报告题目：垃圾渗滤液生物脱氮的经济成本分析

华南理工大学汪晓军教授团队SCI论文盘点,更贴近实际应用!

来源：中国给水排水

编者按

跟汪晓军教授相识有十几年了，印象中的他是能说能做的乐观的博客达人，如果感兴趣的可以到科学网关注“汪晓军”。这个研究团队以应用为主，并且已经在成果转化方面闯出一片天地。他们的目标市场主要在国内，对研究成果的表达以国内学术期刊论文、发明专利以及实际工程应用为主，所以国外SCI论文并不是他们的主要目标。通过这篇介绍，您可以对这个特色团队有更全面的了解，当然达成合作的机会就多起来了。我邀请这个团队来分享他们的经验，就是希望这些产学研结合得非常好的特色团队能给读者带来一些启发，共同为我国的水环境治理和改善做出一份贡献。

汪晓军教授

产学研联合团队合影

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主要研究方向

1、废水中不可生物降解的有机物的处理

2005年申请了发明专利——化学氧化-曝气生物滤池水处理方法，并获得专利授权，之后十多年主要对该技术进行开发与应用。

2、低碳高效的生物脱氮工艺研究及应用

近年来国家持续提高水质处理标准，在新修订的标准中，都增加了对总氮（TN）的脱除要求，因此低碳高效的生物脱氮工艺研究及应用也成为团队的研究重点。近期发现了可以工程化应用的稳定亚硝化技术，以此为基础，做了大量探索性的研究，申请国家发明专利近10项。随着工程化应用与研究的深入，后续会有更多相应的论文发表。

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主要研究课题

团队的研究开发经费，大部分来自横向研究开发课题，获得的纵向课题主要有：

1、国家自然科学基金委面上项目：一体化臭氧―曝气生物滤池系统去除污染物方法与机理研究（51078149）

2、国家自然科学基金委应急管理项目：硝酸法氧化铁红生产过程中氮元素的形态转变机制及污染控制研究（21646008）

3、广东省级应用型科技计划项目（800万元）：印染行业污染控制技术集成、环保装备研发及其产业化（2015B020235013）

4、广州市科技计划项目 民生科技重大专项（50万元）：非膜法垃圾渗滤液深度处理工艺及中试（201300000129）

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主要技术推广团队及工程应用

1、广州市华绿环保科技有限公司

• 垃圾渗滤液的处理处置工程
• 印染废水的处理及深度处理处置工程
• 化学品港口码头仓储废水处理工程
• 显示屏废水处理工程
• 黑臭水体处理处置工程等

2、佛山市化铵生物科技有限公司

主要从事亚硝化反硝化、厌氧氨氧化的绿色低碳生物脱氮技术的开发与工程应用。

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近年来发表的代表性SCI论文

1、Yongyuan Yang,Zhenguo Chen,Xiaojun Wang*mailto:cexjwang@scut.edu.cn,Lei Zheng,XiaoYang Gu. Partial nitrification performance and mechanism of zeolite biological aerated filter for ammonium wastewater treatment.Bioresource Technology. 241（2017）：473－481.（2016年度IF：5.651，被引次数：1）

中文标题：沸石曝气生物滤池处理氨氮废水的亚硝化性能与机理

摘要：采用沸石曝气生物滤池(ZBAF)连续运行，实现了稳定的亚硝化。亚硝酸盐积累(大于98.0%)，高比例的亚硝氮/硝氮产率，在0.854 - 1.200kg/（m3·d）的氮负荷(NLR)范围内，当进水氨浓度从250 mg/L增加到550 mg/L时，可获得约0.760 kg/（m3·d）的氮负荷率(NLR)。由于沸石对氨的吸附，游离氨(FA)浓度可保持在适当的范围内，以抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)，而使氨氧化菌（AOB）成为主导，这应该是ZBAF实现亚硝化的主要原因。动力学研究表明，在沸石曝气生物滤池中亚硝酸盐的产生符合零级动力学模型。高通量测序分析进一步揭示了ZBAF中AOB的富集和NOB的抑制作用。结果表明，ZBAF在实际应用中处理氨氮废水使其亚硝化具有很大的应用潜力。

研究应用进展：该技术已成功应用于处理规模为1m3/d的垃圾渗滤液中试工程，进水氨氮浓度高达3000mg/L；而50m3/d的高氨氮废水处理的工业化验证处理系统正在建设过程中，全力推动该技术的产业化。

