成果推介:PPCPs強化去除的高性能硝化菌劑

南京大學科技成果推介 第五十四篇

PPCPs強化去除的高性能硝化菌劑

項目負責人  

耿金菊:南京大學環境學院教授,博士生導師,江蘇省杰青

吳剛:南京大學環境學院博士生

項目概況  

藥品和個人護理品(PPCPs)是一類水環境中廣泛檢出、種類繁多、危害顯著的新污染物。暴露在環境中的痕量PPCPs會對各類生物造成不利影響。

中國是全球最大的原料藥生產國,其生產過程排放的藥物眾多,年制藥廢水排放高達5.3億噸。此外,畜禽養殖廢水,醫療廢水以及市政污水等都是PPCPs排放至環境介質的重要途徑。目前,國家已出臺6項制藥廢水標準,十四屆五中全會也指出,需加強對痕量有機污染物的關注。

污水廠是PPCPs進入下游水體的重要途徑,控制污水廠PPCPs排放對削減PPCPs危害至關重要。生化法是污水廠PPCPs去除的主要技術。然而,由于生物處理工藝最初是為去除COD、氮、磷等化合物而設計,對藥物的去除效果不佳,平均去除率僅21.5%。因此亟需開發高效且成本低的PPCPs去除增強技術,強化污水中PPCPs的去除。

針對上述問題,科研團隊經實驗室研究發現,硝化細菌可以強化PPCPs的去除,對近20種PPCPs平均強化去除效果高達45.19%。其原理在于,硝化細菌分泌的氨單加氧酶對多種PPCPs均有較好的強化去除效果?;诖税l現,研究人員開發了硝化細菌高效富集策略,從而獲得了強化PPCPs去除的高性能硝化菌劑。其中硝化細菌的相對豐度>80%,硝化性能極好,達到1 mgNH4+-N/(gMLSS·min),且對各類PPCPs具有抗逆性,長期去除PPCPs的效果較傳統好氧活性污泥工藝高達45.19%。

硝化菌高效富集

關鍵技術  

高性能硝化菌劑的技術原理是硝化細菌可以通過其分泌的氨單加氧酶提高PPCPs的去除,對硝化細菌進行優勢馴化,得到豐度高、活性強的高性能菌劑,對多種PPCPs平均去除效果提高45.19%,在強化PPCPs去除的同時也強化了硝化,同時滿足了當前氮提標的要求。

本技術針對目前傳統活性污泥工藝中硝化細菌豐度低、活性差的問題,其主要技術優勢在于:

(1)高效富集技術:優勢馴化硝化細菌時基于活性污泥模型的構建優選參數,歷時4年不斷馴化,獲得了硝化細菌的最佳富集策略,只需2個月即可將硝化細菌的豐度提高20倍,去除多種PPCPs。

(2)活性增強技術:通過對硝化細菌進行加藥馴化、不斷篩選,讓硝化細菌耐藥性在優勝劣汰中不斷選擇進化逐漸提高,進一步通過我們設計的裝置,實現pH的在線監測,堿液實時添加,給硝化細菌提供了最好的代謝環境。

通過2項核心技術創新,與目前傳統的生化工藝相比,硝化菌豐度提高了15倍,PPCPs平均去除效果提升了45.19%,可以滿足PPCPs經濟高效去除。

目前,針對硝化菌對PPCPs的強化去除已發表高水平SCI論文3篇,授權國際專利1項。同時,課題組以核心成員參與了《水處理硝化菌劑性能評價方法》行業標準的編制,目前本標準已處于最后審批階段。同時,本項目也在南京大學第六屆環保產業創新創業大賽中獲得特等獎(唯一),獲得專家同行以及投資人的高度贊譽。

應用領域和市場前景  

本產品可以用于任何產生PPCPs的生活污水和工業廢水(制藥、醫療、養殖、市政廢水及藥品泄漏的應急處理事故),通過在主流工藝中投加菌劑或增設硝化菌劑強化的深度處理工藝,從而保障PPCPs的經濟高效去除。

當前,新冠疫情下,制藥廢水和醫療廢水劇增,年排放量高達數億噸。中國作為養殖業大國,養殖廢水年排放量打數十億噸。市政廢水產生量更大,年排放量高達數百億噸。隨著十四五提出重點關注“新污染物”和人們對健康水的需求,以上廢水中的PPCPs均有提標排放的需求。PPCPs強化去除的市場前景廣闊,市場份額巨大。

合作方式  

*技術轉讓

*技術開發

*技術咨詢

*技術服務

*技術入股

如有合作意向,

請聯系南京大學技術轉移中心

025-89686645

sc@nju.edu.cn

南大雙創

來源:南京大學技術轉移中心

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