基本信息
- 項目名稱：
- 發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣制備復(fù)合生物吸附劑及其應(yīng)用研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 在造紙白泥強化餐廚垃圾產(chǎn)氫的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣為原料，通過烘干、破碎、研磨等工序，制備合成復(fù)合生物吸附劑，并研究其對廢水的吸附性。產(chǎn)品對印染廢水、阿維菌素原水及精制棉廢水具有良好的吸附性，且部分吸附效果優(yōu)于活性炭。同時還釋放適量C、N元素和微生物新陳代謝所必需的微量營養(yǎng)元素，能改善水質(zhì)、提高廢水的B/C，為后續(xù)生化處理廢水過程的連續(xù)性打下良好基礎(chǔ)。同時，產(chǎn)品還對廢水中重金屬也有一定的吸附性能。
- 詳細介紹：
- 在造紙白泥強化餐廚垃圾產(chǎn)氫的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣為原料，通過烘干、破碎、研磨等工序，制備合成復(fù)合生物吸附劑，并研究其對廢水的吸附性。對廢水的色度吸附實驗表明：由無投加物的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑對印染廢水、阿維菌素原水具有良好的吸附性，且對印染廢水的吸附可以達到與活性炭相同的優(yōu)良效果；由投加造紙白泥的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑對精制棉廢水具有良好的吸附性，并且其吸附性優(yōu)于活性炭；由投加膨潤土的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑也對阿維菌素原水具有良好的吸附性。產(chǎn)品在去除廢水色度的同時，還釋放適量C、N元素和微生物新陳代謝所必需的微量營養(yǎng)元素，因此，它能改善水質(zhì)、提高廢水的B/C，為后續(xù)生化處理廢水過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性打下良好的基礎(chǔ)。同時，產(chǎn)品還對廢水中重金屬也有一定的吸附性能。該復(fù)合生物吸附劑制備成本低、應(yīng)用范圍廣、使用效果好，具有較好的應(yīng)用前景。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 利用有機廢物（廢水、廢渣）進行發(fā)酵產(chǎn)氫，一方面可以實現(xiàn)廢物處理，降低環(huán)境污染；另一方面可以氫能形式回收存在于這些廢物中的生物質(zhì)能，實現(xiàn)能源再生。生物吸附劑作為一種新興的吸附劑，對重金屬離子和廢水色度有很好的吸附性能。本發(fā)明是將發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣或殘余物固液分離，然后進行烘干、破碎、研磨制成吸附性能優(yōu)良的生物復(fù)合吸附劑，并應(yīng)用于染料等廢水的脫色，改善水質(zhì)，提高廢水可生化性（B/C）。 復(fù)合生物吸附劑的主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機物以及部分無機物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強化產(chǎn)氫的無機添加劑如造紙白泥、膨潤土等。復(fù)合生物吸附劑比表面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)，增加了微生物菌的存活率和存活期；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。同時產(chǎn)品還具備原料來源廣泛、制備工藝簡單、低碳高效、以廢治廢、市場前景廣闊以及易產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。
科學(xué)性、先進性
- （1）利用發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣（殘余廢物）制備的復(fù)合生物吸附劑具有氧化、分解、吸附色素和重金屬功效，是一種優(yōu)良的生物親和吸附材料。國內(nèi)外尚未見有關(guān)發(fā)酵產(chǎn)氫殘余物制備吸附劑的文獻報道，將填補國內(nèi)外空白。 （2）解除了有機廢物（尤其是廢渣）發(fā)酵制氫產(chǎn)業(yè)化的瓶頸問題，可以最大量地利用發(fā)酵廢渣，且不存在二次污染，實現(xiàn)了以廢治廢的循環(huán)理念。 （3）復(fù)合生物吸附劑主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機物以及部分無機物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強化產(chǎn)氫的無機添加劑如造紙白泥、膨潤土等。