曾慶福解讀微波無極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)
今年1月，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京舉行，由武漢科技學(xué)院副院長曾慶福教授領(lǐng)銜研究的“紡織印染廢水微波無極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)”榮獲2009年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎，受到黨中央、國務(wù)院的表彰。記者就項目的有關(guān)情況獨家采訪了曾慶福教授。
主持人：從１９９９年我在張家港參觀您研制的第一臺紫外光催化氧化污水處理裝置算起，您的“紡織印染廢水微波無極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)”研究成果榮獲2009年度國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎，中間隔了整整10年的時間。10年中，您在研究工作中取得了哪些創(chuàng)新性的突破？
曾慶福：10年前我們在張家港應(yīng)用光化學(xué)原理對印染廢水進(jìn)行脫色的設(shè)備，在學(xué)術(shù)意義上是一種突破性的嘗試，但那時的設(shè)備在工程化方面不夠成熟，在其核心技術(shù)——紫外光催化氧化方面尚有許多技術(shù)瓶頸需要克服。比如說，一般的紫外線發(fā)光裝置必須有電極，石英玻璃制作的燈管和金屬材料制作的電極膨脹系數(shù)不可能一致，在不斷熱脹冷縮的工作條件下使用壽命很短。
本項目研究歷時10年，獲4項國家級、11項省部級項目資助，研究經(jīng)費達(dá)3000萬元。共申請發(fā)明專利15項，已授權(quán)發(fā)明專利5項，實用新型專利4項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文62篇，SCI收錄13篇。在10年中，我們圍繞紫外光催化氧化的工程化，完成了微波無極紫外光催化氧化技術(shù)和微波等離子體協(xié)同無極紫外光催化氧化技術(shù)。
主持人：是否可以向我們的讀者簡單介紹一下這兩項核心技術(shù)的內(nèi)容？
曾慶福：微波無極紫外光催化氧化技術(shù)從微波等離子體發(fā)光原理研究入手，通過研究大功率、短波長的微波無極紫外光源、高效微波無極紫外光催化劑及微波無極紫外光催化反應(yīng)器，解決了光催化氧化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用中的光源功率低、壽命短、光催化劑催化效率低等瓶頸問題，實現(xiàn)了高溫染色廢水在線脫色處理回用及熱能回收。
微波等離子體協(xié)同無極紫外光催化氧化技術(shù)是通過研究微波等離子體的氧化作用，F(xiàn)e2＋、Fe3＋、H2O2、O3等的強化Fenton氧化作用，微波等離子體協(xié)同光催化作用，研制開發(fā)了微波等離子體強化內(nèi)電解及協(xié)同光催化一體化設(shè)備，提高了廢水處理效率，降低了處理成本，實現(xiàn)了印染終端廢水的深度處理與回用。
主持人：我知道印染廢水因為種類復(fù)雜比較難以處理，您所發(fā)明的技術(shù)能解決各種不同性質(zhì)、不同污染程度的印染廢水治理問題嗎？
曾慶福；就像沒有一種藥可以包治百病，任何一項技術(shù)都有它的特點和適用范圍。微波無極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)的特點是對活性、分散等廣泛使用的染料具有明顯脫色作用，對多種化學(xué)助劑有快速的降解作用，但是在硫化染料、某些COD的降低方面它可能比不過一些常規(guī)技術(shù)。從整體上來評估，這項技術(shù)在廢水治理的各項指標(biāo)上都有效果，這是它的特點之一；另外，它可以實現(xiàn)高溫廢水快速處理后回用，這樣節(jié)能減排的效果比較明顯。
主持人：整整10年的研究工作，伴隨著連續(xù)不斷的創(chuàng)新和完善，在這個過程中，您認(rèn)為自己最大的收獲是什么？您如何評估這項成果的商業(yè)價值？
曾慶福：科研工作首先要有基礎(chǔ)理論的突破，其次要有核心技術(shù)的發(fā)明，還有在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的過程中，圍繞核心技術(shù)進(jìn)行跨學(xué)科的集成創(chuàng)新。我們的項目涉及染整技術(shù)、環(huán)境保護(hù)工程、循環(huán)經(jīng)濟與節(jié)能減排技術(shù)等領(lǐng)域。
本項目系統(tǒng)研究了印染廢水分質(zhì)處理回用技術(shù)，重點研究高溫水洗廢水在線處理及水和熱能的直接回用,同時研究印染終端廢水生化—物化聯(lián)合處理回用技術(shù)。
我們從微波光化學(xué)基礎(chǔ)研究入手，研制了可工業(yè)化的大功率、短波長微波無極紫外光源，研制了固定化鈦系催化劑和均質(zhì)鐵系催化劑，解決了光催化劑在液相體系反應(yīng)中易流失、催化效率低等問題；研制了光化學(xué)反應(yīng)器，解決了印染廢水的高效脫色和回用時的殘余氧化劑問題；發(fā)明了印染廢水脫色回用的共性技術(shù) ——微波無極紫外光催化氧化技術(shù)，在紡織印染行業(yè)實現(xiàn)了高溫染色水洗等印染工序廢水的分質(zhì)處理回用的工業(yè)化。針對印染終端廢水，發(fā)明了微波等離子體協(xié)同無極紫外光催化氧化技術(shù)，水力驅(qū)動載體循環(huán)生物處理技術(shù)和無機生物填料；并形成了印染終端廢水生化—物化處理新工藝，實現(xiàn)了印染終端廢水深度處理及部分回用。
談到這項成果的商業(yè)價值，我認(rèn)為隨著成果轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，它將產(chǎn)生難以估計的巨大財富，我在這里還想談一談它的社會公益價值。紡織印染廢水分質(zhì)處理回用技術(shù)對紡織印染行業(yè)完成節(jié)能減排20％的整體目標(biāo)提供了一種新的技術(shù)保障，在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了紡織印染廢水微波無極紫外光催化氧化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，對微波光化學(xué)、光化學(xué)合成學(xué)科的發(fā)展可能產(chǎn)生重大影響，對印染行業(yè)的節(jié)能減排也有巨大的推動作用。
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