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基本信息

項(xiàng)目名稱：
發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣制備復(fù)合生物吸附劑及其應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡介：
在造紙白泥強(qiáng)化餐廚垃圾產(chǎn)氫的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣為原料，通過烘干、破碎、研磨等工序，制備合成復(fù)合生物吸附劑，并研究其對廢水的吸附性。產(chǎn)品對印染廢水、阿維菌素原水及精制棉廢水具有良好的吸附性，且部分吸附效果優(yōu)于活性炭。同時(shí)還釋放適量C、N元素和微生物新陳代謝所必需的微量營養(yǎng)元素，能改善水質(zhì)、提高廢水的B/C，為后續(xù)生化處理廢水過程的連續(xù)性打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)，產(chǎn)品還對廢水中重金屬也有一定的吸附性能。
詳細(xì)介紹：
在造紙白泥強(qiáng)化餐廚垃圾產(chǎn)氫的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣為原料，通過烘干、破碎、研磨等工序，制備合成復(fù)合生物吸附劑，并研究其對廢水的吸附性。對廢水的色度吸附實(shí)驗(yàn)表明：由無投加物的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑對印染廢水、阿維菌素原水具有良好的吸附性，且對印染廢水的吸附可以達(dá)到與活性炭相同的優(yōu)良效果；由投加造紙白泥的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑對精制棉廢水具有良好的吸附性，并且其吸附性優(yōu)于活性炭；由投加膨潤土的產(chǎn)氫廢渣制得的吸附劑也對阿維菌素原水具有良好的吸附性。產(chǎn)品在去除廢水色度的同時(shí)，還釋放適量C、N元素和微生物新陳代謝所必需的微量營養(yǎng)元素，因此，它能改善水質(zhì)、提高廢水的B/C，為后續(xù)生化處理廢水過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，產(chǎn)品還對廢水中重金屬也有一定的吸附性能。該復(fù)合生物吸附劑制備成本低、應(yīng)用范圍廣、使用效果好，具有較好的應(yīng)用前景。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

利用有機(jī)廢物（廢水、廢渣）進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氫，一方面可以實(shí)現(xiàn)廢物處理，降低環(huán)境污染；另一方面可以氫能形式回收存在于這些廢物中的生物質(zhì)能，實(shí)現(xiàn)能源再生。生物吸附劑作為一種新興的吸附劑，對重金屬離子和廢水色度有很好的吸附性能。本發(fā)明是將發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣或殘余物固液分離，然后進(jìn)行烘干、破碎、研磨制成吸附性能優(yōu)良的生物復(fù)合吸附劑，并應(yīng)用于染料等廢水的脫色，改善水質(zhì)，提高廢水可生化性（B/C）。 復(fù)合生物吸附劑的主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機(jī)物以及部分無機(jī)物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強(qiáng)化產(chǎn)氫的無機(jī)添加劑如造紙白泥、膨潤土等。復(fù)合生物吸附劑比表面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)，增加了微生物菌的存活率和存活期；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。同時(shí)產(chǎn)品還具備原料來源廣泛、制備工藝簡單、低碳高效、以廢治廢、市場前景廣闊以及易產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

（1）利用發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣（殘余廢物）制備的復(fù)合生物吸附劑具有氧化、分解、吸附色素和重金屬功效，是一種優(yōu)良的生物親和吸附材料。國內(nèi)外尚未見有關(guān)發(fā)酵產(chǎn)氫殘余物制備吸附劑的文獻(xiàn)報(bào)道，將填補(bǔ)國內(nèi)外空白。 （2）解除了有機(jī)廢物（尤其是廢渣）發(fā)酵制氫產(chǎn)業(yè)化的瓶頸問題，可以最大量地利用發(fā)酵廢渣，且不存在二次污染，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的循環(huán)理念。 （3）復(fù)合生物吸附劑主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機(jī)物以及部分無機(jī)物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強(qiáng)化產(chǎn)氫的無機(jī)添加劑如造紙白泥、膨潤土等。復(fù)合生物吸附劑具有比表面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)，增加了微生物菌的活性；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。 （4）與現(xiàn)有活性炭與殼聚糖類吸附劑相比：產(chǎn)品不但具有優(yōu)良的吸附性能（其中對牛仔布印染廢水的脫色效果優(yōu)于粉狀活性炭），而且還能提高難降解廢水的可生化性，提高后續(xù)生化過程的凈水能力。同時(shí)，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，市場前景廣、易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利申請權(quán)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品、圖片、樣品等

