光-电双室反应器耦合处理养殖废水尾水抗生素重金属复合污染研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21806115
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

It has been challenging for the purification technologies to effectively remove the low-concentrated combined pollutants of antibiotics and heavy metals in the effluent after biological treatment of livestock wastewater. Low concentration, strong interference and easily forming stubborn complexes are the main technical bottleneck of the removing process. In this research, the tetracycline and copper ions are selected as the representative of antibiotics and heavy metal ions and a double chamber reactor was built for advanced treatment of combined pollutants of antibiotics and heavy metals. The Bi(Y)Xn/MoX2 heteromaterials were firstly synthesized as the visible- light absorbed photoelectrocatalytic anode catalysis for “organic concentration- catalytic degradation”, while the graphene foam materials were prepared as the cathode materials for electrochemical enhanced adsorption of heavy metal ions in the effluent of anode chamber. This project further studied on the electrode catalytic mechanism, analyzed the degradation mechanism of antibiotics and adsorption mechanism of heavy metal ions. Based on these results, we goal-directed tuned the parameters of double chamber coupling reactor and optimized the electrode materials, so that to completely remove the combined pollutants of antibiotics and heavy metals in water. This work will be of remarkable theoretical significance and practical values in providing a new strategy of advanced treatment of antibiotics and heavy metals and giving useful information for the treatment of other types of low-concentrated combined pollutants.
畜禽养殖废水经传统处理工艺后尾水中的抗生素和重金属复合污染存在浓度低、相互干扰及易形成难降解络合物的去除难点。本项目拟以养殖废水尾水中具有代表性的污染物四环素和铜离子为研究对象,基于分步处理思路构建阳极降解-阴极吸附光电双室反应器,依托于有高富集能力的Bi(Y)Xn/MoX2可见光阳极材料和高导电性和物理吸附性的石墨烯泡沫阴极材料的制备优化,实现阳极室低浓度抗生素和重金属复合污染体系中有机物的“富集-催化降解”和阳极室处理后出水中重金属离子在阴极室的电强化吸附分离。本项目将深入研究耦合系统中电极催化机理和能量转移机制,阐明抗生素的光电催化降解机理和重金属吸附机制,在此基础上优化电极材料合成和双室反应器运行参数,最终实现养殖废水尾水中抗生素的降解矿化和重金属离子的分离。本项目的研究不仅为抗生素和重金属复合污染深度处理提供新技术,也为其他类型低浓度复合污染深度处理提供了科学依据。

结项摘要

畜禽养殖废水经传统处理工艺后尾水中的抗生素和重金属复合污染存在浓度低、相互干扰及易形成难降解络合物的去除难点。本项目以养殖废水尾水中具有代表性的污染物四环素(TC)和铜、铬离子为研究对象,基于分步处理思路构建阳极降解-阴极吸附双室反应器 ,依托于有高富集能力的阳极材料和高导电性和物理吸附性的石墨烯泡沫阴极材料的制备优化,创新性构建了阳极电催化-过硫酸盐活化(EASR)双室电催化耦合体系并用于TC和Cr(VI)复合污染物的去除,明晰了耦合系统中电极催化机理和能量转移机制,阐明了四环素的耦合降解机理和重金属吸附机制。成功实现阳极室低浓度抗生素和重金属复合污染体系中有机物的“ 富集-催化降解”和阳极室处理后出水中重金属离子在阴极室的电强化吸附分离。本项目不仅为抗生素和重金属复合污染深度处理提供新技术,也为其他类型低浓度复合污染深度处理提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Staged and efficient removal of tetracycline and Cu2þ combined pollution: A designed double-chamber electrochemistry system using 3D rGO
用于双用途 PEC 系统的单晶钛纳米管增强电荷转移
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2019.05.164
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Lulu Long;Changwei Bai;Shirong Zhang;Shihuai Deng;Yanzong Zhang;Jingsong He;Jun Wu;Chao Chen;Gang Yang
  • 通讯作者:
    Gang Yang
Multiple Strategies to Enhance Degradation of Antibiotic by K2-xMn8O16 Nanowire Hydrogels for Activating Peroxymonosulfate
K2-xMn8O16 纳米线水凝胶活化过一硫酸盐增强抗生素降解的多种策略
  • DOI:
    10.1007/s10562-020-03376-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Catalysis Letters
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Chen Mei-Jun;Yang Gang;Zhang Shi-Rong;Wu Jun;Zhang Yan-Zong;He Jing-Song;Song Chun;Huang Chu-Rui;Long Lu-Lu
  • 通讯作者:
    Long Lu-Lu
Enhanced properties of magnetic ultralight pear sponge assisted by Fenton-like reaction for oil-water separation
类芬顿反应辅助磁性超轻梨形海绵油水分离性能增强
  • DOI:
    10.1016/j.jtice.2021.07.009
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Ze Zhang;Gang Yang;Jun Wu;Jingsong He;Yanzong Zhang;Dong Tian;Chao Chen;Shihuai Deng;Lulu Long
  • 通讯作者:
    Lulu Long
A synergistic system of electrocatalytic-anode/α-MnO2/peroxymonosulfate for removing combined pollution of tetracycline and Cr(VI)
电催化阳极/α-MnO2/过一硫酸盐协同系统去除四环素和Cr(VI)复合污染
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Changwei Bai;Gang Yang;Shirong Zhang;Shihuai Deng;Yanzong Zhang;Chao Chen;Jingsong He;Min Xu;Lulu Long
  • 通讯作者:
    Lulu Long

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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