2、Xiaojun Wang*, Gu Xiaoyang, Lin Dexian, Dong Fang, Wan Xiaofang. Treatment of Acid Rose Dye Containing Wastewater by Ozonizing - Biological Aerated Filter .Dyes and Pigments. 2007，74(3):736-740.（2016年度IF：3.473，被引次数：119）

中文标题：臭氧-曝气生物滤池处理酸性玫瑰红废水

摘要：采用臭氧氧化-曝气生物滤池工艺处理酸性玫瑰红染料废水。确定了最佳工艺条件：臭氧与染料的质量比为1/4.5，反应温度18-25 ℃，HRT为3h、气/液比4:1。实验结果表明，臭氧处理过程具有很好的脱色效率，可以提高废水的可生化性，臭氧氧化使BOD/COD比值由0.18提高到0.36，从而使后续曝气生物滤池更有效地进一步脱除COD和降低SS浓度，特别是对于低浓度废水SS和COD。处理后出水COD低于40mg/L，SS约50mg/L，色度小于20倍，可满足处理后的水回用于工业冷却水水质标准要求。

研究应用进展：以此论文为应用基础，开发了处理不可生物降解有机物的深度处理工艺，并在广东溢达纺织有限公司废水处理站（2.5万吨/d）、互太（番禺）纺织印染有限公司（4万吨/d）、东莞德永佳纺织制衣有限公司（6万吨/d），进行实际应用。臭氧与曝气生物滤池结合的处理工艺是2005年申请并获得授权的发明专利，目前该技术已在国内广泛推广应用。

3、Xiaojun Wang*, Sili Chen, Xiaoyang Gu, Kaiyan Wang. Pilot Study on Advanced Treatment of Landfill Leachate by Coagulation-Fenton oxidation- Biological Aerated Filter Process.Waste Management. 2009, 29(4): 1354-1358.（2016年度IF：4.03，被引次数：118）

中文标题：混凝-芬顿氧化-曝气生物滤池处理垃圾渗滤液的中试研究

摘要：成熟的垃圾渗滤液是典型的不可生物降解的垃圾渗滤液。开发了混凝、Fenton氧化、曝气生物滤池处理的组合工艺。采用混凝和芬顿氧化，以减少化学需氧量（COD）的有机负荷，同时提高了废水的生物降解性。结果表明：聚合硫酸铁（PFS）600mg/L 是适宜的投加量。Fenton氧化反应的起始pH值为5，反应时间为3h，H2O2投加量为5.4mmol，H2O2/Fe2+摩尔比为1。选择两步投药以达到最佳氧化效果。在最佳混凝和芬顿氧化条件下，COD去除率分别为66.67%和56%。采用混凝和Fenton氧化预处理，采用曝气生物滤池(BAF)对垃圾渗滤液进行进一步处理。结果表明，COD降至75 mg/L，色度小于10度。

研究应用进展：该论文曾被1%高被引论文（ESI）收录，应用该论文的技术，在国内已成功地建设了近50座垃圾渗滤液处理厂。最早应用该技术的江门大填山垃圾填埋场渗滤液深度处理已成功稳定达标运行了十年之久，杭州天子岭垃圾填埋场的第二期工程，每天处理1500吨垃圾渗滤液，也采用了这项深度处理技术，出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）。

4、Luqing QI，Xiaojun Wang*，Qikun XU. Coupling of biological methods with membrane filtration using ozone as pre-treatment for water reuse.Desalination. 2011. 270：264－268. （2016年度IF：5.527，被引次数：41）

中文标题：臭氧预处理与生物处理膜过滤组合工艺应用于水回用

摘要：重点研究了对某纺织厂废水生物处理后的深度处理。目前，水回用的处理方法主要是膜技术。针对膜工艺浓缩过程水中污染物的影响，提出了臭氧预氧化、曝气生物滤池(BAF)和反渗透联合预处理工艺。通过比较不同的臭氧投加方式，臭氧-BAF集成装置的COD(化学需氧量)脱除率高，出水色度低。最佳臭氧投加量为20-30mg/L。经二级曝气生物滤池处理后，出水COD平均为27.4mg/L，浊度为4.2NTU，悬浮物为3.0mg/L，氨氮为0.7mg/L。经反渗透(RO)超滤处理后，渗透水的pH值为7.4~7.9，电导率为50~200μS/cm，总硬度为2~10mg/L。总碱度为25～60mg/L，结果表明膜渗透可作为染色工艺用水重复使用。浓缩液pH值在7.3～8.3之间。 COD为45.7~97.9mg/L。浓缩水已达到排放标准，无需额外处理即可直接排放。

