STTR Phase I: Electrochemical Water Treatment Devices to Combat Harmful Algal Blooms

STTR 第一阶段:对抗有害藻华的电化学水处理装置

基本信息

  • 批准号:
    2321315
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader/commercial impact of this Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project is in the development of a harmful algal bloom (HAB) mitigation technology. HABs are cyanobacterial plumes that are often acutely toxic to aquatic organisms, animals, and humans because of the cyanotoxins released by them. HABs have become an emerging threat to the recreational use of lakes and drinking water supplies. It is challenging for conventional centralized water treatment processes to mitigate HAB events and cyanotoxins that occur frequently and irregularly due to increased nutrient discharge and global climate change. The direct economic impact of HABs in the U.S. is estimated to be $50 million per year. The proposed HAB mitigation technology aims to intercept of eliminate such blooms at the early stage. The technology is based on electrochemical oxidation and features faster removal of both cyanobacteria and cyanotoxins. The solution should also result in fewer disinfection byproducts compared with conventional chlorination and ozonation methods. The technology uses cheaper, locally sourced electrode materials thereby reducing capital costs and potential supply chain challenges. These improvements could make the technology accessible to larger customer base and as such, improve water quality for larger populations. In addition, energy consumption may be reduced significantly allowing for more effective treatment. The reduction in HABs would ensure the continued use of water resources for recreation, reducing health risks and increasing property values of lakeside residences. The project is focused on the development of an innovative electrochemical technology to remove HABs safely and effectively from bodies of water. Removal of harmful algal blooms is accomplished through an electro-oxidation (EO) process that does not require the addition of any chemicals, is quick, and easy to use. Phase I research and development will include the development of new electrode materials aimed at reducing the electrode costs by up to 50% by substituting the base metal and the dopant in the coated electrode material. The team will also evaluate the environmental impact of the treatment process on non-algae model organisms.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这一小企业技术转让(STTR)第一阶段项目的更广泛/商业影响是开发有害藻华(HAB)缓解技术。 有害藻华是蓝藻羽状体,由于其释放的蓝藻毒素,通常对水生生物、动物和人类具有急性毒性。有害藻华已成为对湖泊和饮用水供应的娱乐用途的一种新的威胁。由于营养物排放增加和全球气候变化,传统的集中式水处理工艺难以缓解频繁和不规则发生的赤潮事件和蓝藻毒素。在美国,赤潮的直接经济影响估计为每年5000万美元。 拟议的赤潮缓解技术旨在早期拦截或消除此类水华。该技术是基于电化学氧化和功能更快地去除蓝藻和蓝藻毒素。与传统的氯化和臭氧化方法相比,该解决方案还应产生更少的消毒副产物。该技术使用更便宜的本地电极材料,从而降低了资本成本和潜在的供应链挑战。这些改进可以使更大的客户群获得该技术,从而为更多的人口改善水质。此外,可以显著降低能量消耗,从而允许更有效的治疗。有害生物的减少将确保水资源继续用于娱乐,减少健康风险,并增加湖边住宅的财产价值。 该项目的重点是开发一种创新的电化学技术,以安全有效地去除水体中的有害生物。去除有害藻华是通过电氧化(EO)过程完成的,该过程不需要添加任何化学品,快速且易于使用。 第一阶段的研究和开发将包括开发新的电极材料,旨在通过替代涂层电极材料中的贱金属和掺杂剂,将电极成本降低高达50%。 该团队还将评估处理过程对非藻类模式生物的环境影响。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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