華南理工大學汪曉軍教授團隊SCI論文盤點,更貼近實際應用!
編者按
跟汪曉軍教授相識有十幾年了,印象中的他是能說能做的樂觀的博客達人,如果感興趣的可以到科學網關注“汪曉軍”。這個研究團隊以應用為主,并且已經在成果轉化方面闖出一片天地。他們的目標市場主要在國內,對研究成果的表達以國內學術期刊論文、發(fā)明專利以及實際工程應用為主,所以國外SCI論文并不是他們的主要目標。通過這篇介紹,您可以對這個特色團隊有更全面的了解,當然達成合作的機會就多起來了。我邀請這個團隊來分享他們的經驗,就是希望這些產學研結合得非常好的特色團隊能給讀者帶來一些啟發(fā),共同為我國的水環(huán)境治理和改善做出一份貢獻。
汪曉軍教授
產學研聯合團隊合影
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主要研究方向
1、廢水中不可生物降解的有機物的處理
2005年申請了發(fā)明專利——化學氧化-曝氣生物濾池水處理方法,并獲得專利授權,之后十多年主要對該技術進行開發(fā)與應用。
2、低碳高效的生物脫氮工藝研究及應用
近年來國家持續(xù)提高水質處理標準,在新修訂的標準中,都增加了對總氮(TN)的脫除要求,因此低碳高效的生物脫氮工藝研究及應用也成為團隊的研究重點。近期發(fā)現了可以工程化應用的穩(wěn)定亞硝化技術,以此為基礎,做了大量探索性的研究,申請國家發(fā)明專利近10項。隨著工程化應用與研究的深入,后續(xù)會有更多相應的論文發(fā)表。
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主要研究課題
團隊的研究開發(fā)經費,大部分來自橫向研究開發(fā)課題,獲得的縱向課題主要有:
1、國家自然科學基金委面上項目:一體化臭氧―曝氣生物濾池系統去除污染物方法與機理研究(51078149)
2、國家自然科學基金委應急管理項目:硝酸法氧化鐵紅生產過程中氮元素的形態(tài)轉變機制及污染控制研究(21646008)
3、廣東省級應用型科技計劃項目(800萬元):印染行業(yè)污染控制技術集成、環(huán)保裝備研發(fā)及其產業(yè)化(2015B020235013)
4、廣州市科技計劃項目 民生科技重大專項(50萬元):非膜法垃圾滲濾液深度處理工藝及中試(201300000129)
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主要技術推廣團隊及工程應用
1、廣州市華綠環(huán)保科技有限公司
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垃圾滲濾液的處理處置工程
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印染廢水的處理及深度處理處置工程
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化學品港口碼頭倉儲廢水處理工程
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顯示屏廢水處理工程
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黑臭水體處理處置工程等
2、佛山市化銨生物科技有限公司
主要從事亞硝化反硝化、厭氧氨氧化的綠色低碳生物脫氮技術的開發(fā)與工程應用。
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近年來發(fā)表的代表性SCI論文
1、, , *,, . Partial nitrification performance and mechanism of zeolite biological aerated filter for ammonium wastewater treatment. Bioresource Technology. 241(2017):473-481.(2016年度IF:5.651,被引次數:1)
中文標題:沸石曝氣生物濾池處理氨氮廢水的亞硝化性能與機理
摘要:采用沸石曝氣生物濾池(ZBAF)連續(xù)運行,實現了穩(wěn)定的亞硝化。亞硝酸鹽積累(大于98.0%),高比例的亞硝氮/硝氮產率,在0.854 - 1.200 kg/(m3·d)的氮負荷(NLR)范圍內,當進水氨濃度從250 mg/L增加到550 mg/L時,可獲得約0.760 kg/(m3·d)的氮負荷率(NLR)。由于沸石對氨的吸附,游離氨(FA)濃度可保持在適當的范圍內,以抑制亞硝酸鹽氧化細菌(NOB),而使氨氧化菌(AOB)成為主導,這應該是ZBAF實現亞硝化的主要原因。動力學研究表明,在沸石曝氣生物濾池中亞硝酸鹽的產生符合零級動力學模型。高通量測序分析進一步揭示了ZBAF中AOB的富集和NOB的抑制作用。結果表明,ZBAF在實際應用中處理氨氮廢水使其亞硝化具有很大的應用潛力。