復(fù)合生物吸附劑具有比表面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)，增加了微生物菌的活性；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。 （4）與現(xiàn)有活性炭與殼聚糖類吸附劑相比：產(chǎn)品不但具有優(yōu)良的吸附性能（其中對牛仔布印染廢水的脫色效果優(yōu)于粉狀活性炭），而且還能提高難降解廢水的可生化性，提高后續(xù)生化過程的凈水能力。同時，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，市場前景廣、易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利申請權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、圖片、樣品等
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該產(chǎn)品作為一種新型復(fù)合生物吸附劑，對重金屬離子和廢水色度有優(yōu)良的吸附性能。該產(chǎn)品具有以下優(yōu)點：（1）在低濃度下，金屬可被選擇性去除；（2）對色度去除效果優(yōu)于活性炭；（3）操作時的pH和溫度條件范圍寬泛；（5）易于分離回收重金屬；（6）吸附劑易再生利用。而且生物吸附劑制取簡單、成本低廉、易于規(guī)模化。（7）制備產(chǎn)品的原料來源廣泛，如污水處理廠產(chǎn)酸污泥、生物制氫殘余物等，經(jīng)過簡單的固液分離、烘干、粉碎加工包裝處理后即可得到產(chǎn)品。（8）產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于生活垃圾填埋場的滲濾液、印染廢水等難生物降解廢水的水質(zhì)改善：降低色度、提高廢水的可生化性。（9）產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于重金屬污染的處理如重金屬有機廢水的重金屬吸附和重金屬污染土壤的環(huán)境生態(tài)修復(fù)等。 該產(chǎn)品制備成本低、生產(chǎn)工藝簡、應(yīng)用效果好，具有非常可觀的市場利用價值，易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。
同類課題研究水平概述
- 利用有機廢物進行發(fā)酵產(chǎn)氫，不但能實現(xiàn)廢物處理，降低環(huán)境污染，而且能回收生物質(zhì)能（氫氣）。然而，有機廢物發(fā)酵產(chǎn)氫的速率與產(chǎn)率都很低，有機物最大理論轉(zhuǎn)化率僅為30%，約70%未降解的有機廢物進入廢水廢渣，成為制約廢物發(fā)酵制氫產(chǎn)業(yè)化瓶頸。此外，隨著重金屬污染、難生化降解與色度較高廢水的處理與防治工作的深入，迫切需要一種既能吸附后色度、重金屬、還能提高后續(xù)生物處理效率的生物添加劑。因此，復(fù)合生物吸附劑的研究便應(yīng)運而生。生物吸附劑制備方法主要有：吸附法、共價結(jié)合法和包埋固定法。它對重金屬離子和廢水色度有很好的吸附性能。本發(fā)明是將發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣或殘余物固液分離，然后進行烘干、破碎、研磨制成吸附性能優(yōu)良的生物復(fù)合吸附劑，并應(yīng)用于染料廢水、農(nóng)藥廢水以及難生物降解廢水的脫色，改善水質(zhì)，提高廢水可生化性（B/C）。 復(fù)合生物吸附劑產(chǎn)品的主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機物以及部分無機物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強化產(chǎn)氫的無機添加劑如造紙白泥、膨潤土等，其中固含量（TS）為93%～97%，揮發(fā)性組分（VS）為78%～91%。復(fù)合生物吸附劑具有表比面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)（如C、N、P、Fe、Mn等），增加了微生物菌的存活率和存活期；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。 與現(xiàn)有活性炭與殼聚糖類吸附劑相比：產(chǎn)品不但具有優(yōu)良的吸附性能（其中對牛仔布印染廢水的脫色效果優(yōu)于粉狀活性炭），而且還能提高難降解廢水的可生化性，提高后續(xù)生化過程的凈水能力。同時，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，市場前景廣、易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。 國內(nèi)外尚未見有關(guān)發(fā)酵產(chǎn)氫殘余物制備復(fù)合生物吸附劑的文獻報道，產(chǎn)品將填補國內(nèi)外空白。
