Biocatalyst Platform Technology for Enhancing Cometabolic Biodegradation

增强彗星代谢生物降解的生物催化剂平台技术

基本信息

  • 批准号:
    9348139
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 61.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-11 至 2019-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary / Abstract The contamination of the water resources in the United States with hazardous organic compounds continues to pose serious and widespread risks to public health and safety. Hazardous organic compounds include chlorinated solvents, hydrocarbons, disinfection byproducts, pesticides, polyaromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs), and other xenobiotic (not naturally occurring) organic chemicals. As these compounds comprise a majority of the 275 “high-priority” hazardous substances ranked by the Agency of Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), the United States Environmental Protection Agency (US EPA) and state regulatory agencies have set ambitious treatment goals for these dangerous and often carcinogenic substances. In addition to increased risks for cancer, very small concentrations of hazardous organic compounds have been proven to cause various illnesses including liver or kidney disease, immune dysfunction, nervous system disorders, and hormonal or reproductive defects. The remediation of hazardous organic compounds is difficult and costly. Superfund site managers, municipalities and water suppliers across the country are demanding less expensive and more effective treatment options for hazardous organic compounds than the existing suite of energy-intense and waste-producing conventional technologies. Specifically, there is a need for new technologies to consolidate the treatment of multiple hazardous organic compounds into simple, environmentally friendly, and easy-to-use systems with as minimal process units as possible. This proposal seeks to address this need through a novel enhanced cometabolism technology. In contrast to conventional physical or chemical technologies such as air stripping and activated carbon, this new technology degrades the hazardous organic compounds into harmless byproducts instead of producing a concentrated secondary waste stream. Moreover, this new technology offers significant reductions in energy and maintenance costs compared with chemical or UV oxidation. Flexibly designed as both an in-situ and ex-situ treatment option, this new technology offers reliable performance across a range of dynamic operating conditions to achieve simultaneous degradation of hundreds of hazardous organic compounds. In this Phase II project, a scaled-up pilot plant is designed, constructed, optimized, and tested to treat hazardous organic compounds at a high-profile contaminated site. This project establishes the long-term performance profile for the new technology while engaging the pilot plant in a series of gold-standard stress tests to obtain key operational boundaries. Ultimately, the project establishes the detailed design criteria and technoeconomic analysis necessary for implementing this new technology to address a variety of urgent needs across the Superfund site, municipal drinking water, decentralized treatment, wastewater reuse and recycle, and agricultural and industrial water treatment sectors. The outcome of this project is the development of a first-of-its-kind technology for degrading complex combinations of hazardous organic compounds in water. The successful result of this project holds significant promise in addressing harmful contaminants that are not effectively treatable using existing technologies, and thereby securing substantial value for public and private environmental stewardship for future generations.
项目概要/摘要 有害有机化合物对美国水资源的污染继续造成 对公众健康和安全造成严重而广泛的风险 有害有机化合物包括氯化溶剂、 碳氢化合物、消毒副产物、杀虫剂、多环芳烃 (PAH)、多氯联苯 (PCB)、 以及其他异生物质(非天然存在的)有机化学品,这些化合物占 275 种化合物的大部分。 有毒物质和疾病登记局 (ATSDR) 列为“高优先级”危险物质 美国环境保护署(US EPA)和各州监管机构制定了雄心勃勃的处理方案 这些危险且常常致癌的物质除了增加癌症风险外,目标非常小。 有害有机化合物的浓度已被证明会导致各种疾病,包括肝脏或肾脏疾病 疾病、免疫功能障碍、神经系统疾病以及荷尔蒙或生殖缺陷。 超级基金现场管理人员、市政当局和政府部门对有害有机化合物进行修复非常困难且成本高昂。 全国各地的水供应商都需要更便宜、更有效的有害物质处理方案 有机化合物比现有的能源密集型和产生废物的传统技术更具体地说, 需要新技术将多种有害有机化合物的处理整合为简单、 环保且易于使用的系统,具有尽可能少的处理单元。 该提案旨在通过与传统技术不同的新型增强共代谢技术来满足这一需求。 物理或化学技术,如空气剥离和活性炭,这种新技术可降解有害物质 有机化合物转化为无害的副产品,而不是产生浓缩的二次废物流。 与化学或紫外线氧化相比,新技术可显着降低能源和维护成本。 这项新技术灵活地设计为原位和异位处理选项,可在整个过程中提供可靠的性能。 一系列动态操作条件,以实现数百种有害有机化合物的同时降解。 在这个二期项目中,设计、建造、优化和测试了一个放大的中试工厂,以处理有害有机物 该项目为新的污染场地建立了长期性能概况。 技术,同时让试点工厂进行一系列黄金标准压力测试,以获得关键的运营边界。 最终,该项目建立了实施所需的详细设计标准和技术经济分析 这项新技术可以解决超级基金站点、市政饮用水、 分散处理、废水再利用和循环利用以及农业和工业水处理部门。 该项目的成果是开发了一种首创的技术,用于降解复杂的组合物 该项目的成功结果为解决水中的有害有机化合物带来了重大希望。 使用现有技术无法有效处理的有害污染物,从而确保可观的价值 为子孙后代提供公共和私人环境管理。

项目成果

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