科创中国
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基于工业及生活废水深度处理的先进纤维膜分离系统开发与应用
发布时间: 2025-02-26
基本信息
合作方式：
作价入股
成果类型：
发明专利,实用新型专利,外观设计,新技术
行业领域：
新材料技术,无机非金属材料
成果介绍
为了实现高质量、高效率的废水处理，新材料新技术在水处理中的应用至关重要。团队前期制备的对悬浮物、有机污染物和金属离子具备良好吸附与去除能力的中空多空纤维、功能性纳米纤维膜、光催化纳米纤维膜和酶催化纳米纤维膜等多种膜材料应用在工业废水的处理方面，已经进行了大量尝试，也取得了丰富的成果。
本成果涉及基于新能源的污水处理材料及技术等方面研究，以中空多孔纤维膜、重金属离子深度处理用电纺纳米纤维超滤膜和光酶耦合复合纤维膜和深度处理污染物机理研究为基础（包括：材料设计与制备、性能测试、机理分析及应用探索等），以材料设计与制备为指导，以应用性能优化为目的，开展涉及纳米材料、纤维结构设计、生物工程、电化学科学等多个领域的学科交叉研究与应用。
具体为基于湿法纺丝中空多孔纤维、电纺纳米纤维和酶光耦合体系的独特结构和性能优势，开发了一种工业及生活废水深度处理的新型先进纤维膜分离系统。该分离膜系统主要主要包含中空纤维过滤水净化系统（组合膜1系统）、功能性复合纳米纤维膜（组合膜2系统）和光酶催化水净化系统（组合膜3系统）三部分，并根据不同行业废水特点（生活废水、市政用水等），对分离膜体系进行合理结构设计。
成果亮点
1：多级模块化分离膜系统结构设计
根据不同处理现状选择合适工艺。针对污染物成分单一，处理浓度高且净化要求低时，可以选择组合膜1系统；针对污染物成分复杂，处理浓度低且净化要求高时，可以选择组合膜2系统；针对污染物成分复杂，处理浓度高且净化要求高时，可以先使用组合膜1系统进行预处理，然后使用组合膜2系统进行净化处理，最后使用组合膜3系统进行深度处理。
2：电纺纳米纤维在实现超滤膜基础上高效去除重金属离子
通过静电纺丝和改性技术制备复合纳米纤维膜，不仅能有效拦截捕获有机污染物，且利用后续的反冲系统解决吸附容量有限和膜污染问题。这种纳米纤维膜具有巨大的比表面积和高活性，特别地，聚丙烯腈中空纤维组成的过滤水净化系统展现了出色的抗污自清洁性能和膜通量恢复率，为污水处理的未来发展提供了新方向。
3：光酶耦合协同催化降解有机污染物
利用光酶膜反应器巧妙地将光催化剂和酶催化剂负载于柔性复合膜上，有效去除分子量小、静电吸附率低的有机污染物。在生物酶和光照的协同作用下，反应器能够降解微量激素、抗生素等新型高危害物质，将其转化为对环境无害的小分子产物，其特点在于使用清洁的光能和生物能作为驱动，实现全绿色水处理
团队介绍
团队所属安徽省先进纤维工程研究中心，现有硕士博士学历研发人员27人，近三年引进人才5人，均具有博士学位。现有教授1人，副教授3人，博士8人。曾获安徽省科学技术奖和科技进步奖等。在科学研究方面，近五年，团队主持国家级、省级项目等10余项，经费300多万元，其中国家基金1项；企业委托横向项目6项，申请发明专利10余项发表学术论文几十篇，其中SCI论文30篇，获得省级科学技术奖和科技进步奖5项。在社会服务方面，团队积极开展社会服务，共享中试生产设备，积极与国内高校、科研机构及企业开展产学研合作，目前已于7家大型企业签订产学研合作，共同推进该领域内人才培养、产品技术开发、成果转化等。
其次，团队汇聚众多顶尖的指导专家，为产品开发和成果转化的顺利推进提供强有力的技术支持和实践经验。包括“国家杰青”、东华大学科研院院长丁彬教授，中国环境科学学会水处理与回用专业委员会常务委员会委员、“国家杰青”穆杨教授、生态纺织教育部重点实验室主任魏取福教授、中科院百人计划罗建泉研究员和中国科协青年托举人才吕鹏飞研究员等近10位国家及省部级人才作为产品开发的技术顾问，共同持续推进产品的后续开发指导工作。
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