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

該產(chǎn)品作為一種新型復(fù)合生物吸附劑，對重金屬離子和廢水色度有優(yōu)良的吸附性能。該產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在低濃度下，金屬可被選擇性去除；（2）對色度去除效果優(yōu)于活性炭；（3）操作時(shí)的pH和溫度條件范圍寬泛；（5）易于分離回收重金屬；（6）吸附劑易再生利用。而且生物吸附劑制取簡單、成本低廉、易于規(guī)模化。（7）制備產(chǎn)品的原料來源廣泛，如污水處理廠產(chǎn)酸污泥、生物制氫殘余物等，經(jīng)過簡單的固液分離、烘干、粉碎加工包裝處理后即可得到產(chǎn)品。（8）產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于生活垃圾填埋場的滲濾液、印染廢水等難生物降解廢水的水質(zhì)改善：降低色度、提高廢水的可生化性。（9）產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于重金屬污染的處理如重金屬有機(jī)廢水的重金屬吸附和重金屬污染土壤的環(huán)境生態(tài)修復(fù)等。 該產(chǎn)品制備成本低、生產(chǎn)工藝簡、應(yīng)用效果好，具有非?？捎^的市場利用價(jià)值，易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。

同類課題研究水平概述

利用有機(jī)廢物進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氫，不但能實(shí)現(xiàn)廢物處理，降低環(huán)境污染，而且能回收生物質(zhì)能（氫氣）。然而，有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)氫的速率與產(chǎn)率都很低，有機(jī)物最大理論轉(zhuǎn)化率僅為30%，約70%未降解的有機(jī)廢物進(jìn)入廢水廢渣，成為制約廢物發(fā)酵制氫產(chǎn)業(yè)化瓶頸。此外，隨著重金屬污染、難生化降解與色度較高廢水的處理與防治工作的深入，迫切需要一種既能吸附后色度、重金屬、還能提高后續(xù)生物處理效率的生物添加劑。因此，復(fù)合生物吸附劑的研究便應(yīng)運(yùn)而生。生物吸附劑制備方法主要有：吸附法、共價(jià)結(jié)合法和包埋固定法。它對重金屬離子和廢水色度有很好的吸附性能。本發(fā)明是將發(fā)酵產(chǎn)氫廢渣或殘余物固液分離，然后進(jìn)行烘干、破碎、研磨制成吸附性能優(yōu)良的生物復(fù)合吸附劑，并應(yīng)用于染料廢水、農(nóng)藥廢水以及難生物降解廢水的脫色，改善水質(zhì)，提高廢水可生化性（B/C）。 復(fù)合生物吸附劑產(chǎn)品的主要組成為暗發(fā)酵產(chǎn)氫死亡的菌體、未完全降解的有機(jī)物以及部分無機(jī)物如二氧化硅，部分產(chǎn)品還包括強(qiáng)化產(chǎn)氫的無機(jī)添加劑如造紙白泥、膨潤土等，其中固含量（TS）為93%～97%，揮發(fā)性組分（VS）為78%～91%。復(fù)合生物吸附劑具有表比面積大，保水保濕性高，為廢水后續(xù)生化處理的微生物菌群的正常生存提供了必要的載體和營養(yǎng)物質(zhì)（如C、N、P、Fe、Mn等），增加了微生物菌的存活率和存活期；提高了生化過程的穩(wěn)定性和凈水能力。 與現(xiàn)有活性炭與殼聚糖類吸附劑相比：產(chǎn)品不但具有優(yōu)良的吸附性能（其中對牛仔布印染廢水的脫色效果優(yōu)于粉狀活性炭），而且還能提高難降解廢水的可生化性，提高后續(xù)生化過程的凈水能力。同時(shí)，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，市場前景廣、易于產(chǎn)業(yè)化和商品化。 國內(nèi)外尚未見有關(guān)發(fā)酵產(chǎn)氫殘余物制備復(fù)合生物吸附劑的文獻(xiàn)報(bào)道，產(chǎn)品將填補(bǔ)國內(nèi)外空白。
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