膜-生物炭-微生物燃料电池协同深度处理重污染水体关键技术

  • 获奖名称: 膜-生物炭-微生物燃料电池协同深度处理重污染水体关键技术
  • 获奖等级: 一等奖
  • 获奖类别: 2024年度长江委青年科学技术奖
  • 授奖单位: 长江委
  • 完成单位: 长江水利委员会长江科学院、武汉长江科创科技发展有限公司
  • 获奖年度: 2024
  • 获奖人员: 高卓凡、周显、陈雷、范泽宇、向媛、鲁麒、张金龙
  • 成果简介:该成果开发了超低压强化抗污染高分子膜、固废再生改性生物炭、微生物燃料电池新电极材料等多种深度水处理材料，明晰了膜材料超薄功能层孔径调控及表面改性机理，采用快速热辅助胺分子气相交联与等离子体接枝聚二乙醇，突破了膜易污染、效能低的瓶颈；揭示了激发固废（污泥、钢渣等）中铁、铝等活性组分的关键影响因子，结合有机酸辅助及共热解改性，攻克了多源固废基生物炭协同活化与重构难题；针对生物质电极孔径不可控，揭示了三维管式空气阴极孔调控规律，通过渗透调控，弥补了微生物燃料电池中生物质电极转换效率低、产电不稳定缺陷。通过生物炭吸附和微生物燃料电池降解还原产电等多项技术与膜分离技术的协同联用，形成了以膜-生物炭-微生物燃料电池协同深度处理技术为核心的模块化集成工艺，为复杂污染水体治理提供了成套水处理新材料及创新解决方案。在绿色深度水处理新材料研发、多技术协同膜分离增效体系构建、膜-生物炭-微生物燃料电池协同处理重污染水体治理与修复应用等方面，形成了一系列原创性成果，发表论文31篇，其中SCI/EI收录论文22篇，获批发明专利6项，成果转化效益超6000万元，预计环境经济效益达1亿元。