项目名称功能性吸附微界面构造及深度净水技术

四、客观评价
1. 项目验收、技术评估意见及获奖 该项目第一完成人承担的与本成果密切相关的 4 项国家自然科学基金，均顺利 通过国家自然科学基金委结题，其研究成果支撑三个发明点；承担的 863 课题前沿 探索性课题“生物类脂-醋酸纤维素复合吸附剂制备及去除低浓度 POPs 的高效技术” 验收优秀并获得滚动支持； 承担“十二五”863 计划“饮用水中 PPCPs 类物质去除技术” 验收意见认为：课题针对饮用水中不同亲疏水性 PPCPs（药品及个人护理品）以及 抗生素污染问题，开发了铁基磁性吸附材料、双官能团硅基吸附材料、类脂复合吸 附剂…等多种高效吸附/催化材料；开发出吸附/磁分离反应器等 5 项技术与反应器， 并建立了 2 套吸附/催化材料中试生产线… ”。 该项目开发的“多级流动床活性焦吸附再生水深度处理工艺”通过了城镇排水行 业评估推广项目评估，专家一致认为该工艺“是目前国内污水深度处理中一项创新性 技术，具有很好的经济性、技术性和工程性，值得大力推广，为我国城镇水环境改 善、水生态修复做出贡献。”该工艺已列为城镇排水行业新技术、新产品推广项目。 该项目的重要内容之一，“辅助电还原/电凝聚及高效多相分离净水技术与应用” 获 2016 年环境保护科学技术一等奖。 2. 应用评价与检测报告 该项目技术成果已在 60 多个饮用水净化、工业废水和生活污水处理与回用工程 中成功应用。 应用该项目开发的基于质子调控的吸附- 凝聚微界面构造及消毒副产物控制技 术，徐州首创水务有限责任公司和连云港自来水有限责任公司等分别在徐州刘湾水 厂、连云港第三水厂及海州水厂等成功应用，解决了 CODMn 和消毒副产物同时达标 的水质难题。 例如， 徐州首创公司采用该技术对产水量 20 万吨/天的刘湾水厂进行工 艺改造后，CODMn 去除率由原来的 39%提高到 51%；水厂加氯量降低 29.5%，三卤 甲烷、卤乙酸等消毒副产物生成量得到了有效控制和削减，实现了出厂水 CODMn 和 消毒副产物同时达标；运行效果稳定，吨水运行成本仅提高 0.03 元。 应用该项目发明的“一种去除水中持久性有机物的生物类脂/高分子复合吸附剂 及其制备工艺”技术，江苏金佳源科技有限公司与项目组合作，开发出生物类脂吸附 材料的工业化制备工艺，并研制出利用该材料的饮水机滤芯。对此产品净水效果的 分析测试表明，当进水中狄氏剂浓度为 1.5 ng/L 时，出水狄氏剂浓度低于 0.02 ng/L， 去除率达 98.7%； 当进水中氯代消毒副产物三氯甲烷、 二氯乙酸和三氯乙酸的进水浓 度分别为 116 μg/L、93.6 μg/L 和 189 μg/L 时，所对应的出水浓度分别为 0.35 μg/L、 18.8 μg/L 和 9.0 μg/L，均达到《生活饮用水卫生标准》 （GB5749-2006）限值要求。 北京中房水杯子工程技术有限公司利用该项目技术成果，在奥运村和奥林匹克中心 区等 18 个直饮水净化工程中成功应用，经北京市疾病预防控制中心检测，出水各项 指标符合《生活饮用水卫生标准》 （GB5749-2006）限值要求。 应用该项目发明的共聚型无机-有机复合高分子脱氰剂及组合技术，在鞍山盛盟 煤气化废水处理工程中（4800 m3/d）成功应用。经鞍钢生产监测中心监测表明，其
声明：本单位遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作 纪律，所提供的推荐材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科 学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意 承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极调查处理。 法人代表签名： 年 月 日 推荐单位（盖章） 年 月 日
三、项目简介
