您現(xiàn)在所在的位置： > 技術(shù)研發(fā)領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì)
朱偉課題組是由河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院朱偉教授和另外6名有博士學(xué)位的年輕教師組成的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)。根據(jù)每一個(gè)老師的研究背景，課題組的研究方向涉及到河流、湖泊的水環(huán)境問(wèn)題、水生態(tài)修復(fù)問(wèn)題、污水廠污泥處理問(wèn)題、湖泊底泥處理問(wèn)題、盾構(gòu)隧道施工問(wèn)題等方面。老師的學(xué)科分布在環(huán)境工程、市政工程和巖土工程的學(xué)科點(diǎn)，是注重于在交叉、邊緣學(xué)科展開(kāi)研究的研究團(tuán)隊(duì)。課題組曾經(jīng)承擔(dān)過(guò)國(guó)家“十五”重大科技專項(xiàng)–《鎮(zhèn)江水環(huán)境質(zhì)量改善與生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究及示范》”863″項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省重點(diǎn)基金等重要項(xiàng)目，有一定的學(xué)術(shù)影響。課題組的老師、研究生強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神，通過(guò)幾年努力形成了良好的學(xué)術(shù)氛圍和研究環(huán)境。通過(guò)多年的條件建設(shè)，課題組形成了較為完善的辦公、實(shí)驗(yàn)、管理系統(tǒng)，在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究方面體現(xiàn)”系統(tǒng)、深入、踏實(shí)”的風(fēng)格。為了保障人才培養(yǎng)的質(zhì)量，設(shè)立碩博連讀獎(jiǎng)學(xué)金和研究生輔助科研(RA)制度，積極推動(dòng)研究生出國(guó)交流等活動(dòng)。課題組希望能在科研、教學(xué)、人才培養(yǎng)方面經(jīng)過(guò)更多的努力，作出更大的成就。
(1) 盾構(gòu)隧道施工技術(shù)與設(shè)計(jì)理論
課題組在盾構(gòu)隧道技術(shù)上主要研究土壓平衡和泥水盾構(gòu)的開(kāi)挖面穩(wěn)定機(jī)理、泥水盾構(gòu)成膜機(jī)理、基于賓漢姆流體的壁后注漿體固結(jié)—膠結(jié)理論、泥水盾構(gòu)的高壓多相“土-泥-水”平衡理論及控制、開(kāi)艙技術(shù)等。并參與了眾多重大課題有（1）國(guó)家973重大項(xiàng)目《高水壓越江海長(zhǎng)大盾構(gòu)隧道工程安全的基礎(chǔ)研究》的課題3-《高壓多相“土-泥-水”平衡理論及控制》；（2）南京緯三路過(guò)江通道泥水盾構(gòu)泥漿成膜、開(kāi)艙穩(wěn)定性及壁后注漿性能研究；（3）揚(yáng)州瘦西湖隧道全粘土地層泥水盾構(gòu)高效施工技術(shù)研究；（4）南京長(zhǎng)江隧道泥水盾構(gòu)泥漿及成膜技術(shù)研究；（5）南水北調(diào)《盾構(gòu)隧道開(kāi)艙及維護(hù)技術(shù)研究》。
(2) 疏浚淤泥的資源化利用理論與技術(shù)
我國(guó)許多的水利工程、環(huán)境工程都涉及到到河湖底泥的疏浚及處理問(wèn)題。淤泥帶來(lái)的問(wèn)題主要有：含水率高、固 結(jié)排水緩慢、承載力低，無(wú)法直接用于工程填土；每年產(chǎn)生量極大，傳統(tǒng)陸地棄置長(zhǎng)期占用了大量的土地資源；河湖被人為污染后，重金屬與有機(jī)質(zhì)通常富集于底泥中，隨意棄置將會(huì)造成二次污染。因此針對(duì)以上問(wèn)題，以河湖底泥減量化、無(wú)害化、資源化為目標(biāo)，課題組展開(kāi)了如下幾個(gè)方面的研究。