研究应用进展：本论文是每小时5吨（120吨/日）印染废水深度处理中试工程项目的研究总结，该中试成果为日处理5000吨的工程化验证项目的实施打下了基础。

5、Xiaojun Wang*，Jijun HAN，Zhiwei CHEN，Lei JIAN，Xiaoyan GU, Che-Jen Lin. Combined processes of two-stage Fenton-biological anaerobic filter–biological aerated filter for advanced treatment of landfill leachate[J].Waste Management. 2012, 32:2401-2405.（2016年度IF：4.03，被引次数：23）

中文标题：二级芬顿-厌氧生物滤池-曝气生物滤池应用于垃圾渗滤液的深度处理

摘要：成熟的垃圾渗滤液中含有大量不可生物降解的有机物。为符合中国新的排放标准，需进行额外的深度处理才能达到排放标准。本研究采用“Fenton氧化-生物厌氧滤池(BANF)-曝气生物滤池(BAF)”两阶段组合工艺，对渗滤液进行深度处理。采用Fenton氧化法降低难降解有机物的化学需氧量(COD)，提高其生物降解性，然后采用BANF-BAF工艺，以脱除总氮(TN)。垃圾渗滤液经深度处理，出水COD<70mg/L、TN<40mg/L、NH3-N<10mg/L。COD和TN去除率分别为96.1%和95.9%。 经此深度处理工艺，出水水质达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）。深度处理成本核算大约是 36.1元/吨(5.70美元/吨)。

研究应用进展：原来GB16889-1997年的标准，只有COD的要求，没有总氮的要求，2008年的新标准增加了TN的要求，为达到国家（GB16889-2008）的新标准，在杭州天子岭进行中试时，开发了芬顿氧化-厌氧滤池反硝化-好氧曝气生物滤池的新工艺，这是中试及后来1500吨工程化处理系统的总结。后来的处理工艺，都采用这一成果，如武汉陈家冲的日处理500吨的渗滤液处理工程，广东增城陈家林的日处理400吨的渗滤液处理工程等等。

6、Yaozhong HE,Xiaojun Wang*, Jinling XU, Jinli YAN, Qilong GE, Xiaoyang GU, Lei JIAN. Application of integrated ozone biological aerated filters and membrane filtration in water reuse of textile effluents[J].Bioresource Technology. April 2013. 133:150-157. （2016年度IF：5.651，被引次数：34）

中文标题：一体式臭氧曝气生物滤池与膜过滤应用于印染废水的回用

摘要：采用一体化臭氧生物曝气滤池和膜过滤相结合的工艺，在棉纺厂进行了纺织废水的深度处理与回收利用。处理水量每天5000m3，进水COD值82~120mg/L，BOD512.6 ~ 23.1 mg/L，悬浮物38-52 mg/L，色度32-64倍。臭氧-BAF在臭氧投加量为20~25mg/L时，COD ≤45mg/L，BOD5≤ 7.6 mg/L，SS ≤ 15 mg/L，色度6 - 8倍。另外，PVA（聚乙烯醇）和UV254的平均去除率分别为100%和73.4%。反渗透（RO）生产的渗透水可用于印染工艺过程中。 反渗透浓水的COD ≤ 100mg/L，BOD ≤ 2 1mg/L，SS ≤ 52mg/L，色度 ≤ 32倍。结果表明，该组合工艺能保证处理水的回用，也解决了反渗透浓水处理的问题。

研究应用进展：该论文是日处理5000吨印染废水工程验证项目的总结，该工程验证项目的成功稳定运行，为日后日处理万吨级以上规模的应用工程打下了基础。后来连续做了四个日处理万吨级规模的印染废水深度处理工程，国内也有其它公司应用该技术建设日处理万吨级规模以上的印染废水深度处理工程。

7、Jiaqi Cui,Xiaojun Wang*, Yanlei Yuan, Xunwen Gua, Xiaoyang Gu, Lei Jian. Combined ozone oxidation and biological aerated filter processes for treatment of cyanide containing electroplating wastewater [J].Chemical Engineering Journal. 2014，241：184-189. （2016年度IF：6.261，被引次数：22）

