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用于低浓度工业废水深度处理的新型咯态吸附剂

发布时间:2020-10-20 15:24:35




该吸附剂材料对水中有色物质和有机物的吸附容量可以达到 400mg/g 以上。对总磷(TP)、总氮(TN)和锑(Sb)的吸附容量分别可达 10mg/g,15mg/g 和400μg/g,是目前市场上唯一一种可以同时高效去除 COD、TP、TN 和重金属锑的新型吸附材料。对水中有机物的吸附可以在 15 分钟内达到吸附平衡,远高于一般吸附剂材料,如目前常用的活性炭最少需要 2 小时以上才能达到吸附平衡。本项目利用低浓度的碱溶液(一般用 0.4%-1%)可以很方便在 20 分钟内将吸附于本吸附剂上的有机物质洗脱下来,实现被吸附物质的脱附过程。经碱液脱附后的吸附剂,在酸溶液(pH=1))中浸泡 30 分钟,即可实现吸附剂的再生。本吸附剂最大优势之一可以重复再生使用 70 次以上,同类产品只能使用数次,无法做到长时间多次再生。因此本吸附剂在现有的工业污水处理提标改造、中水回用、零排放的工艺中技术领先,使用及再生工艺简单,生产及使用过程所用设备采用国内产的水处理设备配套即可。应用于工业污水深度处理或新建项目,一次性投入和运行成本均低于全球同类工艺的 20%以上。


技术成熟度
目前关于该吸附剂产品的合成和应用已经在国内外知名期刊上发表科技论文 10 余篇,申请并获得国家发明专利 2 项,申请并被受理国家发明专利 1 项。形成了较为成熟的低浓度有色废水的吸附处理工艺,并逐步应用于不同工业废水处理厂的处理过程,取得了非常好的效果,对 COD 浓度在 200 mg/L 左右的工业废水处理后可降低到 50 mg/L 以下,同时对总磷、总氮和部分重金属也具有良好的去除效果,处理后的出水可以达到国家废水排放的一级 A 标准。
获得的专利:
[1]
延卫,李晶晶, 冯江涛. 聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂及其制备、应用和再生方法. 中国发明专利,专利号:201110184505.4. 授权日:2013.7.31
[2]
冯江涛,延卫, 王宁,李晶晶. 聚苯胺复合二氧化钛吸附剂的制备方法、应用及再生方法. 中国发明专利,专利号201410081506.X. 授权日:2015.9.28.
发表的文章:
[1]
Feng Jiangtao, Chen Jie, Wang Ning, Li Jingjing, Shi Jinwen,
Yan Wei. Enhanced adsorption capacity of polypyrrole/TiO2 composite
modified by carboxylic acid with hydroxyl group. RSC Advances, 2016, 6:
42572-42580.
[2]
Chen Jie, Feng Jiangtao, Yan Wei. Influence of metal oxides
o the adsorption characteristics of PPy/metal oxides for Methylene Blue.
Journal of Colloid and Interface Science, 2016, 475: 26-35.
[3]
冯江涛,李晶晶,徐浩,延卫. 不同无机酸对聚吡咯/TiO2 复合物的
吸附性能影响[J]. 化工进展,2016,35(S1): 294-303.
[4]
Feng Jiangtao, Zhu Jinwei, Lv Wei, Li Jingjing, Yan Wei. Effect
of hydroxyl group of carboxylic acids on the adsorption of Acid Red G and
Methylene Blue on TiO2, Chemical Engineering Journal, 2015, 269: 316-322.
[5]
Wang Ning, Li Jingjing, Lv Wei, Feng Jiangtao, Yan Wei.
Synthesis of Polyaniline-TiO2 Composite with Excellent Adsorption
Performance on Acid Red G. RSC Advances, 2015, 5: 21132-21141.
[6]
Jiangtao Feng, Qian Zhang, Jiajing Wang, Honghui Yang, Hao Xu,
Wei Yan. Application of chemically synthesized polypyrrole with
hydro-sponge characteristic as electrode in water desalination. RSC
Advances, 2015, 5: 71593-71600.
[7]
Chen Jie, Feng Jiangtao, Yan Wei. Facile synthesis of a
polythiophene/TiO2 particle composite in aqueous medium and its -- 47 --
adsorption performance for Pb(II). RSC Advances, 2015, 5: 86945-86953.
[8]
Feng Jiangtao, Li Jingjing, Lv Wei, Xu Hao, Yang Honghui, Yan
Wei. Synthesis of polypyrrole nano-fibers with hierarchical structureand
its adsorption property of Acid Red G from aqueous solution. Synthetic
Metals, 2014, (191): 66-73.
[9]
张瑜,苏翔,周远涛,李晶晶,冯江涛,延卫. 不同酸掺杂聚吡咯
对酸性红 G 的吸附性能. 化工进展,2014,33(9):2286-2292.
[10] Jingjing Li, Qian Zhang, Feng Jiangtao, Wei Yan. Synthesis of
PPy-modified TiO2 composite in H2SO4 solution and its novel adsorption
characteristics for organic dyes, Chemical Engineering Journal, 2013, 225:
766-775.
[11] Jingjing Li, Feng Jiangtao, Wei Yan. Excellent adsorption and
desorption characteristics of polypyrrole/TiO2 composite for Methylene
Blue, Applied Surface Science, 2013, 279: 400-408.
[12] Jingjing Li, Jiangtao Feng, Wei Yan. Synthesis of PPy-modified
TiO2 composite adsorbent and its adsorption performance on Acid Red G,
Journal of Applied Polymer Science, 2013, 128: 3231-3239.
(3)市场及效益分析
本项目从 2011 年开始研发起的 5 年多时间里,应用的工艺流程已经由原来的序批式处理方式发展为集成化的连续式,更能满足各大污水处理厂的需求。目前,已完成吸附剂的工业化生产工艺,并成功对多家印染废水、浙江嵊新首创15 万吨/日工业废水、浙江巨化股份有限公司工业废水进行了中试规模处理,对使用过程中的工艺流程和设备进行了细化和优化。本项目已完成产业化前的各项技术准备工作,已有十多家意向客户需求,预计年使用本吸附剂材料 2000 吨,营业收入预计 8000 万元,市场推广期前景较好。
目前,利用本项目吸附剂材料及新工艺的性能及成本优势,已在国内最大工业污水处理厂(绍兴水处理发展有限公司)完成日水量为 500 吨的工艺技术工业性示范工程(见附件)。绍兴水处理发展有限公司二期 60 万吨/日提标改造,为国家一级 B 排放标准(水 COD 提标至 60mg/L)以内,此项目业主方面向全球招标,在众多国内外知名的三十多家水务环保公司参与的技术验证示范工程竞争中,采用以咯态吸附剂为核心技术的处理工艺,在运行成本、稳定性及可控性上,均远远超过业主方 COD 提标技术要求。