方向一. 固体废物处理与资源化
1、主要工作
重点开展固体废物无害化处理与资源化利用的理论与应用研究。主要涉及小批量生活垃圾焚烧处理及废旧轮胎、塑料等固体废物回收利用的技术和设备研发,以农业废弃物与废旧塑料等固体废物为原料制备环境友好型高分子复合材料的理论、技术及产品研发。
2、特色
针对农村、小城镇生活垃圾处理难题,与企业合作研发了生活垃圾裂解焚烧处理技术和小型处理设备,实现了资源的有效回收利用,并有效的解决了二噁英产生的难题;针对环境友好型高分子材料存在的结晶速率慢、成型周期长、强度差、成本高等问题,在聚乳酸高效有机成核剂、生物基可降解复合材料的分子设计和性能调控等方面取得了重要进展,形成了自身的研究特色。
3、成果
近5年,本方向团队获得各级各类科研项目21项。发表科研论文101篇,其中SCI/ EI论文42篇,申报发明专利5项。
4、社会贡献度
(1)研发了一套小型化处理生活垃圾、废旧轮胎和塑料的电磁裂解焚烧和尾气深度回收技术和设备,实现了废旧轮胎回收利用率达到95-100%,废塑料回收利用率达到85-95%、灰分仅为1%,生活垃圾资源回收利用率约40%且无二噁英产生,投资回收期6年,实现了小批量生活垃圾的无害化、减量化,为农村、小城镇等分散式生活垃圾污染的有效治理提供了坚实的基础。
(2)明确提出了合成聚乳酸有机成核剂的设计思路,已合成了50余种聚乳酸专用有机成核剂,半结晶时间缩短50倍,阐明了有机成核剂对聚乳酸的结晶成核机制,丰富了高聚物的结晶理论。该研究工作已引起国内外学者的广泛关注,其单篇论文引用次数达42次。
(3)以竹、木、秸秆等农业废弃物及废旧塑料为原料制备出了一系列全生物基可降解材料及木塑复合材料,个别已成功应用于城市地下管廊给水管生产,不仅成本降低了10%,也赋予了给水管优异的抗菌性能,并与企业合作构建了一条中试生产线,直接经济效益近600万元。
方向二. 废水深度处理与资源化
1、主要工作
重点开展难降解有机废水达标排放处理及重金属废水资源化的技术开发与工程应用。主要涉及有机污染物净化与重金属回收所需功能材料的设计、合成与制备,化工废水、印染废水、垃圾渗滤液等难降解有机废水的达标排放处理技术开发与集成化设备研制,电镀废水、涂装废水等重金属废水中重金属的资源化回收技术开发与集成化设备研制。
2、特色
作为废水处理与资源回收的核心材料,研发了一系列高效的Ti、Bi系半导体光催化材料和一种磷回收陶瓷功能材料;针对垃圾渗滤液生化尾水有机物不可生化部分含量高、膜处理易污染和成本高等问题,研发了电化学耦合和光电化学耦合等技术和设备,解决了垃圾渗滤液尾水达标排放的难题,并有效降低了处理成本;针对镍-铵络合废水普遍存在药剂效率低、成本高、镍回收难等问题,研发了一种适用于电镀、冶金、印染、化工等工业废水的光电催化材料和回收工艺,实现了脱氮与镍的高效回收。
3、成果
近5年,获得各级各类科研项目22项。在Nanoscale、Carbon、Mol divers等期刊发表科研论文78篇,其中SCI/ EI论文25篇,申请发明专利10余项。
4、社会贡献度
(1)合成了一系列一维结构的Ti、Bi系半导体光催化材料,紫外光催化效率较商用P25提高50%以上,可见光光催化效率提高10倍以上,并研发了一款高精密、工业级静电纺丝设备,开发了生产工艺,降低了产品的二次污染和重复利用问题。
(2)针对焦磷酸盐废水磷回收,制备了一种高效陶瓷功能材料,阐明了磷回收机制,并研发了一套焦磷酸废水磷回收反应装置,回收产品的含磷率已达15%,为下一步工业化应用奠定了坚实的基础。
(3)分别研发了处理不同磷含量和色度尾水的电化学耦合技术、光电化学耦合技术,开发了集成处理工艺和设备,经中试运行,出水COD低于100 mg/L,氨氮低于15mg/L,有效缩短了渗滤液生化尾水的处理周期,且运行费用较已有技术低40%~50%。
(4) 研发了一种有效处理镍-铵络合废水的光电催化材料,构建了镍资源回收工艺,通过中试,氨氮的去除率为80~90%,镍的回收效率达到80%以上,镍回收产物中单质镍含量达到99%以上,从根本上实现清洁生产和源头控制,缓解了废水处理厂的治污压力。
方向三. 城镇水环境生态修复
1、主要工作
重点开展***及乡镇水环境保护与修复的理论、方法和技术研究。主要涉及城镇水环境污染物检测技术研发、现状调研与生态风险评估,湖库与河流等湿地水湿生植被的演替规律与恢复技术,城镇面源污染界面迁移规律与控制技术及装备。
2、特色
结合重庆湖库和城镇化建设的山地特点,在山地湖库水质监测平台构建、泥沙型水体水湿生植物恢复机理与技术、新型生态浮岛构建、暴雨对山地海绵城市水环境的作用机制及调控技术等方面取得了显著成效。
3、成果
近5年获得各级各类科研项目29项,在国内外高水平期刊发表论文96篇,其中SCI/EI收录31篇;获专利46项(发明专利16项),相关成果获重庆市科学技术奖三等奖1项,永川区科学技术奖3项。
4、社会贡献度
(1)校地合作共建渝西地区首个综合性水环境检测机构——“重庆市水环境监测中心永川分中心”,为区域水环境安全和应用型人才培养提供了坚实基础。
(2)针对长江泥沙型水体植被恢复技术难题,系统研究了泥沙、光照和温度等环境因子对水湿生植被恢复的生理生态影响机理,构建了水湿生植被的引种恢复技术体系,在长江流域的河流与湖库湿地植被恢复中得到了应用。
(3)针对自然低温和缺氧条件下污染物质净化效率受限的技术瓶颈,构建了10余种无机泡沫载体,筛选了3种适宜于生态浮岛、10余种适宜于人工湿地的越冬植物材料,污废水净化效率提高30%以上,并实现了人工湿地系统内部自动供氧,提升了湿地的净化能力20%。
(4)根据重庆山地城市的地理特征,构建了18对海绵单体及2套中试系统,筛选了3种植物材料、4种基质载体,阐明了海绵体对氮盐的去除过程及净化机理,总氮污染负荷去除率稳定在80%以上,为山地城市海绵化建设提供了坚实的理论与技术支撑。