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微藻生产下游技术与工程学科组

学科组负责人:张学治 研究员

招生导师张学治 博导

环境工程(硕士研究生) 环境科学(博士研究生)

学科组整体的研究方向简介:

高效、经济的藻水分离技术及其工程化应用是藻类收获以及湖库水华防控的重要手段。围绕藻水分离的技术瓶颈及工程化应用,本学科组的主要研究方向如下:

1.         微藻过滤分离技术。研究微藻过滤收获中的过滤堵塞机制,阐明复杂藻液环境条件下藻细胞、藻源型有机物的交互堵塞机制,并通过数学模型揭示微藻膜分离过程中的关键因子及其影响规律,为提高过滤分离效率提供理论依据;

2.         微藻气浮分离技术。揭示藻细胞胞外多糖及表面官能团、藻源型有机物对气浮收获的影响,建立混凝剂用量的化学准量关系、以及基于藻絮团-气泡之间的碰撞与粘附作用的微藻气浮分离模型,将微藻气浮收获关键参数的确定从实验摸索升华到理论预测;

3.      藻类智能监测预警技术。开发基于机器学习及大数据分析的藻类形态智能识别技术,研制藻类智能监测设备,研究基于自来水厂处理工艺以及饮用水源地藻类生态学特征的藻类浓度阈值体系,实现藻类的监测预警;

4.      藻水分离技术的工程化应用。以藻类清除船、箱式藻类收集设备以及输水渠道的藻水分离工程为依托,推进藻水分离技术的工程应用及藻类生物质资源化,助力水生态环境改善。

近期代表性论文

1.       Nie, X.F.#, Mubashar, M. #, Zhang, S., Qin, Y.F., Zhang, X.Z.* (2020) Perspectives in microalgae-based nutrient removal for aquaculture waste: A comprehensive review. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124209

2.       Zang, X.M. #, Zhang, H.Y. #, Liu, Q.L., Li, L.L., Li, L., Zhang, X.Z.* (2020) Harvesting of Microcystis flos-aquae using chitosan coagulation: Influence of proton-active functional groups originating from extracellular and intracellular organic matter. Water Research 185, 116272. 

3.       Zang, X.M., Wang, L., Xiao, J.R., Zhang, H.Y., Li, L.*, Zhang, X.Z.* (2020) Harvesting colonial Microcystis flos-aquae using two-stage filtration: Influence of pre-filtration on harvesting performance. Separation and Purification Technology.116736.

4.       Yang, L., Zhang, H.Y., Cheng, S.Z., Zhang, W.*., Zhang, X.Z.* (2020) Enhanced microalgal harvesting using microalgae-derived extracellular polymeric substance as flocculation aid. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 8(10):4069-4075. 

5.       Wang, L., Pan, B., Gao, Y.X., Li, C., Ye, J., Yang, L., Chen, Y.S., Hu. Q.*, Zhang, X.Z.* (2019) Efficient membrane microalgal harvesting: Pilot-scale performance and techno-economic analysis. Journal of Cleaner Production. 218:83-95.

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