膜法饮用水处理介观尺度调控原理

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基本信息

  • 批准号：
    51638011
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    300.0万
  • 负责人：
    张宏伟
  • 依托单位：
    天津工业大学
  • 学科分类：
    E10.环境工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Aiming at the great demand of membrane drinking water treatment in China and focusing on those key questions in drinking water treatment process such as membrane filtration mechanism, membrane fouling behavior and integrated process control, this project conducts systematic study in the perspective of “mesoscopic”, taking the theory construction of membrane separation in mesoscale during drinking water treatment process as the basis, mesoscale regulation principle for the microstructure of anti-pollution membrane surface as the core, and the adjustment and control of membrane fouling and operating efficiency as the optimization goal, which researches and analyzes environmental micro-interfacial process in drinking water purification system at three levels including the theory construction of membrane separation, functional design of membrane material and scientific control of technology application, establishes brand new technical principle of membrane drinking water treatment process, and provides theoretical support for drinking water security technology in China.
本项目针对我国膜法饮用水处理重大需求，围绕超滤技术在饮用水处理过程中的膜过滤机理、膜污染行为和组合工艺调控等关键问题，从“介观”的角度进行系统性的研究，以饮用水处理过程中介观尺度的膜分离理论构建为基础，以抗污染膜面微结构及组合工艺介观尺度调控原理为核心，以膜污染与运行能效调控为优化目标，在膜分离理论构建-膜材料功能化设计-工艺应用的科学调控三个层次上研究和解析饮用水净化体系中环境微界面过程，构建膜法饮用水处理新技术原理，为我国饮用水的安全保障技术提供理论支撑。

结项摘要

膜污染问题是制约膜法水处理效率和效果提升的关键瓶颈问题，科学解析介观尺度下的膜污染形成机制，构建有效的饮用水处理过程膜污染介尺度调控机理对科学完善饮用水膜分离理论，推动膜法水处理技术水平提升具有非常重要的科学意义。本项目以构建膜污染介尺度调控机理为研究目标，通过建立膜分离过程膜污染光学原位分析方法，揭示膜分离过程污染物颗粒与超滤膜界面诱导膜污染形成的介尺度特征，阐明了介尺度界面过程膜污染的形成机制和主控因素，构建了制备中空纤维超滤膜高精度孔及抗污染表面的介尺度调控原理，提出了饮用水处理混凝-超滤组合工艺膜污染介尺度优化调控方法，优化了吸附/氧化-超滤技术膜污染介尺度调控工艺，为饮用水膜过滤效率与效果技术水平提升提供了重要的科学依据和技术支撑。研究成果共发表学术论文42篇，其中在Water Research、Journal of Membrane Science等国际SCI收录期刊发表论文39篇（中科院一区论文25篇）；授权国家发明专利5项，申请中国发明专利5项；获省部级科学技术奖3项；已培养2名博士后、3名博士和7名硕士毕业生。

项目成果

期刊论文数量（42）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（0）
专利数量（10）
絮体表面形态对膜污染预测的影响
  • DOI：
    10.11949/0438-1157.20190828
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    化工学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    方乘;杨盛;吴云;张宏伟;王捷;王鲁天;郝松泽
  • 通讯作者：
    郝松泽
Low electric field assisted surface conductive membrane in AnMBR: Strengthening effect and fouling behavior
AnMBR 中低电场辅助表面导电膜：强化效果和污染行为
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2021.133185
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Wang Lutian;Wu Yun;Fu Yangfan;Deng Lijuan;Wang Yue;Ren Yue;Zhang Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhang Hongwei
Characteristics and performance of PVDF membrane prepared by using NaCl coagulation bath: Relationship between membrane polymorphous structure and organic fouling
NaCl凝固浴制备PVDF膜的特性及性能：膜多晶型结构与有机污染的关系
  • DOI：
    10.1016/j.memsci.2019.02.054
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Zhang, Yang;Ye, Lin;Zhang, Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhang, Hongwei
Enhanced permeation and antifouling performance of polyvinyl chloride (PVC) blend Pluronic F127 ultrafiltration membrane by using salt coagulation bath (SCB)
使用盐凝固浴（SCB）增强聚氯乙烯（PVC）共混Pluronic F127超滤膜的渗透和防污性能
  • DOI：
    10.1016/j.memsci.2017.11.003
  • 发表时间：
    2018-02
  • 期刊：
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Zhang Yang;Tong Xin;Zhang Bopeng;Zhang Chunfang;Zhang Hongwei;Chen Yongsheng
  • 通讯作者：
    Chen Yongsheng
Preparation of super-hydrophobic PVDF membrane for MD purpose via hydroxyl induced crystallization-phase inversion
羟基诱导结晶-相转化制备MD用超疏水PVDF膜
  • DOI：
    10.1016/j.memsci.2017.08.066
  • 发表时间：
    2017-12
  • 期刊：
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Wu Chunrui;Tang Wenyong;Zhang Jianhua;Liu Sihua;Wang Zhongyang;Wang Xuan;Lv Xiaolong
  • 通讯作者：
    Lv Xiaolong

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其他文献

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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 作者：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    叶霖;张阳;周思汝;张宏伟
  • 通讯作者：
    张宏伟

其他文献

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AI项目解读示例

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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