• 淤泥的固化及固結(jié)理論與技術(shù)
疏浚泥按設(shè)計(jì)要求添加不同含量、配比的固化材料后能滿足填方、筑堤、路基等各種土方工程的要求。但是現(xiàn)有的技術(shù)存在處理后固化淤泥初期強(qiáng)度較低的問(wèn)題，使得固化處理周期過(guò)長(zhǎng)，增加臨時(shí)堆放地占用面積。針對(duì)這一問(wèn)題，需基于水分轉(zhuǎn)化原理研發(fā)快速早強(qiáng)型固化劑，以縮短周期，降低處理成本，提高處理效果。淤泥自重固結(jié)過(guò)程緩慢，主要是受粘土細(xì)顆粒絮凝作用的影響。為了明白這一物理過(guò)程的機(jī)理，需要對(duì)淤泥沉降固結(jié)過(guò)程中粒徑分布變化規(guī)律、不同階段的過(guò)程、有效應(yīng)力形成規(guī)律等方面進(jìn)行探索。
• 淤泥中污染物的穩(wěn)定化理論與技術(shù)
污染淤泥穩(wěn)定化的主要目標(biāo)是研發(fā)出能改變污染物的形態(tài)以促進(jìn)污泥穩(wěn)定無(wú)害化的控制型鈍化劑，以防止處理后的土材料、土壤化應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生二次污染。主要從鈍化處理對(duì)疏浚污泥內(nèi)污染物形態(tài)的影響及影響機(jī)理，以及鈍化后疏浚污泥內(nèi)污染物形態(tài)與污泥物浸出性之間的關(guān)系進(jìn)行研究。
• 泥水分離及快速混凝沉降技術(shù)
現(xiàn)有的泥漿濃縮方法有通過(guò)旋流分離、板框壓濾的泥水分離技術(shù)，或者在堆場(chǎng)中進(jìn)行沉淀、儲(chǔ)存技術(shù)。這些技術(shù)大部分存在占用土地面積大、處理成本高、設(shè)備投入大等問(wèn)題。為了達(dá)到泥漿快速濃縮的目的，需根據(jù)粒徑-濾層的匹配關(guān)系和真空抽濾的原理，研發(fā)對(duì)泥漿進(jìn)行快速濃縮的方法。另一方面，研發(fā)泥漿快速混凝添加劑，加速淤泥的固結(jié)排水，以提高處理的效率。
• 淤泥及超軟地基的承載力
新近吹填淤泥堆場(chǎng)表面呈流塑狀態(tài)，性質(zhì)上處于粘滯性流體與飽和軟土之間，承載力極低，人與機(jī)械很難直接進(jìn)場(chǎng)施工。目前主要有鋪設(shè)墊層和浮船兩類方法，都可以歸結(jié)為在超軟弱淤泥表面放置荷載的問(wèn)題。研究淤泥堆場(chǎng)表面能夠承受多大荷載、承載的原理和計(jì)算方法，對(duì)于工程應(yīng)用有重要的價(jià)值。
(3) 污水廠污泥的處理理論與技術(shù)
結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情、污泥處理和處置發(fā)展方向及脫水污泥的特性，課題組提出了三階段的研究方向：短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)污水廠污泥無(wú)害化處理-污泥固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)研究、中期實(shí)現(xiàn)污水廠污泥減量化處理-脫水污泥深度脫水技術(shù)研究、長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)污水廠污泥資源化利用-脫水污泥超臨界水氣化產(chǎn)氫及資源化利用研究。
• 污泥固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)研究：
固化/穩(wěn)定化技術(shù)就是將流塑狀污泥處理成固體狀土，即通過(guò)添加材料改變污泥的物理性質(zhì)(如提高強(qiáng)度、降低含水率、降低滲透性)和化學(xué)性質(zhì)(如改變污染物形態(tài)，構(gòu)建封閉系統(tǒng)、降低污染物遷移能力)。從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)固化/穩(wěn)定化處理后的脫水污泥達(dá)到填埋處理的要求。
