慢滤-低压纳滤协同控制典型病原微生物与再生水深度净化原理
批准号:
52070011
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
孙丽华
依托单位:
学科分类:
城市污水处理与资源化
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙丽华
中文摘要
条件致病菌、病毒等病原微生物是城市污水再生利用过程中高度关注的风险因子,有效控制病原微生物风险,是再生水深度净化与水质安全保障的重要内容和挑战。本项目拟针对再生水中典型病原微生物去除及其风险控制难题,重点围绕病原微生物与介质滤料、纳滤膜表面的微界面作用过程与机制,综合利用颗粒物界面表征、分子生物学解析等手段,研究病原微生物在滤料表面的相迁移、粘附富集、增殖或灭活等过程,阐明典型病原微生物胁迫下滤料表面微生物菌群结构及其演变规律;探索纳滤对典型病原微生物及其代谢产物去除性能,阐明纳滤去除病原微生物及其代谢产物的界面过程与膜污染机制;构建以典型病原微生物控制和微量污染物去除为目标、慢滤-低压纳滤协同的再生水深度净化工艺模式。本项目将为再生水病原微生物控制与水质安全综合保障提供基础性支撑。
英文摘要
The control of opportunistic pathogens, viruses, and other pathogenic microorganisms has received great concern and is a great challenge in the reclamation of wastewater. This project focuses on the interfacial interactions between pathogenic microorganisms and the surfaces of filter media and nano-filtration (NF) membrane, and aims to carefully investigate the processes of phase transfer, attachment and enrichment, propagation and inactivation of pathogenic microorganisms on filter media surfaces involved in. The different methods of interfacial characterization and molecular biological analysis are to be used to explore the characters and transformation of microorganisms community structure on the surfaces of filter media upon pathogenic microorganisms stress, and to illustrate the interfacial interactions between pathogenic microorganisms and NF and the removal efficiency of pathogenic microorganisms and their intermediate products. On the basis of these study, this project tends to propose the advanced treatment strategy of reclaimed water by the combined use of slow sand filtration and low-pressure NF, and potentially provides the scientific and fundamental support to control pathogenic microorganisms and related health risks for safe water reclamation.
水中条件致病菌等病原微生物是再生水回用需要关注的核心问题,但传统的再生水处理技术难以有效去除城市污水厂二级出水中的病原微生物。本课题以二级出水中典型条件致病菌去除和风险控制为目标,构建基于慢滤-低压纳滤协同的二级出水深度处理净化工艺模式,研究条件致病菌与慢滤介质滤料表面、膜表面的微界面作用过程与机制,明确低压纳滤对病原微生物去除性能与膜污染机制。研究结果发现:城市再生水回用于景观水体时,再生水处理工艺对水中军团菌、铜绿假单胞菌、鸟分支杆菌三种条件致病菌的感染概率有影响,处理工艺越完善,感染概率越低,并且受条件致病菌浓度、暴露体积、暴露频率、季节变化等风险因子的影响;在最佳滤速5 cm/h、最佳进水C/N为10、最佳Ca2+浓度为60 mg/L、最佳pH为7条件下,生物膜慢滤对条件致病菌的去除效果最佳;水中污染物在慢滤生物膜表面的沉积主要为胞外聚合物(EPS)和微生物的粘附作用,随着吸附过程的进行,污染物的吸附速率均逐渐趋于稳定;在滤速越小、进水C/N越低、进水Ca2+浓度越低、pH值为中性的条件下,滤料表面生物膜的多样性越高,物种组成越均匀;不同运行条件下滤料表面生物膜中的厌氧氨氧化菌、硝化螺旋菌、鞘氨醇单胞菌、根瘤菌、拟杆菌和酸杆菌均对条件致病菌的生长起到一定抑制的作用,上述菌属在好氧异养生物膜中的比例更高,此时对条件致病菌的去除效果最好,且颗粒黏附态条件致病菌的去除效果优于自由悬浮态;消毒过程对慢滤出水中颗粒黏附态条件致病菌的去除量多于自由悬浮态;由于膜孔径和静电斥力的作用,NF可以实现对二级出水中条件致病菌的完全去除,并且⽣物膜慢滤预处理可有效改善NF 的膜污染状况,此时的膜⽐通量最⾼,膜污染指数最低,膜污染总阻⼒下降程度更⼤,膜表⾯的滤饼层更薄,粗糙度更⼩。上述研究成果,揭示了慢滤-低压纳滤协同控制条件致病菌和微量有机物污染物的界面过程与工艺原理,为再生水回用过程中的污染物控制提供理论和技术支撑。
纳米零价双金属还原-纳滤协同控制亚硝胺类副产物性能及界面调控原理
-
批准号:52370004
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:孙丽华
-
依托单位:
慢滤-低压纳滤协同控制典型病原微生物与再生水深度净化原理
-
批准号:--
-
项目类别:--
-
资助金额:59万元
-
批准年份:2020
-
负责人:孙丽华
-
依托单位:
抗性基因在BPAC-UF再生水处理工艺中的水平转移与去除机制
-
批准号:51678027
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:61.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:孙丽华
-
依托单位:
再生水BPAC-UF工艺粉末炭及其向生物炭转化过程中与超滤膜的界面作用机制
-
批准号:51208021
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:27.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:孙丽华
-
依托单位:
国内基金
海外基金