新技術(shù)助力將污水十分鐘變廢為寶

“我們的技術(shù)處理一噸印染污水的成本約為5元，傳統(tǒng)技術(shù)約為17元，而且我們處理后的水質(zhì)可達(dá)到1級(jí)排放 A 標(biāo)準(zhǔn)?！蔽髂鲜痛髮W(xué)石油與天然氣工程學(xué)院2017級(jí)博士生石晛說(shuō)的這項(xiàng)污水處理技術(shù)是“活性氧（Reac-O2）污水處理劑”。憑借這項(xiàng)技術(shù)，石晛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一路過(guò)關(guān)斬將，在第三屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽中斬獲銀獎(jiǎng)。

一次偶然結(jié)緣污水凈化

與污水的“結(jié)緣”是一次偶然，這要從石晛的一次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)說(shuō)起。

有一次打井施工，石晛看到一只鳥(niǎo)喝了一口污水儲(chǔ)存池的水就直接死掉了，“當(dāng)時(shí)突然心里一震”。石晛覺(jué)得，雖然油田要增產(chǎn)，但是不該以犧牲環(huán)境為代價(jià)，如果能研發(fā)出一種高效凈水的處理劑，一定是十分有意義的事情。

于是石晛一頭扎進(jìn)了污水凈化處理的研究中。在第三屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽開(kāi)始報(bào)名時(shí)，石晛把實(shí)驗(yàn)室參與研發(fā)的同學(xué)拉到一起組隊(duì)參賽。

據(jù)石晛介紹，目前大多污水治理采用的方法是物化法、生化法等，基本屬于末端治理，即先污染后治理。從處理效果來(lái)看，不但無(wú)法解決環(huán)境污染問(wèn)題，而且成本較高，甚至可能造成二次污染，導(dǎo)致環(huán)境進(jìn)一步惡化。

能否利用某些新興技術(shù)來(lái)優(yōu)化傳統(tǒng)污水處理工藝，既能降低處理成本，又能提高凈化能力？石晛團(tuán)隊(duì)邁上了探索之路。

交叉學(xué)科開(kāi)啟大門(mén)

交叉學(xué)科給石晛開(kāi)啟了新的大門(mén)。石晛平時(shí)喜歡看一些交叉學(xué)科的文獻(xiàn)，在一次閱讀中，他發(fā)現(xiàn)了光催化這種新興技術(shù)。團(tuán)隊(duì)的研究找到了突破口。

光催化劑在紫外光的輻照下發(fā)生光反應(yīng)，進(jìn)而與污水中的有機(jī)污染物發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到凈化污水的目的。但是不能響應(yīng)可見(jiàn)光讓處理成本大大提高，阻礙了它的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。太陽(yáng)光能量中紫外光部分僅占4%，而可見(jiàn)光部分占43%?！坝袥](méi)有一種可以響應(yīng)可見(jiàn)光的催化劑？”石晛?zhàn)詥?wèn)。

為了找到能響應(yīng)可見(jiàn)光的催化劑，石晛帶著團(tuán)隊(duì)成員沒(méi)日沒(méi)夜地查文獻(xiàn)、找資料、做實(shí)驗(yàn)?！澳嵌螘r(shí)間整天泡在實(shí)驗(yàn)室，不斷嘗試、失敗、自我否定……”團(tuán)隊(duì)成員陳杰說(shuō)。

功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)，他們找到了一種新興的響應(yīng)可見(jiàn)光催化劑——鉍基光催化劑。這種材料的催化劑能夠響應(yīng)可見(jiàn)光，在可見(jiàn)光的照射下就可發(fā)生光反應(yīng)過(guò)程，大大降低了能源成本。

新的“攔路虎”出現(xiàn)

雖然找到了響應(yīng)可見(jiàn)光的催化劑，但是新的“攔路虎”出現(xiàn)了：鉍基光催化劑雖然已經(jīng)表現(xiàn)出良好的光催化性質(zhì)，但是光利用率偏低，仍有可改善的地方。于是整個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始著手研究如何增強(qiáng)鉍基光催化劑的光催化活性機(jī)理。

因?yàn)橹皼](méi)有多少人研究，可參考的文獻(xiàn)又少，團(tuán)隊(duì)只能反復(fù)試驗(yàn)。他們通過(guò)使用不同的溶劑、控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等，逐一測(cè)試、排查，慢慢探索合成樣品，探究在什么條件下催化劑的光利用率最大、效果最好，分析優(yōu)勢(shì)，發(fā)現(xiàn)弊端，并逐一攻克。

就這樣，歷時(shí)四個(gè)多月，經(jīng)過(guò)數(shù)千次的實(shí)驗(yàn)、對(duì)比，石晛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)終于合成出了一種光利用率高、性能穩(wěn)定、成本低的催化劑：Reac-O2污水處理劑。

Reac-O2 污水處理劑可在可見(jiàn)光的激發(fā)條件下產(chǎn)生活性極強(qiáng)的活性氧物種，活性氧物種幾乎能無(wú)選擇性地將廢水中難降解的有機(jī)污染物氧化降解成無(wú)毒或低毒的小分子物質(zhì)，達(dá)到無(wú)害化目的。

“我們將傳統(tǒng)技術(shù)針對(duì)有機(jī)污染物的十多項(xiàng)處理程序簡(jiǎn)化為兩道工序，普通處理劑需要經(jīng)過(guò)一個(gè)小時(shí)完成凈化的污水，使用Reac-O2污水處理劑半小時(shí)內(nèi)就能完成凈化，且其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通處理劑?！笔瘯佌f(shuō)，一般的污水最快十分鐘就能完成凈化處理。

據(jù)陳杰介紹，催化劑還可循環(huán)利用，Reac- O2 污水處理劑可重復(fù)循環(huán)使用至少30 次，且有機(jī)毒物降解效率仍可達(dá)到85%，具有很高的穩(wěn)定性及可循環(huán)利用性，大大降低了處理成本。

比賽中，很多專(zhuān)家用“神奇”來(lái)描述此項(xiàng)技術(shù)?！斑@是個(gè)綠色環(huán)保的項(xiàng)目，也是科技含量很高的一個(gè)項(xiàng)目，更是一個(gè)利國(guó)利民的項(xiàng)目?！痹u(píng)審專(zhuān)家如此評(píng)價(jià)。

如今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)走出了實(shí)驗(yàn)室，走向了市場(chǎng)。項(xiàng)目先后與成都兩家公司達(dá)成總計(jì)2500萬(wàn)元的合作意向，并逐步打開(kāi)印染污水和油田污水的市場(chǎng)?！邦A(yù)計(jì)在2年內(nèi)打開(kāi)全國(guó)生活、工業(yè)污水處理市場(chǎng)?！笔瘯佌f(shuō)。