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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設和高質(zhì)量發(fā)展的關鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術進步獎項，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術裝備和示范工程，引導行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻力量。
環(huán)境技術進步獎
項目名稱：面向重金屬廢水深度凈化的荷電重構納米復合材料研發(fā)與應用
項目編號：HJJS-2023-2-07
獲獎等級：二等獎
完成單位：燕山大學，秦皇島天大環(huán)保研究院有限公司，唐山鋼鐵集團有限責任公司，天津潤田環(huán)境科技有限公司，廣東省環(huán)境科學研究院，濟南賽辰高分子材料有限公司，廣州市環(huán)境保護科學研究院有限公司
完成人：張慶瑞，武立杰，吳海東，楊雨佳，宋雅然，趙明梅，霍俊梅，鄧一榮，劉俊卿，張宇霆，趙璐，和嫻嫻，王凌生
項目團隊部分成員照片（圖源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
項目簡介
重金屬廢水的深度去除是水環(huán)境質(zhì)量與水生態(tài)安全的必然要求。隨著冶金、電鍍、化工等工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬廢水已成為我國最主要的廢水來源之一?，F(xiàn)有的混凝、沉淀等處理工藝難以滿足對水質(zhì)提標減排的新要求。因此，有針對性地開展重金屬廢水深度凈化技術研發(fā)與應用創(chuàng)新具有重要意義和現(xiàn)實需求。納米復合材料是實現(xiàn)廢水深度凈化技術創(chuàng)新的重要途徑，目前，國內(nèi)相關技術仍面臨納米粒子團聚失活、受共存基質(zhì)干擾、工作效能不高的“卡脖子”挑戰(zhàn)，燕山大學張慶瑞教授課題組自2011年開始，以高性能納米復合材料的研發(fā)與應用示范為切入點，提出了荷電強化納米復合材料規(guī)模創(chuàng)制方法及對重金屬深度降污新機制，并實施了工程應用。主要創(chuàng)新點如下：
1. 發(fā)明了一種基于界面荷電重構亞10nm 復合材料規(guī)模創(chuàng)制技術
針對現(xiàn)有納米復合材料存在顆粒易團聚、活性低的難點，本項目通過載體界面構建微電場環(huán)境，提出了一種界面荷電重構-提高納米粒子分散的新策略，應用該技術項目組分別在山東濟南和瑞士建成日產(chǎn)量20-50m3納米復合材料規(guī)模生產(chǎn)線兩條，實現(xiàn)了高分散、高活性亞10nm (<10nm) 復合材料的規(guī)模創(chuàng)制。
2. 建立了界面荷電重構驅(qū)動下重金屬廢水凈化新機制
針對真實廢水處理場景下，凈化過程受共存基質(zhì)干擾大，降污傳質(zhì)阻滯，納米粒子應用效能低的難點。本項目揭示了納米微電場效應耦合有機污染阻隔和強化重金屬傳質(zhì)富集新原理；實現(xiàn)了在原子尺度上納米粒子高活性、高效率利用；較之美國Lewatit FO36系列復合吸附劑，其抗污染性能顯著提升，納米粒子利用率提高5倍以上，實現(xiàn)了 ~90% 亞10 nm粒子快速、高效利用。
3. 研發(fā)了納米復合材料為核心的重金屬廢水深度凈化技術和應用設備
針對不同廢水場景，創(chuàng)建了“Fenton氧化+混凝沉淀+納米復合材料深度凈化”和“納米復合材料阻隔技術”兩套集成工藝和應用設備，并在唐山鋼鐵集團、秦皇島天大環(huán)保研究院有限公司等開展了10余項水質(zhì)提升、廢水深度凈化項目，建立河北省產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，相關PCT 專利技術向瑞士 Bluact Technology Co轉(zhuǎn)讓。
項目核心成果授權國家發(fā)明專利17項，在Environmental Science Technology等國際著名學術期刊發(fā)表研究論文42篇，完成國家自然科學基金項目3項；第一完成人基于重金屬深度凈化方面的貢獻榮獲教育部青年長江學者、河北省杰青等多個人才榮譽稱號。
部分納米復合材料規(guī)?；a(chǎn)照片（圖源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
河北某深度凈化水質(zhì)提升應用裝置（圖源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
獲獎感言
張慶瑞 燕山大學 教授（圖源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
重金屬廢水深度凈化與安全控制是確保水質(zhì)安全的重要手段。我們在研究中始終以國家需求和重大任務為指導，致力于探索前沿科學問題。我們通過創(chuàng)新科技手段，將科學研究成果有效轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，為環(huán)境保護事業(yè)做出積極貢獻。我們的工作堅持深入探索重金屬廢水凈化機理和技術，以確保凈化過程的高效性和安全性。在未來，我們將繼續(xù)努力，不斷推動科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，以解決環(huán)境問題、保障水質(zhì)安全為己任，為國家的可持續(xù)發(fā)展貢獻更多的力量。
原標題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|面向重金屬廢水深度凈化的荷電重構納米復合材料研發(fā)與應用
