基本信息
- 項目名稱：
- 含鹽有毒有機化工廢水新型高效處理技術及裝置
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品所屬技術領域為環(huán)?？萍夹录夹g新裝備的研發(fā)。根據(jù)工藝強化、結構強化的原理和節(jié)能減排、安全環(huán)保的現(xiàn)實需求，研發(fā)高效、經濟、安全、快速的“光電波催化催化”技術，首次創(chuàng)制成功成套工業(yè)化裝置，并成功應用于化工、醫(yī)藥、農藥、染料等行業(yè)的含鹽有毒有機化工廢水的處理，解決了一些重污染企業(yè)廢水不能達標排放的老大難問題，該技術成果的廣泛應用將有力地推動環(huán)境科技的進步，不僅具有顯著的經濟效益，更具有重大的環(huán)境和社會效益，必將為推動社會和諧穩(wěn)定做出重要貢獻。
- 詳細介紹：
- 化工是我國的重要支柱產業(yè)，為我國經濟的騰飛發(fā)揮了重要的作用。但是，由于化工行業(yè)的特點，每年排放大量有毒廢水，其中有機毒物的排放量位居全國各行業(yè)之首。這些化工廢水濃度高組分復雜，而且由于化工反應分離過程（如鹵代、鹽析、中和等）往往會產生大量含鹽廢水，造成化工行業(yè)的廢水極難處理。對生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害，嚴重威脅著飲用水安全和人民的生命健康。甚至影響了社會的和諧與穩(wěn)定，引起了全社會的高度關注。 隨著我國排污標準的不斷提高，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅在江蘇太湖地區(qū)，就有一半以上的化工企業(yè)因缺乏有效的廢水處理技術，廢水處理設施落后，導致廢水始終難以達標排放，面臨著整改和關停的危險。因此，自主創(chuàng)新，研發(fā)先進技術對含鹽有毒有機化工廢水進行高效處理，對于化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對保護生態(tài)環(huán)境、構建和諧社會意義十分重大。 近年來，針對有毒有機化工廢水的處理技術，一直是研究的熱點。由于生物法、傳統(tǒng)的化學氧化法如吸附、膜分離等物化技術對復雜化工廢水處理技術的適用性、有效性、經濟性等方面的問題，高級氧化技術的研究與開發(fā)備受關注，濕式氧化技術、紫外光催化氧化技術、超臨界水氧化技術、脈沖電暈技術等今年來研究較多。但是這些處理技術在有效性、經濟性和安全性和成熟度、實用性等方面存在明顯局限性，尤其是對含鹽的有毒有機化工廢水的處理，目前尚無經濟有效的處理方法，是水處理領域關鍵技術難點。 因此，加緊對含鹽有毒有機化工廢水的達標處理關鍵技術進行重點研究攻關，盡快形成高效經濟的成套技術裝置已成為當前消除化工污染、保護水環(huán)境的一個最為迫切而重大的課題。本作品依靠大學生課外創(chuàng)新實驗室的優(yōu)良條件，自主創(chuàng)新，研發(fā)成功“含鹽有毒有機化工廢水新型高效處理技術及裝置”，對有效控制化工污染、保護生態(tài)環(huán)境和人民生命健康、構建和諧社會、促進可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 本作品在對含鹽有毒有機化工廢水的水質特點、處理技術的難點進行認真研究、分析的基礎上，面向化工行業(yè)及環(huán)保產業(yè)的關鍵重大技術需求，分別對相關單一高級氧化技術（如光催化氧化、Fenton催化氧化、微波催化氧化等）進行系統(tǒng)研究和條件優(yōu)化，創(chuàng)新性的提出研究多技術協(xié)同用于含鹽有毒有機化工廢水的處理，開展了以光-波協(xié)同催化氧化技術為核心的含鹽有毒有機化工廢水新型高效處理技術的研究。