研究應用進展:該技術已成功應用于處理規(guī)模為1m3/d的垃圾滲濾液中試工程,進水氨氮濃度高達3000mg/L;而50m3/d的高氨氮廢水處理的工業(yè)化驗證處理系統正在建設過程中,全力推動該技術的產業(yè)化。
2、Xiaojun Wang*, Gu Xiaoyang, Lin Dexian, Dong Fang, Wan Xiaofang. Treatment of Acid Rose Dye Containing Wastewater by Ozonizing - Biological Aerated Filter . Dyes and Pigments. 2007,74(3):736-740.(2016年度IF:3.473,被引次數:119)
中文標題:臭氧-曝氣生物濾池處理酸性玫瑰紅廢水
摘要:采用臭氧氧化-曝氣生物濾池工藝處理酸性玫瑰紅染料廢水。確定了最佳工藝條件:臭氧與染料的質量比為1/4.5,反應溫度18-25 ℃,HRT為3h、氣/液比4:1。實驗結果表明,臭氧處理過程具有很好的脫色效率,可以提高廢水的可生化性,臭氧氧化使BOD/COD比值由0.18提高到0.36,從而使后續(xù)曝氣生物濾池更有效地進一步脫除COD和降低SS濃度,特別是對于低濃度廢水SS和COD。處理后出水COD低于40mg/L,SS約50mg/L,色度小于20倍,可滿足處理后的水回用于工業(yè)冷卻水水質標準要求。
研究應用進展:以此論文為應用基礎,開發(fā)了處理不可生物降解有機物的深度處理工藝,并在廣東溢達紡織有限公司廢水處理站(2.5萬噸/d)、互太(番禺)紡織印染有限公司(4萬噸/d)、東莞德永佳紡織制衣有限公司(6萬噸/d),進行實際應用。臭氧與曝氣生物濾池結合的處理工藝是2005年申請并獲得授權的發(fā)明專利,目前該技術已在國內廣泛推廣應用。
3、Xiaojun Wang*, Sili Chen, Xiaoyang Gu, Kaiyan Wang. Pilot Study on Advanced Treatment of Landfill Leachate by Coagulation-Fenton oxidation- Biological Aerated Filter Process. Waste Management. 2009, 29(4): 1354-1358.(2016年度IF:4.03,被引次數:118)
中文標題:混凝-芬頓氧化-曝氣生物濾池處理垃圾滲濾液的中試研究
摘要:成熟的垃圾滲濾液是典型的不可生物降解的垃圾滲濾液。開發(fā)了混凝、Fenton氧化、曝氣生物濾池處理的組合工藝。采用混凝和芬頓氧化,以減少化學需氧量(COD)的有機負荷,同時提高了廢水的生物降解性。結果表明:聚合硫酸鐵(PFS)600mg/L 是適宜的投加量。Fenton氧化反應的起始pH值為5,反應時間為3h,H2O2投加量為5.4mmol,H2O2/Fe2+摩爾比為1。選擇兩步投藥以達到最佳氧化效果。在最佳混凝和芬頓氧化條件下,COD去除率分別為66.67%和56%。采用混凝和Fenton氧化預處理,采用曝氣生物濾池(BAF)對垃圾滲濾液進行進一步處理。結果表明,COD降至75 mg/L,色度小于10度。
研究應用進展:該論文曾被1%高被引論文(ESI)收錄,應用該論文的技術,在國內已成功地建設了近50座垃圾滲濾液處理廠。最早應用該技術的江門大填山垃圾填埋場滲濾液深度處理已成功穩(wěn)定達標運行了十年之久,杭州天子嶺垃圾填埋場的第二期工程,每天處理1500噸垃圾滲濾液,也采用了這項深度處理技術,出水達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)。
4、Luqing QI,Xiaojun Wang*,Qikun XU. Coupling of biological methods with membrane filtration using ozone as pre-treatment for water reuse. Desalination. 2011. 270:264-268. (2016年度IF:5.527,被引次數:41)
中文標題:臭氧預處理與生物處理膜過濾組合工藝應用于水回用
摘要:重點研究了對某紡織廠廢水生物處理后的深度處理。目前,水回用的處理方法主要是膜技術。針對膜工藝濃縮過程水中污染物的影響,提出了臭氧預氧化、曝氣生物濾池(BAF)和反滲透聯合預處理工藝。通過比較不同的臭氧投加方式,臭氧-BAF集成裝置的COD(化學需氧量)脫除率高,出水色度低。最佳臭氧投加量為20-30mg/L。經二級曝氣生物濾池處理后,出水COD平均為27.4mg/L,濁度為4.2NTU,懸浮物為3.0mg/L,氨氮為0.7mg/L。經反滲透(RO)超濾處理后,滲透水的pH值為7.4~7.9,電導率為50~200μS/cm,總硬度為2~10mg/L?倝A度為25~60mg/L,結果表明膜滲透可作為染色工藝用水重復使用。濃縮液pH值在7.3~8.3之間。 COD為45.7~97.9mg/L。濃縮水已達到排放標準,無需額外處理即可直接排放。