中文标题：臭氧曝气生物滤池组合工艺处理电镀含氰废水

摘要：本文研究了臭氧氧化与曝气生物滤池(BAF)组合工艺处理含氰电镀废水。研究表明组合工艺的最佳组合方式为曝气生物滤池-臭氧-后曝气生物滤池（BAF1-O3-BAF2)。在臭氧投加量为100 mg/L、BAF1水力停留时间（HRT）为9h、BAF2的HRT为6h的最佳条件下，废水中的CN-、COD、Cu2+和Ni2+的去除率分别为99.7%，81.7%，97.8%和95.3%；废水中的CN-、COD、Cu2+和Ni2+的浓度分别为0.16mg/L、55.0mg/L、0.38mg/L和0.41mg/L，出水满足中国电镀废水排放标准。结果表明，曝气生物滤池比其它生物反应器具有更高的氰化物毒性忍受能力。此外，在原电镀废水(EPWW)中加入蔗糖可提高BAF1的去除效率，EPWW中的氰化合物可作为微生物的氮源。

研究应用进展：率先将曝气生物滤池引入电路板及电镀废水的处理领域，也将臭氧-曝气生物滤池的方法，引入电路板及电镀废水的处理。应用类似的技术，一共做了三个电路板及电镀废水处理工程。

8、Lei Zheng,Xiaojun Wang*, Xingzhi Wang. Reuse of reverse osmosis concentrate in textile and dyeing industry by combined process of persulfate oxidation and lime-soda softening [J].Journal of Cleaner Production. 2015.10, 108（2015): 525-533. （2016年度IF：5.715，被引次数：14）

中文标题：采用过硫酸盐氧化与石灰苏打软化法处理印染废水的反渗滤浓水及回用

摘要：在纺织印染行业反渗透浓水的处理，由于其可生物降解性极差，采用高级氧化处理技术为主。为了资源保护和可持续发展，采用过硫酸盐氧化与石灰苏打软化相结合的方法，将反渗透浓缩液经适当处理后再回用于染色工序。结果表明，过硫酸盐热活化氧化不可生物降解有机物的最高效和经济的反应条件为初始pH值为5.0，反应温度75℃，初始过硫酸盐浓度为1000mg/L。在此过程中，化学需氧量降解符合拟一级动力学模型，且硫酸钠浓度由9600mg/L提高到10350mg/L左右。然后，通过石灰-苏打软化工艺，有效地软化反渗透浓缩液的Ca2+和Mg2+硬度，并确定适宜的石灰和苏打投加量分别为150mg/L和800mg/L。最后，以处理后水作为染色水，考察活性染料染色的水回用可行性。颜色强度、色差和色牢度作为染色性能评价因子，染色结果表明，经适当处理后回用的废水(COD ≤ 21.5mg/L，总硬度17.0mg/L)可回用于活性染料的染色过程。该研究提供了一种新的方法来处理与回用反渗透浓水，更重要的它提高了硫酸钠浓度，减少了硫酸钠在染色过程中的使用量，从而减少了染色工序的染色成本。

研究应用进展：该研究是在印染废水深度处理领域的进一步拓展研究。印染废水中往往含有盐，因为染色工序必须在水中投加盐。而反渗透浓水的回用，不仅回用了水，而且回用了水中的盐，该技术可以经济有效地降低印染废水回用的成本。目前新疆的一个印染工业园正拟采用该工艺提高印染废水的回用率。

9、Zhenguo Chen,Xiaojun Wang*, Yongyuan Yang, Markus W. Mirino Jr, Yanlei Yuan. Partial nitrification and denitrification of mature landfill leachate using a pilot-scale continuous activated sludge process at low dissolved oxygen.Bioresource Technology. 2016.8, 218( 580-588). （2016年度IF：5.651，被引次数：8）

中文标题：采用低溶解氧活性污泥工艺中试处理老龄垃圾渗滤液的亚硝化反硝化

摘要：将低溶解氧(DO)(0.1~0.5mg/L)的节能控制策略应用于中试规模的缺氧-兼氧-兼氧-缺氧装置来实现老龄垃圾填埋场渗滤液的亚硝化反硝化处理。高氨氮去除率、亚硝酸盐积累率和总氮去除率分别高于95.0%、90.0%和66.4%，验证了该控制措施应用于老龄垃圾渗滤液脱氮处理的可行性。低溶解氧和充足的碱度决定了第一兼氧反应器中亚硝酸根的有效积累。在0.3–0.5mg/L的DO条件下，反应装置的处理极限主要由第一个兼氧反应器的实际水力停留时间（AHRT）决定，且AHRT必须小于13.9h。高通量测序分析结果表明，长期操作后，第一个兼氧反应器内细菌多样性发生了显著变化，优势菌属亚硝化单胞菌属对低氧条件下氨氮的去除和亚硝酸盐的积累起主要作用。

