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水处理与土壤修复中心

       水处理与土壤修复协同创新中心基于北京协同创新研究院整合、协同的平台,面对我国水处理与土壤修复行业的迫切需求和良好机遇,围绕量大面广的重点行业、重点区域中的重点和难点问题,通过协同创新和自主研发,实现科学家、工程师和管理者以及各种技术有效的组合及整合,解决科学、技术与工程的衔接问题,建立产学研用紧密结合的创新机制。

       中心针对当前我国一些地区存在的水和土壤污染严重、环境质量较差以及生态环境隐患多等突出问题,以水和土壤环境学科理论与应用研究为基础,以水处理和土壤修复问题为导向,开发与污水处理和土壤修复相关的新材料、新技术和新工艺,以城市生活污水升级改造、重金属工业废水深度处理及资源化、高浓度特种工业废水的达标排放与回用、土壤修复以及环境检测监测等为重点发展方向,解决关键共性技术、监测检测技术以及运行管理优化等问题,形成以城市生活污水处理、工业废水处理、环境检测监测技术以及土壤修复为核心的四大体系研发应用技术,为我国人民群众身体健康、美丽中国建设以及实现中华民族伟大复兴中国梦提供经济社会可持续发展的物质基础。

       该中心重点关注城市生活污水、河道湖泊微污染水、工业废水等治理技术的研发与应用服务。共建单位包括:北京大学、清华大学、北京科技大学、北京师范大学、南方科技大学、中科院过程所、中科院能源所、北京丰泽绿源有限公司、中联环股份有限公司、北京泰宁科创雨水利用等。

科研团队
姓名学历/职称专业
叶正芳博士,教授北京大学环境科学与工程学院教授,北京大学环境技术研究中心主任,是固定化微生物污水处理技术的主要发明人。
刘思彤博士,研究员北京大学“百人计划”引进研究员。主要从事ANAMMOX微生物水处理、环境生物技术方面的研究。
李子富博士,教授北京科技大学环境工程系教授,工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室主任,研究领域包括:水污染控制技术、生态卫生设施排水工程、生物质和沼气能源技术、雨水利用技术、污水深度处理和回用技术和工业水处理技术。
郭学军博士,副教授北京师范大学水环境模拟国家重点实验室“985”工程研究员, “京师英才”。主要从事环境多孔材料(膜,吸附剂);纳米与分子环境化学、水环境 、等领域的教学和研究工作。


主要项目及成果

       1、微污染水高效脱氮关键技术

       我国氨氮排放量远高于受纳水体的环境容量,氨氮已取代COD成为影响地表水环境质量的首要指标,开发高效的固定化微生物脱氮技术是实现经济可持续发展和解决水资源紧缺的重要手段,具有广阔的应用前景和巨大的市场需求。

       本项目采用固定化微生物技术对微污染水进行高效脱氮,通过载体的合成与优化、优势降解菌群的筛选、生物滤池结构的优化、低C/N条件下脱氮影响因素等方面的研究,形成微污染水高效脱氮处理的关键技术及工艺。主要用于城市污水、黑臭河道、农村污水等污水的深度处理。

       特点:

       1. 氨氮去除率达到90%以上,并能达到国家地表水环境质量标准中的III类水标准(GB3838-2002);

       2.与活性污泥法相比,运行费用降低10%以上,硝化速率提高30%。

东莞市东湖治理前

东莞市东湖治理后

       2、硝基化合物污染土壤修复关键技术

       土壤对TNT有很强的吸附作用,如果未经有效处理的TNT废水直接排入地表环境,TNT就会很快渗入地下,严重危害人体健康和生态环境安全。我国兵器行业火炸药重污染土壤总量在200万方以上,火炸药污染土壤的修复是涉及军工生产与环境安全、国防建设与人民身体健康协调发展的关键因素。

       本项目以恢复典型火炸药生产企业周边受硝基化合物污染土壤的生态服务功能为目标,采用物化解吸、高效微生物强化降解和生态联合修复技术,实现低成本修复硝基化合物污染土壤,可直接用于我国兵器行业火炸药污染土壤的修复,其关键技术可同时用于硝基苯、苯胺、聚氨酯、农药、染料、煤化工等相关行废水和污染土壤的治理和修复,具有广阔的市场。

       特点:

       1. 修复后的土壤中硝基化合物含量小于2.0 mg/kg。

       2.修复成本可控制在800元/m3以下。

       3、自养生物脱氮 ANAMMOX 特种菌种快速培养技术

       厌氧氨氧化(ANAMMOX)是新一代污水生物脱氮处理技术,不仅适用于低浓度城镇污水的处理,而且特别适用于高浓度氨氮工业废水的处理。

       特点:

       1. 应用ANAMMOX细菌多途径代谢、信号分子调控和制备专性载体的关键技术,实现了ANAMMOX菌群快速培养,解决了本国ANAMMOX的菌源问题;

       2. 具有自主知识产权的ANAMMOX特种菌种快速培养技术,比传统模式节省1/3-1/4的培养时间,成本降低30%以上,特种菌种脱氮性能增强20%以上。

厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥照片

       4、重金属工业废水治理关键技术研究与示范应用

       活性铁强化技术可为典型重金属污染行业,如有色金属采选和冶炼、钢铁工业、煤电行业、电镀工业等领域提供实用的重金属污染控制技术;低廉的处理成本和简便的操作方法,使之适用于大型水体重金属微污染修复及其泄漏应急处理。

       本项目基于活化条件下的零价铁表面快速剥蚀,驱动铁基活性组分持续和稳定生成,实现水体中典型重金属廉价、快速、高效和稳定去除。

       技术特点:

     (1)活性铁制备成本仅为普通吸附树脂的十分之一,极少量活化剂,成本极低;

     (2)设备简单,操作方便,占地面积小,快速过滤,水处理容量大;

     (3)能高效去除包括Cd/Cr/Hg/Pb/As/Se/Sb/Au/Ag/Cu/ Zn等多种重金属,可处理的重金属浓度范围宽;

     (4)专一性强,背景离子浓度即便高达数万ppm,依然不影响重金属高效去除;

     (5)可与多种上游技术灵活耦合,具有潜在贵金属回收前景。