研究應用進展:本論文是每小時5噸(120噸/日)印染廢水深度處理中試工程項目的研究總結,該中試成果為日處理5000噸的工程化驗證項目的實施打下了基礎。
5、Xiaojun Wang*,Jijun HAN,Zhiwei CHEN,Lei JIAN,Xiaoyan GU, Che-Jen Lin. Combined processes of two-stage Fenton-biological anaerobic filter–biological aerated filter for advanced treatment of landfill leachate[J]. Waste Management. 2012, 32:2401-2405.(2016年度IF:4.03,被引次數:23)
中文標題:二級芬頓-厭氧生物濾池-曝氣生物濾池應用于垃圾滲濾液的深度處理
摘要:成熟的垃圾滲濾液中含有大量不可生物降解的有機物。為符合中國新的排放標準,需進行額外的深度處理才能達到排放標準。本研究采用“Fenton氧化-生物厭氧濾池(BANF)-曝氣生物濾池(BAF)”兩階段組合工藝,對滲濾液進行深度處理。采用Fenton氧化法降低難降解有機物的化學需氧量(COD),提高其生物降解性,然后采用BANF-BAF工藝,以脫除總氮(TN)。垃圾滲濾液經深度處理,出水COD<70mg/L、TN<40mg/L、NH3-N<10mg/L。COD和TN去除率分別為96.1%和95.9%。 經此深度處理工藝,出水水質達到了《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)。深度處理成本核算大約是 36.1元/噸(5.70美元/噸)。
研究應用進展:原來GB16889-1997年的標準,只有COD的要求,沒有總氮的要求,2008年的新標準增加了TN的要求,為達到國家(GB16889-2008)的新標準,在杭州天子嶺進行中試時,開發(fā)了芬頓氧化-厭氧濾池反硝化-好氧曝氣生物濾池的新工藝,這是中試及后來1500噸工程化處理系統的總結。后來的處理工藝,都采用這一成果,如武漢陳家沖的日處理500噸的滲濾液處理工程,廣東增城陳家林的日處理400噸的滲濾液處理工程等等。
6、Yaozhong HE, Xiaojun Wang*, Jinling XU, Jinli YAN, Qilong GE, Xiaoyang GU, Lei JIAN. Application of integrated ozone biological aerated filters and membrane filtration in water reuse of textile effluents[J]. Bioresource Technology. April 2013. 133:150-157. (2016年度IF:5.651,被引次數:34)
中文標題:一體式臭氧曝氣生物濾池與膜過濾應用于印染廢水的回用
摘要:采用一體化臭氧生物曝氣濾池和膜過濾相結合的工藝,在棉紡廠進行了紡織廢水的深度處理與回收利用。處理水量每天5000m3,進水COD值82~120mg/L,BOD5 12.6 ~ 23.1 mg/L,懸浮物38-52 mg/L,色度32-64倍。臭氧-BAF在臭氧投加量為20~25mg/L時,COD ≤45mg/L,BOD5 ≤ 7.6 mg/L,SS ≤ 15 mg/L,色度6 - 8倍。另外,PVA(聚乙烯醇)和UV254的平均去除率分別為100%和73.4%。反滲透(RO)生產的滲透水可用于印染工藝過程中。 反滲透濃水的COD ≤ 100mg/L,BOD ≤ 2 1mg/L,SS ≤ 52mg/L,色度 ≤ 32倍。結果表明,該組合工藝能保證處理水的回用,也解決了反滲透濃水處理的問題。
研究應用進展:該論文是日處理5000噸印染廢水工程驗證項目的總結,該工程驗證項目的成功穩(wěn)定運行,為日后日處理萬噸級以上規(guī)模的應用工程打下了基礎。后來連續(xù)做了四個日處理萬噸級規(guī)模的印染廢水深度處理工程,國內也有其它公司應用該技術建設日處理萬噸級規(guī)模以上的印染廢水深度處理工程。
7、Jiaqi Cui, Xiaojun Wang*, Yanlei Yuan, Xunwen Gua, Xiaoyang Gu, Lei Jian. Combined ozone oxidation and biological aerated filter processes for treatment of cyanide containing electroplating wastewater [J]. Chemical Engineering Journal. 2014,241:184-189. (2016年度IF:6.261,被引次數:22)
中文標題:臭氧曝氣生物濾池組合工藝處理電鍍含氰廢水
