一、项目名称基于导向型电渗析的工业废水趋零排放关键技

一、项目名称：基于导向型电渗析的工业废水趋零排放关键技术与应用

二、提名奖项和等级：天津市科学技术进步奖二等奖

三、提名单位：天津城建大学

四、主要完成单位：

天津城建大学

中国科学院生态环境研究中心

天津天一爱拓科技有限公司

天津工业大学

天津理工大学

五、主要完成人：

池勇志、田秉晖、解立平、刘沐之、黄磊、辛丽花、焦秀梅、付翠莲

六、项目简介

本项目属于环境与资源领域。

涂装和煤炭行业是与国计民生密切相关的重要产业。而涂装和煤炭行业生产过程中产生的高含盐难降解有机废水污染已成为制约其行业发展的瓶颈问题。本项目针对以涂装、煤炭焦化行业领域为代表的高盐有机工业废水排放量大、处理难和资源化水平低等问题，开展基于导向型电渗析的工业废水趋零排放关键技术研究，集成多学科先进理论和技术，在废水生态循环利用和无机盐资源回收方面取得了突破性成果。主要创新性成果如下：

（1）构建了基于修正Gibbs函数的重金属沉淀产物生成预测模型，开发了四种针对溶解性有机物去除的新型絮凝剂，创新性提出“聚二甲基二烯丙基氯化铵+聚合氯化铝”复合絮凝技术处理含腐殖质废水，絮凝剂投加量比单独投加聚合氯化铝时减少60%，出水溶解性有机物和色度的去除率分别增加60%和90%。

（2）阐明了中度嗜盐菌（Halomonas salina）的嗜盐过渡区理论，发现7种难降解有机污染物优势菌株，研发离子调节、相容性溶质调节、接种量调节等嗜盐过渡区调控技术，提高嗜盐菌的嗜盐性；采用短程硝化-反硝化生物脱氮技术和优势菌技术，实现盐度波动情况下的废水高效稳定生物处理。

（3）构建了高盐废水导向型电渗析浓缩体系，实现废水有机物与盐的分质浓

缩，即盐浓缩5倍，有机物浓缩1.5倍，攻克了传统脱盐工艺对反渗透浓水难以进一步浓缩及有机物和盐无差别浓缩的难题。

（4）发明微米级TiO2催化剂，研发光催化氧化-膜分离工艺，实现电渗析淡化液和MVR蒸发液中残留有机物彻底去除，解决了光催化氧化技术应用中TiO2催化剂不易分离与循环利用的问题。

（5）集成了以浓缩导向型电渗析为核心的“预处理-反渗透-导向型电渗析-MVR”全过程控制的“趋零排放”整装成套化技术，突破性实现高盐废水同步减容和减有机物，使浓缩过程中有机污染物的阻断率比传统工艺提高70%，进入MVR 系统废水体积减少80%，使得投资和运行成本与传统趋零排放技术相比降低20%。

本项目探索了高盐有机工业废水高效预处理、嗜盐生物处理和分级脱盐处理的趋零排放耦合工艺，实现了废水趋零排放与资源化的创新思路。本项目申请发明专利26项，获得授权17项；发表学术论文52篇；培养硕士20人。

本项目的研究成果已在河北、内蒙古等7个省市得到应用，涉及焦化、涂装等8个行业，近三年累计为广东格林精密部件股份有限公司、大唐户县第二热电厂等10家企业节支4904.58万元，新增利润1293万元，新增税收417万元。七、发现点/发明点/创新点：

（1）构建基于修正Gibbs函数的重金属沉淀产物生成预测模型，发明针对溶解性有机物去除的4种新型复合絮凝剂，开发中和-复合絮凝和催化氧化-复合絮凝等强化复合絮凝工艺。

由附件1、2、3、4、9、10、27的主要技术支撑材料支撑

（2）研发高盐有机废水微生物处理的嗜盐过渡区调控技术，发现7种难降解有机污染物优势菌株，开发短程硝化-反硝化生物脱氮技术，实现嗜盐菌对盐度波动范围大（10000m/L-50000mg/L）的高盐废水的高效稳定生物处理。

由附件5、6、7、11、18、21、22的主要技术支撑材料支撑

（3）发明两种新型电渗析技术，构建高盐废水导向型电渗析浓缩体系，实现废水有机物与盐的分质浓缩，即盐浓缩5倍，有机物浓缩1.5倍，攻克了传统浓缩工艺对反渗透浓水难以进一步浓缩及有机物和盐无差别浓缩的难题。

由附件8、19的主要技术支撑材料支撑

（4）发明微米级TiO2催化剂，研发光催化氧化-膜分离工艺，实现电渗析淡化液和MVR蒸发液中残留有机物彻底去除。

由附件14、15、16、17的主要技术支撑材料支撑

（5）构建浓缩导向型电渗析为核心的“预处理-反渗透-导向型电渗析-MVR”全过程控制“趋零排放”整装成套化技术，使投资和运行成本与传统趋零排放技术相比均降低20%。

由附件12、13、20、23、24、25、26、28的主要技术支撑材料支撑

八、主要技术支撑材料

（一）代表性论文

附件编号 论文名称/刊名

影响

因子

年卷页码 发表时间 通讯作者 第一作者其他作者

SCI他

引次数

他引总

次数

署名是

否含国

外单位

1 A cleaner two-step synthesis of high

purity diallyldimethylammonium

chloride monomers for flocculant

preparation / Journal of

Environmental Sciences

3.556

2005,17(5):798-8

01

2005-05 Fan Bin

Tian

Binghui

Peng Xianjia,

Luan Zhaokun

10 15 否

2

Effect of nitrate or sulfate on

flocculation properties of cationic

polymer flocculants / Desalination

6.035

2007,208(1-3):13

4-145

2007-04 Tian Binghui

Tian

Binghui

Ge Xiaopeng, Pan

Gang,

Luan Zhaokun

8 9 否

3 不同pH值下涂装废水中沉淀物形

成计算模拟预测及验证/化工进展 1.562

2018,37(12):

4938-4947

2018-12 池勇志付海娟

赵建海, 曹凌云,

田秉晖, 费学宁,

付翠莲

0 0 否

4