利用微波能高效、快速的特點對有機物進行催化降解，同時利用微波的電磁波特性激發(fā)無極燈產生紫外光，結合紫外催化氧化技術進一步提高處理效果。同時，由于紫外光由微波能激發(fā)無極燈產生，克服了傳統(tǒng)紫外燈能耗高，壽命短和啟動慢等缺點；研制了適于本體系的炭基二氧化鈦（TiO2/AC）催化劑和納米二氧化鈦覆膜(TiO2/Ti)功能材料，實現(xiàn)了在光波體系中大量強氧化性基團快速而持久的生成，大大增強了對難降解有機毒物的催化氧化效果。通過對光-波技術的深入研究和相關功能材料的研制，為此技術的工業(yè)化提供了強大的技術支持。通過反復研究和放大試驗，成功創(chuàng)制了針對含鹽有毒有機化工廢水體系的新型高效處理成套裝置。通過在反應器空間布局，結構優(yōu)化設計與放大、功能催化材料與反應器的耦合、能量注入、自控與反饋保護系統(tǒng)等方面形成創(chuàng)新，實現(xiàn)對含鹽廢水中有機毒物的高效催化降解，大大降低廢水的生物毒性、提高廢水的可生化性，形成含鹽有毒有機化工廢水新型高效處理成套工業(yè)化裝置。該裝置處理效率高（特征污染物脫除率85～95%，處理后廢水生物毒性EC50/%值達到60%以上）、處理成本低（3～8元/噸廢水）、處理速度快（5～15min）、且能夠在常壓中溫（反應溫度低于80℃）下操作。適用于化工、醫(yī)藥、農藥、染料等行業(yè)的含鹽有毒有機化工廢水，尤其是精細化工行業(yè)含芳香類有毒有機化工廢水的處理，滿足了化工行業(yè)對高效廢水治理技術的亟需。從而為我國化工行業(yè)廢水處理、污染控制和節(jié)水減排提供重要的技術支持。 目前光波協(xié)同催化氧化技術，國內外相關報道大多數(shù)停留在實驗室階段，鮮見工業(yè)化報道。只有武漢方元環(huán)境科技股份有限公司開發(fā)的高效物化組合技術與本技術類似，該技術使用微波能激發(fā)無極燈產生紫外光，利用產生的紫外光對印染廢水廢水進行光催化氧化。但是此技術并沒有將光波技術進行有效的協(xié)同并應用于難降解的含鹽有毒有機化工廢水的處理，僅僅是光催化氧化技術中對光源的改進，與本技術原理存在較大區(qū)別。國外鮮見光波協(xié)同催化氧化技術的報道，只有美國一家公司有與本作品效果相近的裝置，但是與本技術的原理存在較大區(qū)別，且設備價格單臺在1000萬元以上，同等規(guī)模下，是本作品設備價格的6倍以上。 本作品技術不僅一次性投資成本較同類設備低得多，而且運行成本也較低，設備操作簡便、安全性好。已在南通泰禾化工有限公司、南京八幸藥業(yè)科技有限公司、江蘇雙鶴集團有限公司等多家企業(yè)的含鹽有毒有機化工廢水的處理工程實踐中，取得了顯著的環(huán)境效益、經濟效益和社會效益。本作品是目前化工行業(yè)廢水處理急需的關鍵性創(chuàng)新技術。擁有自主知識產權，在國內屬于首創(chuàng)，填補了國內空白。該技術成果的廣泛應用將有力地推動環(huán)境科技的進步，不僅具有顯著的經濟效益，更具有重大的環(huán)境和社會效益，必將為推動社會和諧穩(wěn)定做出重要貢獻。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：化工是我國重要支柱產業(yè)，但由于化工行業(yè)的特點，每年排放大量有毒廢水，并且由于鹵代、鹽析等反應過程，廢水中常伴隨大量鹽份，極難處理，對生態(tài)環(huán)境造成極大危害。