科研成果

水質安全研究團隊成果

² 飲用水安全新理論與實踐

（1）無動力高效過濾裝置開發與應用

我國地表微污染水分布廣泛，富營養化水體高，藻類污染頻繁爆發，供水安全受到嚴重威脅。為強化對水體中微污染物和藻類的去除及避免消毒産生二次污染，保證飲用水安全，開發了光催化氧化體系、過硫酸鹽高效活化體系、硫自氧化體系、過氧乙酸活化體系等可高效産生羟基自由基、硫酸根自由基、碳中心自由基的高級氧化技術，系統研究了内在機理，并成功将這些技術應用于微污染物降解、預氧化強化除藻及飲用水和污水的消毒。此外還通過毒性評價、副産物生成、對後續工藝影響綜合分析了這些高級氧化技術的工程時效性和環境安全性。針對相關研究，先後獲批國家自然科學基金4項，成果先後發表高水平研究論文30餘篇。

² 污水資源化利用與決策管理

（1）系統地開展了污水中磷資源回收和新興污染物的吸附去除的研究。

從污水中回收磷以及去除新型污染物（ECs），是污水資源化的趨勢。基于功能高分子設計理念，系統深入研究了水處理新材料（磁性智能納米粒子）的行為表現及除污機理，主要包括用于回收水中磷和ECs的智能高分子吸附劑、正滲透汲取劑等，使其具有效率高、能耗低的特性，探究底物的傳質、擴散過程中的關鍵速率控制因素，評價新材料可持續利用的可行性。這些研究工作可為污水資源化提供基礎數據和理論指導，同時拓展和豐富功能高分子在環境領域的應用。研究先後獲得2項國家自然科學基金資助，發表論文十多篇。

（2）探究了城市污水治理企業可持續發展的動态決策管理。

本着系統論的觀點，以動态的、整體的、發展的眼光，評價污水治理企業的可持續性，從經濟、社會和環境三個維度出發構建了污水治理企業可持續發展系統動力學模型，動态地探索了污水治理企業可持續發展演化狀況。同時，将系統動力學模型與綜合評價結合，實現了污水治理企業可持續發展的動态評價，分析污水治理企業在不同政策下、較長一段時間内可持續發展水平随時間的演變趨勢，可為從事污水治理的企業或政府管理部門的政策制定和發展規劃提供決策參考。此外，還進行了污水廠處理工藝（UNITANK、MUCT、UCT-MBR等）的模型診斷及優化調試、高含固率污泥的多級多相厭氧消化試驗研究。

• J of Cleaner Production. 2017（141）,157-167  

• Chemosphere. 2018, 196(1) :153-160

• Applied Surface Science 423 (2017) 484–491

• RSC ADV. 6 （2016）： 23233-23241.

• Colloids and Surfaces A, 2018, 554(10): 237-244

• RSC Adavances. 2015, 5（20）, 15359 - 15365.

• J ENVIRON ENG, 2014, 140.

• Journal of water process engineering. 2014,4:212-223.

• World Environmental & Water Resources Congress 2012 ：Crossing Boundaries, Proceedings of the 2012 Congress, Pg 808-817，USA, 2012.05.20-24

• Membrane Technology and Environmental Applications（Chapter 14：Decentralized MBR in wastewater treatment）, ASCE, Reston, Virginia, 2012.

• 6774澳门永利學報自然科學版， 2015,43（ 6）, 122 - 127.

• 給水排水. 2015，41(7): 147-150

• 授權專利：周愛姣; 張玉; 陶濤, 一種污水處理裝置、系統及方法,

• 授權專利：周愛姣; 萬駿,陶濤等, 一種用于吸附重金屬的水凝膠及其制備方法與應用

• 申請專利：周愛姣; 朱暢,陶濤等一種用于回收水中磷的凝膠、其制造方法及應用[P]. 2016/12/14, 湖北, CN201611151981.5

（3）新型生物深度脫氮工藝的研發和機理研究。

目前我國水環境污染已經逐漸由有機物污染轉變為氮磷等營養物質導緻的水體富營養化，而大多數的污水處理廠普遍存在着總氮處理不達标、深度脫氮難的問題。針對污水的深度脫氮問題，以短程硝化、厭氧氨氧化新型生物脫氮理論為基礎，研發新型生物脫氮組合工藝，實現了總氮去除率的大幅度提高。此外，在穩定工藝的基礎上，研究反應影響因素，優化運行參數，并探究其反應機理。目前發表學術論文10餘篇，已授權國家發明專利4項。

² 海綿城市與水質水力模型

（1）海綿城市建設、運行于維護

針對透水鋪裝、植草溝和綠色屋頂等海面措施的運行、維護進行了研究。綜合對比了各類透水鋪裝、植草溝和綠色屋頂對雨水水質水量的控制效果，明确了适用于武漢市的海面措施，為武漢市海綿建設提供數據支撐。此外，在以廢治廢，廢物利用的理念指導下，先後開發了以給水廠污泥為基質組成的綠色屋頂和以爐渣為基質組成的植草溝。所開發的綠色屋頂和植草溝均可以有效強化對雨水的削峰效果。此外，摻雜給水廠污泥地綠色屋頂由于含有大量絮凝劑可以強化對雨水中磷地去除；而摻雜爐渣的植草溝則由于具有豐富的孔道結構而具有較大的比表面積，對雨水中的污染物具有良好的吸附效果，進而提升雨水水質。

• 

（2）水質水力模型的構建與運用

• 利用各種水質水力模型，構建了針對排放口污染物傳輸的水質水力模型、水處理構築物的淨化擴散模型、管道水力模型等，通過模拟計算分析污染物在水體中的遷移轉化，濃度分布，進而得出其對水質的影響，為指導下遊取水口、污染治理工藝、管道布置等的确定提供依據和參考；

• 利用各種水質水力模型，對各種水處理構築物運行狀況進行模拟，優化各處理構築物運行參數，實現節能減排；

• 利用各種水質水力模型，對各種海綿建設現狀和海綿規劃進行模拟評估，指導海綿城市建設與管理；

• 以模型為工具在丹江口、鐘祥、蕲春、大冶等多個城市開展排水（雨水）防澇綜合規劃、污水專項規劃、海綿城市規劃、黑臭水體治理綜合規劃。