《有色重金屬廢水生物法深度處理的基礎研究》是依託中南大學，由柴立元擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：有色重金屬廢水生物法深度處理的基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：柴立元
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國水資源十分短缺，但產量位居世界第一、屬我國六大高耗水行業之一的有色金屬工業同時又在源源不斷地排放汞、砷、鎘等重金屬廢水，其回用率僅約為52%，導致質量型缺水和水資源浪費嚴重。有色重金屬廢水目前傳統的石灰中和法僅限於達標排放，不能實現深度處理，尤其是人為添加Ca2+導致廢水回用困難。有色重金屬廢水深度處理與回用新方法及其基礎理論研究是有色金屬行業節水和環保的迫切需求。擬研究：①內生菌的生理生化特徵及其產生活性代謝產物過程動力學，②生物製劑的結構與重金屬廢水深度處理效果之間的構效關係，③生物製劑深度淨化廢水中重金屬離子的作用機理，④淨化有色重金屬廢水中陰離子的機理及工藝特徵，⑤有色重金屬廢水生物處理污泥的形成與調控機制。通過本項目研究，旨在豐富重金屬廢水生物處理方法的理論體系，並形成有色重金屬廢水生物處理與回用的新技術原型。
結題摘要
有色金屬工業是我國六大高耗水行業之一，排放大量含汞、砷、鎘等重金屬廢水，而其回用率僅為 52%，導致質量型缺水和水資源浪費嚴重。有色重金屬廢水具有離子種類多、組份複雜、金屬濃度和硬度高、水量大等特點，長期缺乏經濟高效的處理技術，目前採用的石灰中和法存在不能穩定達標排放、廢水回用困難等問題。項目圍繞有色重金屬廢水深度處理與回用新方法及其基礎理論，系統研究內生菌的生理生化特徵及其套用，生物製劑的結構與重金屬廢水深度處理效果之間的構效關係，生物製劑深度淨化廢水中重金屬離子的作用機理，淨化有色重金屬廢水中陰離子的機理及工藝特徵，有色重金屬廢水生物處理污泥的形成與調控機制，等。通過項目研究，①發明了可分離篩選出對重金屬具有特異性內生菌的方法，開展了內生菌套用於重金屬污染修復的方法，揭示了複合功能菌群協同去除多種重金屬的作用機制；②建立了生物製劑結構與重金屬廢水深度處理效果之間的“構效關係”，研發了細菌代謝產物功能擴增的多基團嫁接技術，發明了用於深度淨化重金屬的生物製劑及其製備方法，並實現產業化，建立了1萬噸/年的生產線；③針對有色重金屬廢水深度淨化與回用難題，發明了多基團配合-水解-脫鈣-分離新工藝，實現基於微生物特異性的大規模重金屬廢水深度淨化的工程化，已推廣套用於我國最大的鉛鋅冶煉企業株洲冶煉集團、河南豫光金鉛股份有限公司等近20個重金屬廢水處理工程，處理後重金屬濃度滿足《鉛、鋅工業污染物排放標準》（GB 25466-2010），廢水回用率提高到95%以上；④針對廢水中的陰離子，合成高效除硫酸根離子的聚胺吸附樹脂和聚間苯二胺、高效除氟的鐵鋁氧化物複合納米磁性材料和鐵基生物絮凝劑，完善了有色重金屬廢水中陰離子淨化的理論基礎；⑤發明了基於Zeta電位半定量評價重金屬廢水污泥沉降性能的方法，揭示生物製劑法處理重金屬廢水過程中污泥的形成機理，為實現固液高效分離提供理論依據。此外，建立了生物製劑處理後淨化水回用於鋅電解過程的指標體系；建立了鉻在土壤和地下水中的遷移及對人類健康風險的模型，等。 通過項目研究，申請國家專利23項，授權11項；獲國家傑出青年基金1項，國家技術發明獎1項，省部級獎2項；發表論文66篇，其中SCI 收錄34篇，EI 12篇，出版專著2部，培養博士12名(畢業6名)，碩士20名（畢業18名），協辦國際會議兩次，受邀作國際國內學術會議大會主題報告7 次。
