產(chǎn)品研發(fā)背景

近來，來自麻省理工學(xué)院和德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)學(xué)的研究人員，在其發(fā)表于《動(dòng)力與環(huán)境科學(xué)》(Energy and Environmental Science)的論文中向公眾介紹了他們的，一項(xiàng)有關(guān)廢水處理的突破性技能，關(guān)于有機(jī)廢水治理領(lǐng)域，其意義有可能同等計(jì)算機(jī)從“電子管年代”邁入“晶體管年代”。

該技能用一種穎的電化學(xué)辦法，可以有效處理不同濃度規(guī)模（至ppm級(jí)）的污水，甚至能挑性地去除有機(jī)污染物，如化學(xué)廢物和藥物等有害物質(zhì)，將其降至ppm規(guī)模。而且該工藝耗能，偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至可以利用太陽能來驅(qū)動(dòng)，處理困頓的飲用水窘境。

濃度廢水的現(xiàn)有處理技能有膜過濾法、電滲析法和電容去離子法等，基本上都?xì)w于動(dòng)力和資源密集型，處理過程需耗費(fèi)很多的動(dòng)力，添加很多的化學(xué)處理劑。

膜過濾法本錢較，且處理濃度廢水的能力有限，而電滲析和電容法因?yàn)槭褂昧藟弘姡菀装l(fā)生副反應(yīng)，產(chǎn)生其他物質(zhì)。這些辦法還有一個(gè)共同缺點(diǎn)就是伴生更難對(duì)付的鹽廢水。

有機(jī)廢水的源頭很多，如印染、化肥、醫(yī)藥、食品加工、有機(jī)化工等職業(yè)都是有機(jī)廢水的輸出戶。有機(jī)物易形成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化，有的甚至含對(duì)生物體有毒的物質(zhì)，假如直接排放，會(huì)形成嚴(yán)重污染。

有機(jī)廢水的特色

有機(jī)物濃度，COD一般在2000mg/L以上，有的甚至達(dá)幾萬甚至幾十萬mg/L；色度，有異味，有些廢水散發(fā)出沖鼻惡臭，給周圍環(huán)境形成不良影響；具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性，工業(yè)發(fā)生的有機(jī)廢水中，酸、堿類眾多，往往具有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性。

不易生物降解有機(jī)廢水中所含的有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)，難以降解。含有毒性物質(zhì)廢水中有機(jī)物以芳香族化合物和雜環(huán)化合物居多，含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機(jī)物，廢水生化性差，且對(duì)微生物有毒性，難以用一般的生化辦法處理口腔科污水處理設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)廠家。

傳統(tǒng)處理工藝

物理法如萃取、吸附、膜過濾、濃縮等，可以作為有機(jī)污水的預(yù)處理手段，如收回廢水中的有用成分，或?qū)σ恍╇y生物降解物進(jìn)行處理，提可生化性。

物理法一般不獨(dú)自作為污水的處理工藝，需求與其他辦法配合使用，且萃取劑、吸附劑以及過濾膜等都需求周期性生，投入較。

化學(xué)法如焚燒法、催化氧化法、電化學(xué)氧化法等。焚燒法適用于處理濃度有機(jī)廢水，需求使用燃料油、煤等助燃劑，將有機(jī)廢水獨(dú)自或者和其他廢物混合燃燒，可以一步將有害廢水中有機(jī)物完轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。

但設(shè)備出資，處理本錢，除某些特殊廢水(如醫(yī)院廢水)以外難以用。

催化氧化法需求很多投加氧化劑和催化劑，對(duì)廢水的酸堿度、污染物種類等都有一定要求。電化學(xué)氧化法針對(duì)某些有機(jī)污染物處理效果很，但這種工藝耗電量驚人，且廢水中的有機(jī)物在壓下有可能發(fā)生副反應(yīng)，發(fā)生多種有害或難處理物質(zhì)。

生物法生物處理是當(dāng)時(shí)廢水凈化的要工藝，是使用微生物的代謝效果來分化、轉(zhuǎn)化水體中的有毒有害物質(zhì)的生物，降解效果的場(chǎng)所要是含微生物的活性污泥、生物膜及其相應(yīng)的反應(yīng)器。

應(yīng)用景

該系統(tǒng)可用于環(huán)境修復(fù)，有毒有機(jī)化學(xué)清除或化工廠、制藥廠等回收附加值產(chǎn)品，它們都是依據(jù)相同的原理：從復(fù)雜的多離子系統(tǒng)中抽提少數(shù)離子。

該系統(tǒng)盡管具有很的擇性，但在實(shí)踐中，可能會(huì)設(shè)計(jì)成多段處理，順序處理各種化合物，這要取決于具體的應(yīng)用。

另一名研究成員Su說：“對(duì)于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，面臨著染料以及其他化學(xué)品生產(chǎn)造成的飲水問題，這種效、使用電的凈化系統(tǒng)可以在偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村用太陽能來驅(qū)動(dòng)。”

因在水處理可持續(xù)發(fā)展上的貢獻(xiàn)，該研究團(tuán)隊(duì)已斬獲榮譽(yù)，包括J-WAFS Solutions獎(jiǎng)金和馬薩諸塞州清潔能源催化劑競(jìng)賽獎(jiǎng)金，并且他們還是去年麻省理工學(xué)院水利創(chuàng)獎(jiǎng)的獲得者。

研究人員已對(duì)該申請(qǐng)了工藝的專li。此刻，他們正努力在實(shí)驗(yàn)室放其原型設(shè)備，并進(jìn)一步提化學(xué)性。

以色列研究所機(jī)械工程助理教授Matthew Suss評(píng)價(jià)說，這項(xiàng)意義非常，它將電化學(xué)系統(tǒng)的功能從非擇性擴(kuò)展到了度擇性，并利用這一特點(diǎn)去除關(guān)鍵污染物口腔科污水處理設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)廠家。

“與許多興的水凈化一樣，它仍然須在現(xiàn)實(shí)條件下進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)試，以檢查其耐久性。然而，鑒于系統(tǒng)原型已經(jīng)完成了500次的循環(huán)，該走向?qū)嶋H應(yīng)用指日可待。”

伊利諾伊學(xué)機(jī)械科學(xué)和工程教授Kyle Smith也非常認(rèn)同他們的研究方法，但表示該仍然面臨的一個(gè)重挑戰(zhàn)，就是如何工業(yè)化放。