大化所開發(fā)高濃有機(jī)廢水處理新技術(shù)
* 來源 : 中化新網(wǎng) * 發(fā)表時(shí)間 : 2023-5-11 8:00:00 * 瀏覽 : 1344
中化新網(wǎng)訊 5月9日，從中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所傳出消息，該所孫承林研究員和衛(wèi)皇曌研究員等在廢水催化氧化研究方面取得新進(jìn)展，開發(fā)出新型減污降碳催化氧化技術(shù)。
高濃度有機(jī)廢水組分復(fù)雜、濃度高、毒性大，常規(guī)生化法難以處理。作為危險(xiǎn)廢物，其處理成本高達(dá)1.2萬元/噸。催化濕式氧化法(CWAO)具有清潔高效、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，可解決企業(yè)面臨的環(huán)保瓶頸。其中，催化劑是CWAO的核心。如何通過催化劑結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系，揭示該方法催化氧化機(jī)制，研制出高穩(wěn)定性、高性能的催化氧化催化劑，建立催化過程智能控制，是該領(lǐng)域研究中面臨的核心科學(xué)問題。
針對(duì)上述問題，孫承林團(tuán)隊(duì)以“通過對(duì)CWAO催化劑進(jìn)行微納結(jié)構(gòu)調(diào)控以實(shí)現(xiàn)其特定功能”為主要研究方向，直接把科學(xué)發(fā)現(xiàn)同產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系在一起，以“催化劑壽命—催化機(jī)制—工程過程控制”為研究主線，圍繞國(guó)際上前沿的催化材料，并結(jié)合國(guó)內(nèi)企業(yè)需求，發(fā)展了新型催化劑改性方法及工程應(yīng)用裝備。
孫承林團(tuán)隊(duì)研發(fā)出限域型廢水催化氧化催化劑，通過構(gòu)建催化劑顆粒表面納米空間限域?qū)拥牟呗?，提高了催化劑表面的活性氧利用率，從而?qiáng)化催化氧化反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的超結(jié)構(gòu)限域催化劑在進(jìn)行間甲酚污染物的氧化降解過程中，實(shí)現(xiàn)了8分鐘內(nèi)近100%的去除效果，與傳統(tǒng)單原子催化劑相比，去污效率獲得大幅提升。
結(jié)合電子順磁共振譜和電化學(xué)測(cè)試等測(cè)試表征方法，孫承林團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)催化劑表面的納米管陣列結(jié)構(gòu)構(gòu)成的限域空間，對(duì)催化反應(yīng)起到至關(guān)重要的促進(jìn)作用。該研究為提高催化氧化降解污染物效率及降低氧化劑投加量提供了新的催化劑設(shè)計(jì)思路。
此外，孫承林團(tuán)隊(duì)基于在CWAO技術(shù)上多年積累的經(jīng)驗(yàn)，采用超結(jié)構(gòu)限域催化劑，解決了傳統(tǒng)芬頓氧化技術(shù)產(chǎn)生大量鐵泥危廢的難題，并制備出優(yōu)質(zhì)復(fù)合碳源。2022年3月，在中兵節(jié)能環(huán)保公司牽頭下，孫承林團(tuán)隊(duì)與華錦聯(lián)合石化形成產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體。該團(tuán)隊(duì)與中兵節(jié)能環(huán)保公司共同制訂試驗(yàn)方案并開展小試、中試研究。2022年9月30日，小試研究完成。2023年4月，該團(tuán)隊(duì)與中兵節(jié)能環(huán)保公司、大連科鐸環(huán)境合作，針對(duì)蒽醌法制雙氧水生產(chǎn)廢水完成中試，實(shí)現(xiàn)了危廢鐵泥產(chǎn)生量降低95%以上，運(yùn)行費(fèi)用降低45%以上，具備工業(yè)化放大條件。（中國(guó)化工報(bào) 于永輝 靳承煜）