水中消毒副产物、低浓度疏水性有机物和高毒无机物对生态系统和人体健康具 有显著风险，其控制与处理一直是本领域的重大技术难题。针对此类污染物的结构 与形态特性，本项目以质子调控、分子取向、离子键合为主要机制，提出了功能性 净水微界面的构造原理，建立了强化产生优势凝聚组份、高吸附活性位点和氧化还 原活性物种的净水微界面调控方法，发明了系列功能性净水新材料、新技术和新工 艺，实现规模化工程应用。主要发明成果如下： 发明点 1、 发明了基于质子调控的吸附-凝聚微界面构造及消毒副产物控制技术。 发现具有适宜质子水平的胶体表面可原位产生 Al13 优势絮凝形态，建立了通过铁价 态和形态转化调控水体颗粒物表面 pH 的新方法， 构造了原位生成的 Al13 与高吸附活 性羟基铁协同作用的微界面体系，发明了基于物质结构和形态匹配的消毒副产物及 其前驱体控制技术，解决了消毒副产物和耗氧有机物同时达标的技术难题。 发明点 2、发明了基于分子取向的吸附-富集微界面构造及微量疏水性有机物去 除技术。提出了吸附剂内层相溶的净水原理，发明了超高容量富集疏水性有机物的 生物类脂吸附剂；建立了根据污染物性质在硅或碳表面选择性接枝特定官能团的方 法，构造出疏水性有机物高容量吸附的甲基疏水表面、络合态分子快速束缚的疏水 性和亲水性共存吸附微界面，发明了赋磁二氧化硅气凝胶等功能性吸附材料，突破 了饮用水中低剂量疏水性有毒有机物去除的技术瓶颈。 发明点 3、发明了基于离子键合的吸附-络合微界面构造及高毒无机物深度处理 技术。研制出共聚型无机-有机复合高分子脱氰剂，建立了使氰化物以离子态、络合 态进入其复合结构而得以去除的高效方法。 开发出氨基或巯基改性的介孔硅材料, 建 立了通过配位、静电和氢键作用高效吸附重金属离子的新技术。发明了辅助还原的 物化、生物及电化学处理高价重金属离子的方法，突破了高毒无机物深度净化的关 键技术，建立了螯合-聚沉-超滤组合处理高价态镉等重金属废水的新工艺。 基于上述技术发明，开发出基于形态匹配的吸附凝聚一体化工艺、基于污染物 在功能性界面分配和转化的污染物去除与资源化工艺、基于脂水分配规律的疏水性 污染物去除工艺、基于表面改性活性焦吸附与再生的多相分离净水工艺等，已在 60 多个饮用水净化、工业废水和生活污水处理与回用工程中应用。 该项目已获授权发明专利 20 项，取得计算机软件著作权 3 项，在 Environ. Sci. Technol., Water Res.等学术期刊发表 SCI 论文 62 篇。应用本技术以来，净化饮用水共 7.92 亿吨，实现销售总额约 12.58 亿元，近 3 年新增销售额 9118 万元；处理污水共 1.61 亿 m3， 新增销售总额约 2.25 亿元， 近 3 年新增销售额 9870 万元、 新增利润 2961 万元。共实现减排 COD 3.26 万吨，减排重金属 504 吨，节约用水 7462 万吨。应用 和借鉴本项目成果改善饮用水水质，惠及人口 3000 多万，取得了显著的社会效益和 环境效益。
一、项目名称：功能性吸附微界面构造及深度净水技术
二、Βιβλιοθήκη Baidu荐单位意见
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推荐意见： 水中消毒副产物、疏水性有机物和有毒无机物是对生态系统和人体健康具有重要 影响的三类高风险污染物，其控制与去除也是水环境领域的重大技术难题。该项目以 质子调控、分子取向、离子键合为主要机制，创造性地提出了与水中不同污染物结构 和形态相匹配的功能性净水微界面构造原理，建立了以强化产生絮凝优势形态、吸附 活性位点、氧化还原活性物种为主要过程的净水微界面调控方法，发明了基于质子调 控的吸附-凝聚微界面构造及消毒副产物控制技术、基于分子取向的吸附-富集微界面 构造及微量疏水性有机物去除技术、 以及基于离子键合的吸附-络合微界面构造及高毒 无机物深度处理技术，解决了消毒副产物控制、低浓度疏水性有机物去除和典型高毒 无机物治理三大技术难题，已在60多个饮用水净化、工业废水和生活污水处理与回用 工程中成功应用。 本项目已获授权发明专利 20 项，取得计算机软件著作权 3 项，在 Environ. Sci. Technol., Water Res.等学术期刊发表 SCI 论文 62 篇，成果转化实现销售总额约 12.58 亿元，净化饮用水共 7.92 亿吨，处理污水共 1.61 亿 m3，减排 COD 3.26 万吨，减排 重金属 504 吨，节约用水 7462 万吨，水质改善惠及人口 3000 多万，取得了重要的社 会效益和环境效益。 综上所述，该项目技术思路独特，关键技术有重大创新，技术经济指标先进，推 动了水环境领域的技术进步，产生了显著的经济效益和社会效益。 推荐该项目为国家技术发明奖 一 等奖。