印染废水溶解性有机氮生变规律及基于零价铁的优化调控去除研究
批准号:
52070040
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈红
依托单位:
学科分类:
工业水处理与回用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈红
中文摘要
印染行业氮的排放总量大,其高效削减对防护水体富营养化意义重大。印染废水中的氮主要来源于偶氮染料及尿素,导致印染废水呈较高浓度溶解性有机氮(DON)的污染特征,因此DON的高效去除与调控成为生物脱氮的关键。本项目拟通过研究进水有机氮的降解速率、降解产物及氮的迁移转化,获悉印染废水有机氮的生变规律以及有机氮降解的限制因子;其次,通过研究微生物在印染废水处理过程中受到的氧化应激及胞外聚合物的分泌与释放,解析微生物含氮代谢产物的生成机制;此外,通过在生化阶段引入零价铁的调控策略,基于提高生物脱氮系统中外源性有机氮的降解并同时降低微生物含氮代谢产物的内源性有机氮生成的思路,实现优化调控DON及总氮的去除,并开展相关机理研究。研究成果将从有机氮脱除角度丰富完善印染废水生物脱氮处理内涵,为印染废水高效脱氮提供科学依据及技术支撑。
英文摘要
The total amount of nitrogen emissions in the printing and dyeing industry is large, and its efficient reduction is of great significance to protect the waterbody from eutrophication. The nitrogen in printing and dyeing wastewater is mainly derived from azo dyes and urea, making the printing and dyeing wastewater have the pollution characteristics of high concentration of dissolved organic nitrogen (DON). Therefore, the efficient removal and regulation of DON has become the key to biological nitrogen removal. This project intends to learn about the fate of DON in printing and dyeing wastewater and the limiting factors of organic nitrogen degradation via investigating the degradation efficiency, degradation products of influent DON, and the migration and transformation of nitrogen species; Then, by studying the oxidative stress and extracellular polymer secretion and release of microorganisms during the process of printing and dyeing wastewater treatment, the formation mechanism of nitrogen-containing metabolites is analyzed; In addition, by adopting the control strategy of introducing zero-valent iron into the biological treatment stage, based on the idea of simultaneously improving the degradation of exogenous organic nitrogen and reducing the production of endogenous organic nitrogen in microbial nitrogen-containing metabolites in the biological nitrogen removal system, the enhanced removal of DON and TN is expected to achieve, and the relevant mechanism research is carried out. The results of this project will enrich the connotation of biological nitrogen removal of printing and dyeing wastewater from the perspective of organic nitrogen removal, and provide a scientific basis and technical support for the efficient removal of nitrogen from dyeing and printing wastewater.
印染行业氮的排放总量大,其高效削减对防护水体富营养化意义重大。印染废水中的氮主要来源于偶氮染料及尿素,导致印染废水呈较高浓度溶解性有机氮(DON)的污染特征,因此DON的高效去除与调控成为生物脱氮的关键。本项目首先探究了印染废水生物处理过程DON的转化规律,以活性黑5(RB5)作为印染废水的模式DON,对比研究了进水氮源为RB5、尿素、NH4Cl的合成废水在生物处理过程氮的生变规律,以及有机氮的水质特性;其次,在生化阶段引入零价铁,通过提高生物脱氮系统中外源性有机氮的降解并同时降低微生物含氮代谢产物的内源性有机氮生成,实现出水中DON总量及生物可利用性DON含量的削减,并从微生物角度解析了调控机制。.研究发现,采用水解酸化-好氧-缺氧工艺处理废水,当进水中含有难降解偶氮染料时,DON的浓度波动范围大,且出水中DON占TN的比例高达65.5%;RB5会促进可溶性微生物产物(SMP)类DON生成,且处理过程伴随难降解DON生成;在最终出水中,RB5组的亲水性/小分子DON的浓度及占比均比尿素组和NH4Cl组更高,由于我国印染产能主要沿海分布,因此具有刺激藻类生长的环境风险。当在生物处理阶段引入Fe0(G-Fe组),出水DON浓度由3.9下降至2.4mg/L,亲水性、小分子DON浓度分别下降91.3%,63.6%,ABDON浓度下降57.4%,可有效削减DON引发的潜在环境风险。进一步研究发现,Fe0可促进含磺酸根基团的难降解DON分解,刺激水解酸化段产生更多的SMP,但在缺氧段加速分解SMP,使最终出水的mDON浓度更低,且Fe0调控了微生物组成和代谢路径,微生物种类减少,功能菌群丰度增加,污染物降解路径减少,更加集中化,从而提高了DON的降解效果。.研究成果发表于Water Res., J. Hazard. Mater.等期刊上,发表SCI论文共计19篇(以第一或通讯发表一区SCI 9篇)、EI 1篇、中文核心12篇,授权发明专利7项,指导相关研究的研究生5名。研究成果从有机氮脱除角度丰富完善印染废水生物脱氮处理内涵,为印染废水高效脱氮提供科学依据及技术支撑。
印染废水化石碳的温室气体排放及基于C-N-S协同的低碳去除路径调控
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批准号:22476019
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:陈红
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依托单位:
基于零价铁强化含抗生素的废水生物脱氮处理效能及机理研究
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批准号:51878136
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈红
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依托单位:
金属纳米颗粒与抗生素同时存在对污水生物脱氮除磷的影响及机理研究
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批准号:51508081
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2015
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负责人:陈红
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依托单位:
国内基金
海外基金