• 脫水污泥深度脫水技術(shù)研究：
脫水污泥深度脫水技術(shù)研究是基于污泥中水分形態(tài)及土工砂井排水原理，通過(guò)添加劑改變脫水污泥中水分形態(tài)，將細(xì)胞內(nèi)水轉(zhuǎn)化為細(xì)胞外水及自由水，并通過(guò)增加排水通道加速排水，實(shí)現(xiàn)脫水污泥深度脫水、降低含水率，達(dá)到脫水污泥減量化目的。
• 脫水污泥超臨界水處理及資源化利用研究：
超臨界水處理技術(shù)：充分利用污泥中高含水量，將這部分水在高溫(～400℃)和高壓(>22.1MPa)條件下，形成具有高溶解能力、高分解能力的超臨界水，將污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣；將污泥中有毒有害物質(zhì)穩(wěn)定化、無(wú)害化；將污泥中營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)(氮和磷)分離回收，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。
(4)藍(lán)藻群體化及爆發(fā)機(jī)理研究
針對(duì)我國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化及藍(lán)藻暴發(fā)這一嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，圍繞藍(lán)藻群體構(gòu)造形成、維持的機(jī)理，研究水動(dòng)力的作用、浮游植物競(jìng)爭(zhēng)的作用，浮游動(dòng)物捕食的作用，微生物對(duì)群體的作用，揭示群體化形成的條件。通過(guò)群體化的形成條件揭示藍(lán)藻暴發(fā)機(jī)理，進(jìn)一步為確定抑制藍(lán)藻暴發(fā)的方法提供基礎(chǔ)性的支撐。并在藍(lán)藻群體評(píng)價(jià)方法的研究、太湖藍(lán)藻群體形態(tài)特征及演變規(guī)律研究、藍(lán)藻群體形成的影響因素及機(jī)理研究、藍(lán)藻群體形成對(duì)上浮機(jī)制的影響等方面進(jìn)行了深入的研究。
(5)人工濕地污水處理技術(shù)研究
人工濕地由于其獨(dú)特的景觀、生態(tài)功能以及低廉的基建運(yùn)行費(fèi)用在水環(huán)境治理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。雖然人工濕地對(duì)有機(jī)物和懸浮物等的去除效果較為理想，但仍有一些缺點(diǎn)。針對(duì)目前人工濕地應(yīng)用上存在的熱點(diǎn)問(wèn)題我中心展開(kāi)了以下研究方向。
• 濕地堵塞機(jī)理及防治技術(shù)研究
垂直流人工濕地因其充分利用了濕地空間，發(fā)揮了基質(zhì)—植物—微生物間的協(xié)同作用，使污水處理效果得到大幅度提高，但正是其結(jié)構(gòu)和水流特征，容易發(fā)生填料堵塞問(wèn)題，使?jié)竦夭荒馨l(fā)揮應(yīng)用的處理功能，同時(shí)產(chǎn)生二次污染。探索了解決堵塞的一種新方法—溶脫法。用堿類（氫氧化鈉）、酸類（鹽酸）、強(qiáng)氧化劑類（次氯酸鈉）三類溶脫劑對(duì)人工濕地堵塞單元模型進(jìn)行溶脫，有效孔隙率和滲透系數(shù)都有明顯的提高，可以使?jié)B透系數(shù)恢復(fù)到原來(lái)的60%-70%。
• 人工濕地植物釋氧規(guī)律研究
人工濕地中各種有機(jī)污染物的好氧降解和氨氮化合物的硝化過(guò)程，氧都是重要的限制性因子，在濕地系統(tǒng)中，植物釋氧是一重要的氧源。植物根系釋氧速率呈周期性日變化，隨著光強(qiáng)的變化呈單峰曲線分布。
• 生物膜法強(qiáng)化表面流人工濕地處理技術(shù)研究
濕地系統(tǒng)內(nèi)的微生物群落對(duì)污染物的降解去除起著主要作用。通過(guò)在表面流人工濕地表層增設(shè)一定厚度的生物膜載體，為微生物提供更多附著位置，進(jìn)而增加系統(tǒng)微生物量，提高系統(tǒng)的水質(zhì)凈化能力。