含鹽有毒有機化工廢水的處理目前尚無經濟有效的技術，是水處理領域的研究熱點和關鍵技術難點。加緊對該類廢水處理關鍵技術重點研究攻關，盡快形成高效經濟成套技術裝置，是當前消除化工污染的一個最為迫切的課題。 基本思路：針對含鹽有毒有機化工廢水處理技術難點進行分析，分別對相關單一高級氧化技術系統(tǒng)研究，運用多技術協(xié)同原理，開展光波協(xié)同技術研發(fā)，形成含鹽有毒有機化工廢水新型高效處理技術。通過反復研究、放大試驗、優(yōu)化反應器結構、研制功能材料，系統(tǒng)集成，創(chuàng)制新型成套水處理裝置。 創(chuàng)新點： 1、通過光波協(xié)同，實現(xiàn)在常壓下體系中持續(xù)生成高密度強氧化性自由基團，大大增強對難降解有機毒物的催化氧化效果。 2、在能量注入、反應器結構優(yōu)化、功能催化材料、自控與反饋保護系統(tǒng)等方面形成集成創(chuàng)新，創(chuàng)制光波協(xié)同新型高效催化氧化成套工業(yè)化裝置。 技術關鍵和主要技術指標： 如何實現(xiàn)光催化與微波催化技術的高效協(xié)同；如何成功的減小放大效應、優(yōu)化配置、系統(tǒng)集成，構建成套裝置是本作品的技術關鍵。 本作品對含鹽有毒有機化工廢水，尤其是含芳烴類的有機廢水處理效率高（特征污染物脫除率85～95%，處理后廢水生物毒性EC50/%值降低60%以上）、處理成本低（3～8元/噸廢水）、處理速度快（5～15min）、安全性好（常壓中溫，反應溫度低于80℃）下操作。
科學性、先進性
- 本作品以光波協(xié)同催化氧化為核心，利用微波能激發(fā)無極燈產生紫外光，克服了傳統(tǒng)紫外燈能耗高，壽命短和啟動慢等缺點；結合炭基二氧化鈦催化劑和納米二氧化鈦覆膜電極材料，實現(xiàn)了在光波體系中對含鹽有毒有機廢水的高效處理；通過巧妙的空間布局和結構優(yōu)化，在能量注入、自控與反饋保護系統(tǒng)等方面形成創(chuàng)新，首次創(chuàng)制成功光波協(xié)同新型高效處理成套工業(yè)化裝置。 目前光波協(xié)同催化氧化技術，國內外相關報道大多數(shù)停留在實驗室階段，鮮見工業(yè)化報道。只有武漢方元環(huán)境科技股份有限公司開發(fā)的高效物化組合技術與本技術類似。但此技術并沒有將光波技術進行有效協(xié)同并應用于難降解含鹽有毒有機化工廢水的處理，僅是光催化氧化技術中對光源的改進，與本技術原理存在較大區(qū)別。國外鮮見光波協(xié)同催化氧化技術的報道，只有美國一家公司有與本作品效果相近的裝置，但是與本技術的原理存在較大區(qū)別，且價格是本作品設備的6倍以上。本作品研發(fā)的技術及裝置具有高效、經濟、安全、快速等明顯技術優(yōu)點，處于國際先進水平，擁有自主知識產權，填補了國內空白。
獲獎情況及鑒定結果
- 發(fā)明專利: 用于誘導催化氧化工藝的催化劑及其置備方法 公開號: CN 101185888A 發(fā)明專利: 一種處理有機毒物廢水的強化氧化工藝及裝置 公開號: CN 101148287A 發(fā)明專利：用于催化氧化的金屬/二氧化鈦催化劑及其制備方法 公開號: CN 101298045A
作品所處階段
- 生產階段
技術轉讓方式
- 技術轉讓/技術入股
