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基于亲疏水组分物化性质与水分分布分型耦合对应关系的污泥水分赋存状态界定识别及水-固界面作用机制研究
结题报告
批准号:
51978495
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
柴晓利
依托单位:
学科分类:
固废资源转化与安全处置
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
柴晓利
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中文摘要
深度脱水作为重要的预处理工艺,可有效实现污泥减容、减量与焚烧热值提升,将污泥结合水高效转化为自由水是有效提高污泥深度脱水效率的关键,然而由于污泥水分分型分布规律及结合水转化机制尚不清晰,现有污泥脱水调理工艺存在技术选择针对性差、药剂投加量大、脱水效率低等问题。本课题基于污泥絮体微观结构的同步辐射X射线层析成像技术实现污泥水分分型分布的原位观测,并以污泥脱水调理过程中的化学组成与分子结构演变规律为出发点,深入解析污泥水-固界面作用机制及表面结合能等热力学量化特征,进而基于水分赋存状态与污泥组成结构的潜在相关性建立科学准确的水分分型理论,在实现污泥水分赋存状态多角度界定识别的基础上,阐明污泥脱水调理工艺过程中的结合水迁移转化机制,对于开发基于污泥水分分型高效转化的脱水调理技术、优化提升污泥脱水工艺效率、降低脱水能耗及药剂投加量具有重要的理论和实际意义。
英文摘要
As the primary step of waste activated sludge (WAS) treatment, the effective dewatering process can substantially reduce the volume and amount of sludge. Maximizing the conversion of bound water into free water is regarded as the key point to improve the dewatering efficiency. However, due to the insufficiency in the mechanistic analysis on water state differentiation and transformation, the basis for conditioning reagent selection and corresponding dosage determination remains unclear. The objectives of this project are (i) to realize the synchrotron X-ray visualization of bound water occurrences in WAS; (ii) to reveal the mechanism of solid-liquid interface action based on the molecular structure analysis on extracellular polymeric substances (EPS) of WAS; (iii) to quantitatively analysis the thermodynamic characteristics of solid-liquid interface action; and (iv) to refine bound water fractions based on their potential correspondences to the physiochemical properties of WAS compositions. All the above designs are believed to provide novel insights into the development of sludge conditioning methods based on the directional transformation of bound water, and also lay foundations for improving dewatering efficiency and reducing energy and reagent consumption during dewatering process.
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.watres.2021.117461
发表时间:2021-07
期刊:Water research
影响因子:12.8
作者:Boran Wu;Hao Wang;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
通讯作者:Boran Wu;Hao Wang;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
DOI:10.1016/j.cej.2020.128212
发表时间:2021-04
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Boran Wu;Hao Wang;Chengxian Wang;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
通讯作者:Boran Wu;Hao Wang;Chengxian Wang;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
DOI:10.1016/j.jenvman.2023.118968
发表时间:2023-09
期刊:Journal of environmental management
影响因子:8.7
作者:Hewei Li;Chunjiang Li;Kun Zhou;Wei Ye;Yufei Lu;Xiaoli Chai;Xiaohu Dai;Boran Wu
通讯作者:Hewei Li;Chunjiang Li;Kun Zhou;Wei Ye;Yufei Lu;Xiaoli Chai;Xiaohu Dai;Boran Wu
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c03863
发表时间:2022-09
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
影响因子:--
作者:Boran Wu;Hewei Li;Kun Zhou;Xiaoli Chai;Xiaohu Dai
通讯作者:Boran Wu;Hewei Li;Kun Zhou;Xiaoli Chai;Xiaohu Dai
DOI:10.1016/j.watres.2022.118737
发表时间:2022-06
期刊:Water research
影响因子:12.8
作者:Boran Wu;Hao Wang;Yunbin He;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
通讯作者:Boran Wu;Hao Wang;Yunbin He;Xiaohu Dai;Xiaoli Chai
基于聚羟基烷酸酯诱导的水体微生物群落结构演替规律及其种间高阶作用机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
基于植被与覆盖土复合传输机制的填埋场汞释放通量预测模型构建
  • 批准号:
    51678427
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
基于植被与覆盖土复合传输机制的填埋场甲烷释放预测模型构建
  • 批准号:
    51478327
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
填埋场覆盖土-植被-大气间汞的交换机制对汞的形态分布及释放通量的影响研究
  • 批准号:
    51278357
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
填埋场植被与覆盖土复合作用对甲烷释放影响机制研究
  • 批准号:
    51078285
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    37.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
填埋场甲烷化时期腐殖质与汞的非生物作用对其形态分布和释放规律的影响
  • 批准号:
    20877057
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    柴晓利
  • 依托单位:
国内基金
海外基金