「READING」
据相关报道,我国市政污泥产生量约8000万吨/年,现有污泥处置方法主要有填埋、焚烧、堆肥、建材等方式,但由于市政污泥黏度大且含有大量亲水性物质,这些方式存在脱水困难的关键共性问题,使得污泥收集、储存、运输和利用受到极大限制。
针对污泥干化问题,东华大学学生团队以金属废渣危废为基础材料,巧妙利用其反应性和成分组成,经过结构设计、物化改性和修饰赋能,通过干化剂的“热驱动-骨架建立-胞外聚合物降解”协同作用机制,研发出1小时干化剂,为污泥脱水提供一种近零成本、高效、简便、绿色的新路径,助力解决市政污泥规模化处理处置和资源化利用“卡脖子”问题。
这种污泥干化“神器”是如何工作的呢?
据团队负责人、东华大学环境科学与工程学院博士生孔祥海介绍,干化剂按一定比例添加到污泥中可与水分和有机质发生反应,并快速放热,2分钟使污泥快速升温至100-125摄氏度,1小时将污泥含水量从70-80%降至20-30%,重量和体积减少30%以上,产物可用作混凝土填料或燃料。
除了快速降低污泥的含水量,污泥干化技术还能有效钝化污泥中的重金属(有效态重金属降低90%以上),消除污泥中的激素、抗生素、有害菌等污染物(三害消除95%以上),实现同步无害化,促进金属废渣危废和污泥处理产业集约化、智能化、装备化和绿色化。此外,干化后的污泥还可以制备成免烧砖和营养土,干化过程中产生的尾气吸收后可做液体肥,实现资源化利用。
项目的成功离不开团队的高效协作和不懈努力。团队成员来自环境工程、环境科学、化学工程、材料科学等不同学科背景,在东华大学环境科学与工程学院蔡冬清研究员和王冬芳副教授的悉心指导下,他们花费4年时间不断攻关,终于创新研发出污泥干化“神器”。
目前,该技术获授权2项发明专利,其中1项完成企业技术受让,并建成5万吨/年污泥处理线,在陕西、浙江、山东、江苏等地的市政、印染、化纤污泥上成功中试。
师生们创新思维的火花在这里不断绽放——东华大学环境科学与工程学院成立于1999年7月,是学校较早实施专业人才培养的院系之一,在人才培养、科学研究方面取得了显著成绩,成为该学科领域知名的学院之一。
如今,学院已形成若干个有特色、在国内外处于先进水平的研究方向:水污染控制与清洁生产、大气污染控制理论与技术、固体废弃物处置与资源化、建筑环境空气质量控制、工业暖通空调节能技术、能源利用与节能技术、软土工程特性与环境岩土治理、城市地下空间开发、市政排水系统模拟优化与水处理新技术等。
除了这款污泥干化“神器”,学院师生还有许多创新实践的成果——废弃氯化钠盐的资源化技术:采用废盐-添加剂-除杂-精盐-消毒剂或制备氢氧化钠和电子级盐酸的创新技术,年处理1万吨废盐(含氯化钠 90%),可生产消毒剂(10%氯酸盐)1万吨或盐酸 20000 吨及硫酸钠0.9万吨;
印染废水低成本处理和高效再生利用集成技术:利用铁基材料与活性炭强化水解酸化和低聚物的有效降解,使难降解污染物高效去除和后续污染负荷显著降低;针对印染废水研制的脱盐层微观结构控制关键技术提高了膜材料的抗污染性能,同时设计并建立智能控制单元,突破了膜通量与使用成本的瓶颈问题,目前在江浙地区已有大量工程案例;高盐度难降解废水处理新技术和应用:针对高盐废水处理过程中高级氧化受抑制的效应,将新型氧化技术应用于高盐废水,原位利用盐分基质产生多元自由基,利用多元自由基对有机物的高效氧化作用,实现废水的深度处理,相关技术对废水中有机污染物削减率达90%以上。
在东华大学这片创新的沃土上,从污泥干化“神器”的横空出世,到废弃氯化钠盐的资源化利用,每一项成果都是对绿色发展理念的生动诠释,也是学校科研实力与创新能力的集中展现。这些创新实践不仅为环境保护和资源循环利用提供了强有力的技术支撑,更为推动经济社会可持续发展注入了新的活力。
未来,相信东华大学师生们的创新成果将在更多领域开花结果,为构建美丽中国贡献更多智慧和力量,为人类的绿色发展和生态文明建设作出更大贡献。
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本文素材来源:东华大学官微、东纺纺织产业创新研究院
编辑:章仕豪
责编:黄思博
审核:雷沉羽
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