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片、電腦展示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明：含鹽有毒有機化工廢水采用電磁泵打入反應釜，進水端設加藥泵和管道混合器，整個處理過程受PLC中央控制系統(tǒng)控制，自控程度高，設有反饋保護系統(tǒng)，安全性高。 技術特點和優(yōu)勢：1、光波協(xié)同高效催化氧化技術，結合功能材料，持續(xù)產生高密度強氧化性基團，提高處理效果。2、光波協(xié)同催化氧化成套裝置，巧妙設計、結構優(yōu)化、自控與反饋保護、系統(tǒng)集成，對有機毒物達到的高效、經濟、安全、快速處理。本技術擁有自主知識產權，國內首創(chuàng)。 適應范圍：適用于化工、醫(yī)藥、農藥、染料等行業(yè)含鹽有毒有機化工廢水，尤其是含芳香類有毒有機化工廢水的處理。 推廣前景、市場分析和經濟效益預測：我國擁有大小化工企業(yè)近十萬家，每年排出的有機毒物居各行業(yè)之首，處理難度極大，已引起全社會的高度關注，故亟需處理該類廢水的關鍵技術和成套裝置，且需求量極大。本作品成功研發(fā)的光波協(xié)同催化氧化新技術與新裝置，對此類廢水針對性極強，已成功應用于南通泰禾化工、南京八幸藥業(yè)等多家企業(yè)，取得了顯著的環(huán)境效益、經濟效益和社會效益。
同類課題研究水平概述
- 國內外對含鹽有毒有機化工廢水的處理進行了廣泛研究。形成的方法既包括物理、化學處理法以及生化處理法，也包括諸如濕式氧化法在內的高級氧化技術。然而，由于化工生產的復雜性，化工廢水不僅成分復雜、毒性高，且往往含有大量鹽份，極難處理。生化法由于生物受廢水的毒性、pH、營養(yǎng)物質等條件限制，難以適應含鹽有毒有機化工廢水的水質特點，單純或直接采用生化法往往難以達標。傳統(tǒng)物理方法（如過濾、重力沉淀和氣浮等）工藝簡單，只能去除廢水中不可溶性成分，對含鹽有毒有機化工廢水具有很大的局限。傳統(tǒng)化學氧化法對溶解態(tài)有機毒物有一定處理效果，但運行成本較高且易產生二次污染；吸附法對組分較單一、濃度較低并且有機物具有回收利用價值的廢水相當有效，但對組分復雜的含鹽化工廢水體系適用性受到嚴重限制，且處理成本相對較高；膜分離法雖可分離并資源化回收廢水中的有用組分，但存在處理費用高，濃縮液需進行處理，易造成二次污染，再生周期短等缺點。高級氧化技術近年來研究較多，是一類能夠有效處理有機化工廢水的技術，目前研究較多的高級氧化技術主要包括濕式催化氧化，光催化氧化，超聲催化氧化，微波催化氧化等。這些技術雖然有一定效果，但均存在明顯局限性。如對廢水水質（透明度，SS等）要求高，反應條件苛刻（300℃以上高溫、200公斤高壓），反應時間較長（3-5h），投資大，能耗高，運行費用高，裝置不易放大，安全性差等缺點，目前鮮見大型工程化應用實例報道。因此，亟需研發(fā)能夠高效經濟處理含鹽有毒有機廢水，尤其是芳香類有毒有機化工廢水的新技術及新裝置。 本作品本作者在對含鹽有毒有機化工廢水的水質特點、處理技術的難點進行認真研究、分析的基礎上，在分別對相關單一高級氧化技術進行系統(tǒng)研究和條件優(yōu)化的基礎上，運用多技術協(xié)同原理，研發(fā)了光波高效協(xié)同催化氧化技術并成功創(chuàng)制了成套設備。 目前光波協(xié)同催化氧化技術，國內外相關報道大多數(shù)停留在實驗室階段，鮮見工業(yè)化報道。國內只有武漢方元環(huán)境科技股份有限公司開發(fā)的高效物化組合技術與本技術類似。但是此技術與本技術原理存在較大區(qū)別。國外鮮見光波協(xié)同催化氧化技術的報道，只有美國一家公司有與本作品效果相近的裝置，但是與本技術的原理存在較大區(qū)別，且價格是本作品設備價格的6倍以上。本作品研發(fā)的技術及裝置具有高效、經濟、安全、快速等明顯技術優(yōu)點，處于國際先進水平，擁有自主知識產權，填補了國內空白。
