科创中国
高难度化工废水铁基材料协同催化氧化处理关键技术及装备
发布时间: 2022-10-28
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利,实用新型专利
行业领域：
水利、环境和公共设施管理业
成果介绍
国家高度重视水污染防治，于2015年颁布《水污染防治行动计划》简称“水十条”。现有的处理方法主要包括湿式氧化、多效蒸发、活性炭吸附、芬顿氧化等，但均存在设备投资高、处理成本高、易产生二次污染、不能稳定达标排放等问题。铁基材料具有还原电位低、可定向还原有机污染物毒性基团、价廉易得、环境友好等优势，具有应用于化工废水处理的潜能。但在处理高难度化工废水过程中，铁基材料存在副反应多、电子利用率低、铁泥产量大、固定床传质效率低等技术瓶颈问题。
本项目以环境友好的铁基材料为基础，围绕高难度化工废水处理，开展技术攻关，在新材料、新工艺、新装备等三个方面做了系列的创新研究：（1）创制微米级铁铜双金属材料，实现电子定向转移，显著提升电子利用效率；（2）开发三级梯度氧化工艺，实现酸、氧化剂、铁腐蚀产物等共存物质逐级利用，提高药剂利用率，为实际废水中复杂污染物组分的高效梯度降解提供技术手段，保证后续生化处理稳定运行；（3）首创循环水高速旋流装备，显著提高铁基材料传质效率，吨水酸消耗量减少90%以上、铁基材料消耗量降低50%以上、铁泥产生量降低50%以上，综合运行成本降低50%以上。
成果亮点
本项目针对高难度化工废水处理难题，以新材料、新工艺和新设备的研发为核心，旨在提高废水处理效率、减少有毒难降解物质对周边环境造成的影响、降低废水处理成本并减少处理过程中的二次污染；在新型微米级铁基双金属材料制备的基础上，开发可调控氧化还原关键技术，形成高难度化工废水处理成套绿色技术及装备。（1）创制高活性微米级铁铜材料：化学镀制备新型的mFe/Cu相对于市场上销售的大颗粒铁炭填料，具有反应活性高、稳定性强、pH适用范围宽、适用于流化床等优点，有利于其工业化推广应用。（2）构建三级梯度氧化工艺技术：。三级梯度氧化实现酸、氧化剂、铁腐蚀产物等共存物质逐级利用，提高铁基材料电子利用率，为实际废水中复杂污染物组分的高效梯度降解提供技术手段。（3）首创循环水高速旋流装备：设计的沉淀回流区利用重力快速分离回流原理，有效防止了mFe/Cu的流失。mFe/Cu材料在反应器中高速旋转，颗粒之间的碰撞和离心力作用能够防止材料表面铁腐蚀产物的沉积（避免板结钝化现象）
团队介绍
技术负责人：赖波，教授，博士生导师，四川大学环境科学与工程系主任，国家级青年人才，四川省青年科技奖、四川省环境科学学会青年科技奖获得者，入选全球前2%顶尖科学家榜单。主持国家级及省部级课题11项，科技成果转化和工程应用项目5项。第一作者/通讯作者发表SCI论文140余篇，ESI高被引论文16篇，相关研究成果获四川省科技进步一等奖（第一）和中国环保产业协会环境技术进步一等奖（第一）。担任四川省水安全与水污染控制工程技术研究中心执行主任、海天水务集团-国家技术转移示范机构副主任。
团队中还包括专职博士后、专业技术骨干人员和在校学生等优秀人才。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”天府大道科创走廊产业科技服务团 (中国技术经济学会) 评价时间：2022-11-04
朱远志
北方工业大学
教授
综合评价
高难度化工废水铁基材料协同催化氧化处理关键技术成果旨在消除难降解化工废水中有毒有害物质对生态环境的影响，减少了污染物进入环境水体总量，以提升我国水生态环境质量和保护水资源。
项目成果通过产品材料、工艺和装备创新形成了相关关键技术和产品，有较好的系统创新性。
建议加强和完善产业转化，加强产业化融资，引进产业化人才，完善技术从实验室走向工业化的改造和转化。
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评价单位：- (-) 评价时间：2022-10-29
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