获奖项目简介
2022年CAIA奖一等奖:光电催化降解复杂污废水污染物的分析方法及技术应用
完成单位:中国科学院生态环境研究中心,上海烟草集团北京卷烟厂有限公司质量监督检测站,中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究分院
完成人:赵旭,乔梦,徐同广,冒冉,王雁,李昂臻
成果简介:污废水中典型重金属络合物、有毒有机污染物的去除与资源化是环境水处理领域的难题。光电催化是一种有效去除污废水中污染物的方法,而在复杂的污废水环境中,污染物形态的准确鉴定、转化过程与原位活性物种分析是深入认识污染物光电催化转化机制并提高其去除效率的关键。本项目建立了污废水中典型毒害有机污染物、重金属分析测试与形态鉴定方法,发展建立了光电化学污水处理过程中活性物质与自由基定性分析方法;基于此,建立了污染物高效去除的光电化学调控方法,构筑了可高效处理污废水中典型污染物的光电催化技术系统。在Applied Catalysis B: Environmental、Environmental Science & Technology、Journal of Materials Chemistry A环境领域高水平期刊发表SCI论文49篇,论文总引用2605次,授权发明专利17项。项目成果在福建、广东、重庆、天津等地数十家企业废水资源回收与处理工程中得到了成功应用,为络合态重金属与难降解有机废水达标排放处理提供了有力的技术支撑,2018至2020三年内新增光电化学处理设备销售收入9650万元,相关技术成果为企业创造的节支总额每年达1150万元,新增利润累计每年达1200万元,从源头实现了重金属的减排,推动了光电化学废水处理技术的发展与应用,具有良好的经济、社会与环境效益。
创新点及科学价值:
(1)建立了复杂污废水体系中典型难降解有毒有机污染物与重金属的分析方法,为典型污染物光电催化去除研究提供技术支持;
(2)发展建立了电化学净水过程活性物种鉴定分析方法,提出活性物种高效生成与利用的调控策略;
(3)建立制备与表征高效稳定电极的新方法,开发系列基于光电过程的水处理反应器,实现污废水中污染物的定向去除与重金属回收,进行技术示范与推广,解决多项废水处理难题。
社会经济效益:开发系列光电化学废水深度处理与资源化设备,在福建、广东、重庆、天津等地数十家企业废水资源回收与处理工程中成功应用,为络合态重金属与难降解有机废水达标排放处理提供了有力的技术支撑。2018至2020三年内新增光电化学处理设备销售收入9650万元,相关技术成果为企业创造的节支总额每年达1150万元,新增利润累计每年达1200万元,从源头实现了重金属的减排。
本项目技术成果支撑了天津、泉州以及重庆等园区约亿级产值经济的可持续发展,为习总书记长江经济带生态大保护、粤港澳大湾区、京津冀一体化国家战略的顺利实施提供技术保障,为地方政府重金属环境管理提供技术支撑和政策依据。
应用前景:本项目为全国电镀行业有毒污染物控制及风险管控提供了技术示范,推动了电镀行业清洁生产的发展,带动了电化学水处理技术的进步。随着国家生态环境保护深入推进,表面处理行业重金属废水深度处理与资源化技术必将进一步得到更广泛的应用。