技術(shù)背景與創(chuàng)新性:
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本項(xiàng)目采用新型無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑,在溫和條件下利用可見(jiàn)光作為光源,降解難以被生物降解方法處理的工業(yè)污水中有機(jī)污染物處理技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的TiO2光催化劑,具有催化劑活性高、穩(wěn)定性好、并減少催化劑分離工序,易于應(yīng)用于實(shí)際污水體系的處理。特別適用于處理制藥廠污水:例如對(duì)有機(jī)磷、有機(jī)氯等農(nóng)藥和各類(lèi)藥廠污水中有機(jī)污染物、及其含氮有機(jī)染料和含氧羧酸類(lèi)有機(jī)污染物的催化降解與礦化均有效。根據(jù)實(shí)際需要,污水處理后可以達(dá)到國(guó)家環(huán)保局規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)排放;也可以進(jìn)一步處理后作為中水再度利用。
二、前期工作基礎(chǔ)
2000年至2005年,我們利用5年的時(shí)間,開(kāi)展了POMs光催化應(yīng)用基礎(chǔ)研究,研制了諸多種POMs及其復(fù)合體系的光催化劑, 取得了一系列理論成果,并篩選出具有實(shí)用化價(jià)值的并POMs-35催化劑,現(xiàn)將主要前期工作基礎(chǔ)概括如下:
1 研究了光催化處理各類(lèi)難以被生物礦化的有機(jī)污染物
研究了不同POMs光催化劑對(duì)含下列各類(lèi)有機(jī)污染物的工業(yè)污水體系的光催化降解反應(yīng):
(1)有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑六六六和五氯苯等各種鹵代烴類(lèi)農(nóng)藥等;
(2)甲酸、乙酸和蘋(píng)果酸等各類(lèi)羧酸類(lèi)有機(jī)物;
(3)羅丹明B、茜素S,中性紅,亞甲基籃,品紅酸,赤蘚紅B、偶氮類(lèi)染料、剛果紅、甲基橙、橙色紅2、萘酚藍(lán)黑等各類(lèi)含氮有機(jī)染料;
(4)有機(jī)膦酸類(lèi)含膦殺蟲(chóng)劑;
多酸光催化劑不僅可以降解上述污水體系中的各類(lèi)有機(jī)污染物,而且還可以將它們的降解產(chǎn)物進(jìn)一步礦化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物,COD值達(dá)到國(guó)家環(huán)保部門(mén)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)安全排放。
2 在國(guó)內(nèi)外權(quán)威學(xué)術(shù)期刊(Chem.Mater.等)已發(fā)表了二十多篇系列研究論文,引起了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注, 為本項(xiàng)目的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
3 將POMs光催化劑用于以下幾種實(shí)際城市污水體系的處理收到了很好的效果,催化劑并可以回收反復(fù)使用。
長(zhǎng)春市部分污水光催化降解前后COD值對(duì)比:
樣品 處理前 處理后
長(zhǎng)春一建二處生活污水 588 101
長(zhǎng)春市體育館污水 577 46
長(zhǎng)春新華印刷造紙廠污水 2340 149
長(zhǎng)春新星藥業(yè)污水 2040 71
長(zhǎng)春公交醫(yī)院污水 483 39
長(zhǎng)春南湖賓館污水 164 29
樣品為長(zhǎng)春市環(huán)保質(zhì)量檢測(cè)站提供,并測(cè)定COD值(降解4小時(shí))
三、研究?jī)?nèi)容和研究目標(biāo)
項(xiàng)目分兩個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施:
1.建立擴(kuò)試裝置(3-6個(gè)月)
設(shè)計(jì)和購(gòu)置紫外可見(jiàn)光源、建立2噸/天規(guī)模的污水?dāng)U試處理裝置,研究光催化劑的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù),光催化劑的活性和穩(wěn)定性,污水指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控評(píng)價(jià)體系。
2.設(shè)計(jì)和建立中試裝置(8-12個(gè)月)
設(shè)計(jì)和建立30噸/天規(guī)模的污水中試處理裝置,完成催化劑穩(wěn)定性試驗(yàn)和光催化反應(yīng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)。召開(kāi)中間試驗(yàn)鑒定驗(yàn)收會(huì)。
3.估算處理成本1-3元/噸(小試);預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)擴(kuò)試和中試可降低處理成本至1元/噸左右。
4.中試成功后,可進(jìn)一步在相關(guān)企業(yè)推廣應(yīng)用。
市場(chǎng)情況:
處理后污水的COD值達(dá)到國(guó)家環(huán)保部門(mén)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)(<100)。或根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)一步深度降解,達(dá)到作為中水再度利用標(biāo)準(zhǔn)。處理成本控制在1元/噸左右。市場(chǎng)巨大。