近日，生命与环境科学学院黄宝成博士（金仁村教授团队）在废水资源化处理研究方面取得新进展，相关工作分别被所在领域主流刊物Renewable & Sustainable Energy Reviews（最新IF：12.11）和Chemical Engineering Journal（最新IF：10.652）接收。

近年来，随着环保投入的不断加大，我国的水生态环境质量已得到了显著提升和改善。污水处理厂的建设和运行是保障城市水环境质量的核心。当前，虽然我国污水总处理规模已位居全球前列，但污水处理过程存在着高能耗、高物耗的问题，整体的环境可持续性较差。实际上，废水中含有的污染物是“放错了地方的资源”，具有重要的回收价值。为此，针对城市污水中有机碳类污染物，课题组全面总结分析了当前不同碳分离和回收技术应用的可行性和效能，评估了全球城市废水中有机碳能的回收潜力；在此基础上，提出了基于能源回收和物质循环利用的污水碳处理模式，为废水的可持续处理提供了新思路。上述工作以“Envisaging wastewater-to-energy practices for sustainable urban water pollution control: Current achievements and future prospects”为题，被Renewable & Sustainable Energy Reviews接收（https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110134），黄宝成博士为论文第一作者，金仁村教授和中科大俞汉青教授为通讯作者。

全球城市污水有机碳能回收潜力（a）以及全流程碳资源回用模式（b）

除有机碳外，废水中的营养元素也是另一种具备回收价值的资源。磷酸盐作为不可再生资源，其全球储量正日益下降，未来有可能会出现磷短缺的危机。污水处理厂出水以及微污染的地表水（如湖水、河水等）中均含有一定量的磷酸盐，如能对这部分磷酸盐进行回收，不仅有助于实现磷酸盐的循环，而且还能降低水体发生富营养化的风险。但是，针对低浓度磷酸盐废水，经济高效回收方法的研发与应用仍然面临巨大挑战。

课题组在前期工作基础上，通过在氯化镧溶液中掺杂多孔碳，利用共沉淀法成功制备得到表面碳修饰的氧化镧纳米棒吸附剂（La/C）。批次实验结果表明，该材料在pH 7.0条件下，其磷酸盐吸附容量可达48.8 mg-P/g，且该材料在pH 5-11范围内仍保持对磷酸盐的高效去除。通过将该棒状纳米复合材料分散至聚偏氟乙烯（PVDF）溶液中，采用相转化法成功合成了具备“吸附-过滤”双功能的多孔滤膜。模拟废水过滤实验表明，纳米复合材料的掺入不仅可以有效提升PVDF滤膜对磷酸盐的吸附能力，而且在滤膜的水过滤通量和抗有机污染方面也有促进作用。最后，实际水体（污水厂出水、余杭塘河水以及仓前校区池塘水）的过滤测试表明，该滤膜对其中的低浓度磷酸盐（约0.2 mg/L）回收效率可达85%以上，展现了良好的应用前景。该工作以“Phosphorus removal from diluted wastewaters using a La/C nanocomposite-doped membrane with adsorption-filtration dual functions”为题发表在Chemical Engineering Journal上（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126924），硕士生夏雯静为第一作者，黄宝成博士为通讯作者。

制备得到的La/C纳米棒及“吸附-过滤”双功能PVDF膜

    上述两项工作得到了国家自然科学基金以及浙江省自然科学基金项目资助。

个人简介：

黄宝成，博士，助理研究员，浙江省高校领军人才计划青年优秀人才，杭师大卓越人才，主要研究方向为可持续水污染控制技术研发及其效能评价。目前承担国家自然科学基金，省自然科学基金以及杭州市科委等项目的研究工作，在Environmental Science & Technology, Water Research, Journal of Materials Chemistry A, Renewable & Sustainable Energy Reviews等环境化学及水处理领域高水平期刊上发表SCI论文30余篇；获授权国家发明专利3件。论文总引用次数460余次，个人H因子13。