摘要:本文研究了臭氧氧化與曝氣生物濾池(BAF)組合工藝處理含氰電鍍廢水。研究表明組合工藝的最佳組合方式為曝氣生物濾池-臭氧-后曝氣生物濾池(BAF1-O3-BAF2)。在臭氧投加量為100 mg/L、BAF1水力停留時間(HRT)為9h、BAF2的HRT為6h的最佳條件下,廢水中的CN-、COD、Cu2+和Ni2+的去除率分別為99.7%,81.7%,97.8%和95.3%;廢水中的CN-、COD、Cu2+和Ni2+的濃度分別為0.16mg/L、55.0mg/L、0.38mg/L和0.41mg/L,出水滿足中國電鍍廢水排放標準。結果表明,曝氣生物濾池比其它生物反應器具有更高的氰化物毒性忍受能力。此外,在原電鍍廢水(EPWW)中加入蔗糖可提高BAF1的去除效率,EPWW中的氰化合物可作為微生物的氮源。
研究應用進展:率先將曝氣生物濾池引入電路板及電鍍廢水的處理領域,也將臭氧-曝氣生物濾池的方法,引入電路板及電鍍廢水的處理。應用類似的技術,一共做了三個電路板及電鍍廢水處理工程。
8、Lei Zheng, Xiaojun Wang*, Xingzhi Wang. Reuse of reverse osmosis concentrate in textile and dyeing industry by combined process of persulfate oxidation and lime-soda softening [J]. Journal of Cleaner Production. 2015.10, 108(2015): 525-533. (2016年度IF:5.715,被引次數:14)
中文標題:采用過硫酸鹽氧化與石灰蘇打軟化法處理印染廢水的反滲濾濃水及回用
摘要:在紡織印染行業(yè)反滲透濃水的處理,由于其可生物降解性極差,采用高級氧化處理技術為主。為了資源保護和可持續(xù)發(fā)展,采用過硫酸鹽氧化與石灰蘇打軟化相結合的方法,將反滲透濃縮液經適當處理后再回用于染色工序。結果表明,過硫酸鹽熱活化氧化不可生物降解有機物的最高效和經濟的反應條件為初始pH值為5.0,反應溫度75℃,初始過硫酸鹽濃度為1000mg/L。在此過程中,化學需氧量降解符合擬一級動力學模型,且硫酸鈉濃度由9600mg/L提高到10350mg/L左右。然后,通過石灰-蘇打軟化工藝,有效地軟化反滲透濃縮液的Ca2+和Mg2+硬度,并確定適宜的石灰和蘇打投加量分別為150mg/L和800mg/L。最后,以處理后水作為染色水,考察活性染料染色的水回用可行性。顏色強度、色差和色牢度作為染色性能評價因子,染色結果表明,經適當處理后回用的廢水(COD ≤ 21.5mg/L,總硬度17.0mg/L)可回用于活性染料的染色過程。該研究提供了一種新的方法來處理與回用反滲透濃水,更重要的它提高了硫酸鈉濃度,減少了硫酸鈉在染色過程中的使用量,從而減少了染色工序的染色成本。
研究應用進展:該研究是在印染廢水深度處理領域的進一步拓展研究。印染廢水中往往含有鹽,因為染色工序必須在水中投加鹽。而反滲透濃水的回用,不僅回用了水,而且回用了水中的鹽,該技術可以經濟有效地降低印染廢水回用的成本。目前新疆的一個印染工業(yè)園正擬采用該工藝提高印染廢水的回用率。
9、Zhenguo Chen, Xiaojun Wang*, Yongyuan Yang, Markus W. Mirino Jr, Yanlei Yuan. Partial nitrification and denitrification of mature landfill leachate using a pilot-scale continuous activated sludge process at low dissolved oxygen. Bioresource Technology. 2016.8, 218( 580-588). (2016年度IF:5.651,被引次數:8)
中文標題:采用低溶解氧活性污泥工藝中試處理老齡垃圾滲濾液的亞硝化反硝化
摘要:將低溶解氧(DO)(0.1~0.5mg/L)的節(jié)能控制策略應用于中試規(guī)模的缺氧-兼氧-兼氧-缺氧裝置來實現老齡垃圾填埋場滲濾液的亞硝化反硝化處理。高氨氮去除率、亞硝酸鹽積累率和總氮去除率分別高于95.0%、90.0%和66.4%,驗證了該控制措施應用于老齡垃圾滲濾液脫氮處理的可行性。低溶解氧和充足的堿度決定了第一兼氧反應器中亞硝酸根的有效積累。在0.3–0.5mg/L的DO條件下,反應裝置的處理極限主要由第一個兼氧反應器的實際水力停留時間(AHRT)決定,且AHRT必須小于13.9h。高通量測序分析結果表明,長期操作后,第一個兼氧反應器內細菌多樣性發(fā)生了顯著變化,優(yōu)勢菌屬亞硝化單胞菌屬對低氧條件下氨氮的去除和亞硝酸鹽的積累起主要作用。
研究應用進展:該研究論文啟動了亞硝化反硝化研究,從低溶解氧控制亞硝化的方法,發(fā)現了新的游離氨控制穩(wěn)定亞硝化的方法,進而拓展了厭氧氨氧化的研究領域,并準備進行大規(guī)模工業(yè)化工程應用。
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在中文核心期刊發(fā)表的論文
(1)黃小琴,汪曉軍,王蓓蓓,蕭志豪,顧曉揚,楊岸明. 垃圾滲濾液深度處理中試研究. 水處理技術,2017,10(7):94-97+102.
