有机污染物的深度去除,利用可规模化处理废水的生物-电化学耦合工艺体系,从调控电极微纳界面的结构和性能入手,提出污染物强化转移(特异性吸附)和强化转化(电化学与生物联合催化)等功能复合、协同增效,实现微量疏水性有机污染物梯级降解转化与深度去除的学术思路。重点研究了电极材料微纳界面的定向构筑与可控化调节机制,以实现污染物增浓(强化吸附)、增浓强化降解(加快反应速率)和生物-电化学协同增效(强化胞外电子传递、提高电导率)等功能作用叠加,从而加速污染物深度去除及矿化。本研究成果将为有效控制微污染废水中有毒有害污染物的环境风险提供新的技术途径,为实现废水安全回用提供科学依据和指导,所提出的研究思路和技术方法具有重要的科学意义和工程应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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