黑臭水体治理新技术——“纳米多功能混凝剂的作用机理研究与应用”
信息时间：2025-04-09
中国科学院生态环境研究中心、山东大学、重庆大学、浙江大学、北京师范大学、北京环球中科水务科技有限公司、中建环能科技股份有限公司联合研发的“纳米多功能混凝剂的作用机理研究与应用”于2025年2月28日通过了住房和城乡建设部科技与产业化发展中心组织的科技成果评估。
简要技术介绍：
纳米多功能混凝剂的作用机理研究与应用针对传统混凝工艺面对日益复杂的水体污染物种类和成分时难以高效去除污染物的问题，在混凝剂水解形态转化机制、混凝剂优势形态识别与分离方法、污染物优化混凝去除工艺等方面开展了一系列研究工作。该项目提出了混凝剂优势形态的合成分离纯化新方法，优化了混凝理论体系，研发了适用于饮用水、污水和工业废水的高正电荷纳米Al13、无机-有机复合高分子絮凝剂（HPAC）、聚合铝铁除磷剂等复合多功能高效纳米混凝剂及其工业化生产工艺，构建了基于多功能混凝剂的优化混凝-深度处理耦合水处理工艺体系，并取得了从基础研究、技术研发到规模化工程应用的系列创新成果。
该项目建立了基于Al-Ferron反应常数K值判据法和ESI-TOF-MS铝谱解析的混凝形态表征方法体系，阐明了无机高分子混凝剂（IPF）在不同反应条件下的形态转化机制，发现了纳米Al13“静电簇”的混凝作用机理，构建了铝团簇形态混凝定量计算方法。
该项目基于纳米羟基铝混凝剂形态分布与转化规律，开发了铝系混凝剂优势形态（Al13/Al30）高效分离提纯技术和高Al13含量的纳米混凝剂工业化生产工艺，实现成果的产业化落地。在此基础上，进一步开发了高效多功能纳米混凝剂系列产品，适用于不同水处理工艺需求。
该项目构建的基于多功能混凝剂的优化混凝-深度处理耦合水处理工艺，包括基于混凝剂形态优化的絮体定向调控与强化超滤集成工艺，以及磁种诱导-磁分离强化的磁混凝工艺，可提升混凝技术在天然有机质强化去除、污水深度除磷、工业废水污染物净化等方面处理效能。
该项目成果支撑国内建立了12个高效多功能纳米混凝剂的生产基地；所研发的产品与技术成功应用于145个水处理项目，工程效果良好。
专家评议：
1、该项目开展了纳米多功能混凝剂的混凝机理和产业化应用研究，主要创新成果如下：
（1）建立了混凝形态表征方法体系，阐明了无机高分子混凝剂（IPF）在不同反应条件下的形态转化机制，揭示了纳米Al13“静电簇”的混凝作用机理，构建了铝团簇形态混凝定量计算方法。
（2）基于纳米羟基铝混凝剂形态分布与转化规律，发明了高含量Al13纳米混凝剂的工业化生产工艺；并根据不同水质处理需求，开发了高效多功能纳米混凝剂系列产品。
（3）构建了基于多功能混凝剂的优化混凝-深度处理耦合工艺，实现了微污染水/生活污水/工业废水中的有机污染物、磷等的高效去除。
2. 基于该成果在国内建立了12个生产基地，并在28个省市145个水处理项目成功应用，社会、经济和环境效益显著。
