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纳米二氧化锰耦合碳源界面调控强化生物活性炭去除水源水中氨氮机理研究
结题报告
批准号:
52000037
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
秦雯
依托单位:
学科分类:
饮用水工程
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
秦雯
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中文摘要
针对生物活性炭(BAC)工艺中生物膜形成速度慢、自养硝化作用不稳定、氨氮在液(水)-固(生物膜)界面间传质效率低而导致的水源水中氨氮去除效能差的问题,本项目提出纳米二氧化锰(nMnO2)耦合碳源界面调控强化BAC去除氨氮的策略:有机碳源加快生物膜定植速度,促进异养硝化菌自然富集以强化生物膜功能性;nMnO2提高氨氮在液-固界面间传质效率,促使其在载体界面形成“界面吸附-微生物降解-界面吸附”的循环去除过程。本项目将探究nMnO2耦合碳源界面调控方式的优化条件及其界面调控效应,解析界面调控强化BAC生物膜功能性的机理,并从微生物生态学、生化反应、物质转化等多角度阐明界面调控的BAC体系中生物降解、吸附及化学氧化作用的协同机制,揭示界面调控强化BAC去除水源水中氨氮的机理。本项目研究成果将为nMnO2耦合碳源界面调控强化BAC去除水源水中氨氮技术的应用提供可靠的理论基础和关键技术支撑。
英文摘要
Aiming at the problem of poor ammonium removal caused by slow initial biofilm formation, unstable autotrophic nitrification, and poor mass transfer efficiency at the liquid (water)- solid (biofilm) interface of ammonium in Biological Activated Carbon (BAC) process, this project proposes a strategy that enhances ammonium removal in BAC by nano-manganese dioxide (nMnO2) coupled with carbon source interface regulation: Organic carbon source accelerates biofilm colonization rate, promotes natural enrichment of heterotrophic nitrifying bacteria to strengthen biofilms functionalization; nMnO2 increases ammonium's mass transfer efficiency between liquid - solid interface to promote the formation of a cycle, "interface adsorption - microbial degradation - interface adsorption", in carrier interface. This project will investigate the optimal conditions for nMnO2 coupled with carbon source interface regulation and its interface regulation effect, and clarify the mechanism of biofilm functionalization enhanced by interfacial regulation. Then, the synergistic mechanism of biodegradation, adsorption and chemical oxidation in the interface-regulated BAC will be studied from the perspectives of microbial ecology, biochemical reaction and material transformation. Finally, the mechanism of ammonium removal of BAC from source water enhanced by nMnO2 coupled with carbon source interface regulation will be revealed. The results of this project will provide theoretical basis and technical support for application of BAC removing ammonium enhanced by nMnO2 coupled with carbon source interface regulation.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.envres.2023.117436
发表时间:2023-10-23
期刊:ENVIRONMENTAL RESEARCH
影响因子:8.3
作者:Qin,Wen;Zheng,Chengyuan;Ma,Jun
通讯作者:Ma,Jun
DOI:10.1016/j.jwpe.2021.102290
发表时间:2021-10
期刊:Journal of Water Process Engineering
影响因子:7
作者:Weng Qin;Yang Luo;Wen-tao Zhao;Yunlong Luo;Xing-Zhi Du;Z. Wang
通讯作者:Weng Qin;Yang Luo;Wen-tao Zhao;Yunlong Luo;Xing-Zhi Du;Z. Wang
DOI:10.1016/j.cej.2023.145913
发表时间:2023-09
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Yang Song;Jianshan Peng;Ziquan Zhao;Wen Qin;Jin Jiang;Jun Ma
通讯作者:Yang Song;Jianshan Peng;Ziquan Zhao;Wen Qin;Jin Jiang;Jun Ma
DOI:10.1016/j.envres.2023.117606
发表时间:2023-11
期刊:Environmental research
影响因子:8.3
作者:Wen Qin;Qiurong Xiao;Miaoqing Hong;Jingru Yang;Yangsuk Song;Jun Ma
通讯作者:Wen Qin;Qiurong Xiao;Miaoqing Hong;Jingru Yang;Yangsuk Song;Jun Ma
DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.1967.22.338
发表时间:2023
期刊:环境科学与技术
影响因子:--
作者:宋阳;彭健珊;李凯;秦雯;王志红;刘立凡
通讯作者:刘立凡
地下水中铁锰原位活化过一硫酸盐耦合石英砂过滤对微污染有机物的界面氧化研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    秦雯
  • 依托单位:
基于生物膜功能性调控强化生物活性炭去除水源水中氨氮效能的机理研究
  • 批准号:
    2020A151501719
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    秦雯
  • 依托单位:
国内基金
海外基金