(2)惠天翔,汪曉軍. 高含鹽環(huán)氧丙烷生產廢水處理工程改造. 中國給水排水. 2017,33(6):95-97.
(3)趙爽,汪曉軍,袁延磊,郭訓文,簡磊. 垃圾滲濾液反滲透濃水深度處理中試研究. 中國給水排水,2017,33(5):65-67.
(4)王蓓蓓,汪曉軍,蕭志豪,黃小琴. 紡織印染廢水深度處理中試設計與運行. 中國給水排水, 2017,33(5):72-75.
(5)蕭志豪,汪曉軍,黃小琴,王蓓蓓. 曝氣生物濾池/接觸氧化內循環(huán)處理受污染湖水. 中國給水排水,2017,33(4):83-86.
(6)楊永愿,汪曉軍,趙爽,陳振國. 沸石曝氣生物濾池短程硝化特性及其機制. 中國環(huán)境科學,2017,37(12):4518-4525.
華南理工大學北湖處理工程外景
廣東東莞德永佳6萬噸/d印染廢水處理工程
廣東溢達2.5萬噸/d印染廢水處理工程
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近年來關于氨氮亞硝化與厭氧氨氧化領域申請的發(fā)明專利
(1)吸附聯合厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法(近期受理,尚無公開鏈接)
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201711478996.7
申請日期:2017年12月29日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍,陳振國,陳小珍
(2)一種基于氨氮吸附材料強化膜生化反應器穩(wěn)定亞硝化的方法(近期受理,尚無公開鏈接)
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201711477780.9
申請日期:2017年12月29日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍,陳振國,顧曉揚,簡磊
(3)一種以碳酸鈉提供堿度實現高濃度氨氮廢水高效亞硝化的方法(近期受理,尚無公開鏈接)
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201711474755.5
申請日期:2017年12月29日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍,馮興會,陳振國
(4)一種利用吸附氨氮材料強化SBR實現穩(wěn)定亞硝化的方法(近期受理,尚無公開鏈接)
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201710757573.2
申請日期:2017年8月29日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍,陳婧,陳振國,馮興會
(5)一種基于氨氮廢水實現高效亞硝化的方法
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201710252762.4
申請日期:2017年4月18日
申請人:華南理工大學 廣州市華綠環(huán)保科技有限公司
發(fā)明人:汪曉軍,楊永愿,陳振國,簡磊,顧曉揚
(6)短程硝化與厭氧氨氧化結合的氨氮廢水生化脫氮處理裝置及工藝
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201710252765.8
申請日期:2017年4月18日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍,陳振國,楊永愿,顧曉揚,簡磊
(7)一種含有沸石生物流化床的短程硝化反硝化脫氮工藝
發(fā)明專利申請?zhí)枺篊N201610630255.5
申請日期:2016年7月31日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍 ; 陳振國 ; 米酷 ; 楊永愿
(8)一種基于沸石吸附和生化再生的脫除低溫廢水氨氮的方法
發(fā)明專利申請?zhí)枺?01510968010.9
申請日期:2015年12月18日
申請人:華南理工大學
發(fā)明人:汪曉軍 饒力 王蓓蓓 趙爽
策劃、編輯:衣春敏
微信制作:文凱