PDF《项目公示内容》

项目公示内容 拟提名类别及等次:2019 年度国家技术发明二等奖 1.

项目名称: 污染物高效转化资源化的电化学水处理新技术原理 与应用 2. 提名单位: 黑龙江省科学技术厅 3. 项目简介: 我国每年污水量已超过

700 亿吨,其中超过

200 亿吨属于高浓度、重污染 有机废水,有机物浓度高,污染物成分复杂,水质、水量不够稳定;

由于在工艺 中常常使用无机盐类物质, 此类废水盐度也较高,这些特点导致有机工业废水常 规处理难达标排放.因此,通过采取强化技术,提高废水生物降解效能及典型有 毒污染物去除效率,强化生物处理过程中有机物转化效率、 对二级出水中难降解 有机物进行深度净化, 是解决此类问题的重要技术途径.本项目正是针对有机工 业废水处理这一国家重大需求,开展理论研究、技术创新与工程实践.项目基于 电化学原理, 研发出了多项针对不同水质的电化学水处理技术,包括电化学强化 生物处理转化技术、 电催化氧化强化污染物高效去除的电极材料与装备,研究成 果在多座有机工业废水处理工程中应用, 为解决工业废水处理这一难题做出了贡 献. 本项目的主要发明点如下: (1)微生物电解强化污染物转化方法:针对工 业污水厌氧处理工艺有机物能量浓度低、提取困难等问题,开发出微生物电解强 化污染物去除剂能量原位利用技术. 阐明了碳基电极表面掺杂对微生物电子传递 和电催化能力的强化作用, 开发基于电极微界面的污染物降解强化调控技术,建 立了新型材料设计、制备和评价方法,研发出碳基电极材料修饰和制备新技术, 实现了在微生物处理过程中应用电化学技术强化污染物高效降解及能量原位利 用. (2)电催化氧化强化污染物转化方法:阐明了电催化电极材料结构与效能关 系,建立了溶胶凝胶法纳米结构钛基 SnO2 梯度膜电极制备方法及溶剂热法钛基 SnO2 纳米团簇电极制备方法;

发明了外源杂质掺杂锑原子稳定化技术,阐明了 稀土元素掺杂对 SnO2 涂层结构和效能影响,建立了锑原子稳定化技术;

研发出 了中间层及钛纳米管原位制备技术,建立了电极寿命及效能的工艺调控策略,研 发出了两类电催化氧化半导体电极材料, 实现了难降解有机物高效强化转化. (3) 电化学污水处理装备: 针对难降解有机物高效转化,开发出了电化学催化氧化强 化污染物转化及高效电混凝电化学装备;

建立了低成本大批量微生物电解强化系 统电极材料的制备方法,构建了厌氧折流板/微生物电解强化和光/电化学/微生 物强化耦合系统. 本项目发明了电催化电极材料结构调控方法, 实现了电催化效能的半定量调 控;

通过对电极/微生物界面电子传递过程的深入研究,建立了生物催化氧化强 化方法与技术.项目发表学术论文

105 篇,其中 SCI 收录论文

79 篇,EI 收录

26 篇,授权国家发明专利

10 项.成果应用效能表明电化学技术高效稳定、易于调 控、构建灵活、成本低廉、可实现微生物电子转移及污染物降解强化,实现了装 备系列化、自动化、智能化、模块化的处理工艺,保证处理达标排放.有机工业 废水处理能耗大,出水达标难,已成为我国生态环境恶化的主要原因.本项目研 究成果规模化应用后,对水处理行业会产生重要、颠覆性影响,具有显著的经济 效益、环境效益和社会效益.该发明成果属于国内领先,相关内容曾获黑龙江省 技术发明一等奖