研究应用进展：该研究论文启动了亚硝化反硝化研究，从低溶解氧控制亚硝化的方法，发现了新的游离氨控制稳定亚硝化的方法，进而拓展了厌氧氨氧化的研究领域，并准备进行大规模工业化工程应用。

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在中文核心期刊发表的论文

（1）黄小琴，汪晓军，王蓓蓓，萧志豪，顾晓扬，杨岸明. 垃圾渗滤液深度处理中试研究. 水处理技术，2017，10（7）：94－97+102.

（2）惠天翔，汪晓军. 高含盐环氧丙烷生产废水处理工程改造. 中国给水排水. 2017，33（6）：95-97.

（3）赵爽，汪晓军，袁延磊，郭训文，简磊. 垃圾渗滤液反渗透浓水深度处理中试研究. 中国给水排水，2017，33（5）：65-67.

（4）王蓓蓓，汪晓军，萧志豪，黄小琴. 纺织印染废水深度处理中试设计与运行. 中国给水排水， 2017，33（5）:72-75.

（5）萧志豪，汪晓军，黄小琴，王蓓蓓. 曝气生物滤池/接触氧化内循环处理受污染湖水. 中国给水排水，2017，33（4）：83-86.

（6）杨永愿，汪晓军，赵爽，陈振国. 沸石曝气生物滤池短程硝化特性及其机制. 中国环境科学，2017，37（12）：4518-4525.

华南理工大学北湖处理工程外景

广东东莞德永佳6万吨/d印染废水处理工程

广东溢达2.5万吨/d印染废水处理工程

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近年来关于氨氮亚硝化与厌氧氨氧化领域申请的发明专利

（1）吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法（近期受理，尚无公开链接）

发明专利申请号：CN201711478996.7

申请日期：2017年12月29日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军，陈振国，陈小珍

（2）一种基于氨氮吸附材料强化膜生化反应器稳定亚硝化的方法（近期受理，尚无公开链接）

发明专利申请号：CN201711477780.9

申请日期：2017年12月29日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军，陈振国，顾晓扬，简磊

（3）一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法（近期受理，尚无公开链接）

发明专利申请号：CN201711474755.5

申请日期：2017年12月29日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军，冯兴会，陈振国

（4）一种利用吸附氨氮材料强化SBR实现稳定亚硝化的方法（近期受理，尚无公开链接）

发明专利申请号：CN201710757573.2

申请日期：2017年8月29日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军，陈婧，陈振国，冯兴会

（5）一种基于氨氮废水实现高效亚硝化的方法

发明专利申请号：CN201710252762.4

申请日期：2017年4月18日

申请人：华南理工大学 广州市华绿环保科技有限公司

发明人：汪晓军，杨永愿，陈振国，简磊，顾晓扬

（6）短程硝化与厌氧氨氧化结合的氨氮废水生化脱氮处理装置及工艺

发明专利申请号：CN201710252765.8

申请日期：2017年4月18日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军，陈振国，杨永愿，顾晓扬，简磊

（7）一种含有沸石生物流化床的短程硝化反硝化脱氮工艺

发明专利申请号：CN201610630255.5

申请日期：2016年7月31日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军 ; 陈振国 ; 米酷 ; 杨永愿

（8）一种基于沸石吸附和生化再生的脱除低温废水氨氮的方法

发明专利申请号：201510968010.9

申请日期：2015年12月18日

申请人：华南理工大学

发明人：汪晓军 饶力 王蓓蓓 赵爽

第一期：江南大学李激教授团队2017年发表了这些代表性SCI论文（2017-12-22）

第二期：哈尔滨工业大学陈志强教授团队2017年发表的代表性SCI论文盘点，免费下载！（2017-12-26）

第三期：哈尔滨工业大学王秀蘅教授团队2017年发表的SCI代表性论文，附图形摘要！（2017-12-29）

第四期：天津大学季民教授团队2017年发表的代表性SCI论文盘点（2018-01-03）

第五期：华中科技大学王宗平教授团队2017年发表的代表性SCI论文盘点（2018-01-05）

第六期：同济大学于水利教授研究团队近年发表的SCI代表性论文引用情况和成果转化（2018-01-09）

策划、编辑：衣春敏

微信制作：文凯