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基于群体感应调控的污泥膨胀诱发机制及控制技术研究

发布日期:2023-07-17    作者:尤培波     来源:     点击:

成果权属单位信息

成果完成单位

河南城建学院

统一社会信用代码

12410000416846210P

单位性质

高校 □科研院所 □新型研发机构 □中央驻豫单位 □其他

填报人

尤培波

联系电话

0375-2089073

E-mail

382618232@qq.com

传真

0375-2089061

通讯地址

河南省平顶山市新城区龙翔大道

所属地区

河南省平顶山市

单位规模

10(含以下) 11-50 51-250 251-500 þ500人以上

单位简介

河南城建学院是河南省唯一一所以工科为主、以“城建”为特色的多学科协调发展的省属本科高校,是河南省示范性应用技术类型本科高校和硕士学位授予重点立项建设单位,3个国家级一流本科专业建设点,15个河南省一流本科专业建设点。

学校拥有5个省级重点学科、20个省部级科研创新服务平台及56个地厅级科研服务平台,为开展科学研究和社会服务提供了良好基础条件。

近三年来,承担包括重大科技专项、国家自然科学基金在内的省部级以上项目206项;出版著作、教材225部;发表高质量论文526篇;获授权专利375项;获得各级各类科研奖励共计582项。

学校实施“校企合作,产教融合”战略,同政府、企业开展深入合作,积极发挥服务社会职能,产生了良好的经济和社会效益。

成果

相关信息

成果名称

基于群体感应调控的污泥膨胀诱发机制及控制技术研究

成果封面图


成果详情

1)主要技术特点及参数

围绕污水处理厂中丝状菌引发的污泥膨胀问题,从微生物群体感应调控与污泥膨胀关系方面进行研究,通过监测污泥膨胀期及非膨胀期污泥性能变化规律、丝状菌生长与微生物群落的演替规律、以及群体感应信号分子AHLs的变化规律,探索污水处理厂中活性污泥中微生物群体行为与污泥膨胀的相关性,成功建立群体感应与污泥膨胀之间的调控作用,C6-HSL与污泥膨胀或丝状菌生长存在调控关系。向实验室小试发生污泥膨胀的反应器中投加信号分子C6-HSL,可以实现污泥膨胀的快速控制,成功建立污泥膨胀有效控制措施。

2)应用范围

污泥膨胀导致活性污泥在二次沉淀池中难于进行泥水分离,从而出现污泥流失,影响出水水质,严重时会出现系统处理剂效果大幅下降,给污水处理厂的运行管理带来巨大不便。本研究成果可广泛应用于城市污水处理厂污泥膨胀控制。

3)市场前景

采用基于群体感应调控污泥膨胀可以在20天左右快速实现丝状污泥膨胀的控制,具有简单、方便的特点。该方法充分利用微生物之间的群体感应调控机制,根据群体感应信号分子与丝状污泥膨胀的相关性关系,针对性的投加本产品即可产生抑制丝状菌生长的信号分子,从而实现污泥膨胀的控制。其有效合理地利用了丝状菌与其他微生物群落在生态学上的作用,从理论与技术上更新了污泥膨胀控制的观念,为有效解决污泥膨胀问题开辟了新的道路,指明了新的方向。

与现有技术相比,本技术从群体感应调控角度控制污泥膨胀,有效合理地利用了丝状菌与其他微生物群落在生态学上的作用,可快速地实现丝状污泥膨胀的控制和系统稳定运行。该方法操作简单,便于实施,可以快速减少或消除发生污泥膨胀时带来的污泥沉降困难、出水水质恶化等负面影响,提高现有污水处理厂的运行稳定性和运行安全性,具有广阔的推广应用前景。

4)效益分析

目前常用的丝状污泥膨胀控制方法是投加氧化剂等化学药剂控制丝状菌生长,但该方法在杀灭丝状菌的同时也损害了系统内的其他功能菌,导致系统内生态系统失衡。此外,还可以通过加大曝气量提高溶解氧含量来控制污泥膨胀,但该方法周期长、见效慢,不利于实际应用。故投加化学药和加大曝气量将大大增加污水处理厂的处理成本。通过本研究方法充分利用微生物之间的群体感应调控机制,根据AHLs信号分子与丝状污泥膨胀的相关性关系,针对性的投加抑制丝状菌生长的AHLs信号分子,从而实现污泥膨胀的控制。该方法操作简单,便于实施,大大降低污水处理厂的处理成本,且可快速实现丝状污泥膨胀控制和系统稳定运行,具有显著的经济效益。

污泥膨胀一旦发生将很难控制,并且发生膨胀后恢复周期较长,对出水水质产生极为重要的影响。因此,对污泥膨胀的有效控制才能保障出水达标,提高污水处理的效率和回收利用率,为缓解水资源供需矛盾、促进城市发展提供保障,又可改善生态环境条件,进而提高人民的生活质量。为城市服务,为社会服务,保护人民身体健康,使工业企业不会再因水污染而影响发展,促进城市经济发展,促进社会的和谐发展,对社会经济的健康持续发展具有积极的作用。

污泥膨胀控制技术在污水处理厂中的应用,能有效改善出水水质,提高污水处理效果。处理后出水放流入城市河流使水体中污染物总量大幅度消减,有利于水体生态系统的稳定和水质改善,在净化和保护环境方面起了非常重要的作用。实现污泥膨胀,提高污水处理效果,有助于构建生态文明和可持续发展,走向生态文明新时代,建设美丽中国,实现人与自然和谐共生。

成果第一完成人

李松亚

联系电话

17530809279

研发起止时间

2021.01.01-2022.12.31

þ获得财政资金支持

□国家级 þ省级 □省级以下

计划/专项类别

省科技攻关项目

立项年度

2021年度

获得经费: 10 万元

自筹资金: 0万元

成果

相关信息

□未获财政资金支持(自筹资金研发)

□自主研发

研发总投入: 万元

□合作研发

研发总投入: 万元,其中:合作方投入: 万元

关键词

污泥膨胀、群体感应、信号分子、控制技术

技术领域

□高端装备制造 □机器人及智能制造 □新型材料

□新一代信息技术 □新能源及新能源汽车 □现代农业 □食品工业 □生物医药及健康 þ节能环保 □公共安全和应急处置

□其他___________

成果体现形式

□新技术 □新工艺 □新产品 □新材料 □新装备

□农业新品种 □医药新品种(新药证书/临床批件/生产批件)

þ其他__新方法___

知识产权形式

þ发明专利þ实用新型专利□外观设计专利□软件著作权□其他____

知识产权证书名称

Method for Controlling   Filamentous Sludge bulking Based on Quorum Sensing

一种污水处理池浮泥渣集边收集装置

证书编号

2023/00176

ZL 2022213185881

成果归属

□独占 þ共有(共有权人:所有发明人) □其他____________

技术成熟度

þ研制 □已有样品 □通过中试 □试生产

□批量生产 □其他______

拟采取转化方式

þ技术转让 □技术许可 R委托开发 □合作开发□技术咨询

þ技术服务 □技术入股 □股权融资 □合作新办企业

□其他____________

附件上传

(成果图片及佐证材料,如产品实物图片、专利证书等)

 

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