《河北科技大学在环保领域里的研发方向和技术特点介绍》(转载文章)
河北科技大学在环保领域的研发方向和技术特点紧密结合国家战略与地方产业需求,形成了以工业污染治理为核心、多技术协同创新为特色的研究体系。以下是其核心方向与技术特点的详细分析:
一、研发方向
1.工业废水高效处理技术
·制药与化工废水治理:针对高浓度、难降解的制药废水(如抗生素生产废水),开发了“热水解预处理+菌渣/污泥联合厌氧消化”工艺,实现菌渣无害化与资源化,沼气产量达400 m³/吨干物质,减量率60% 。该技术已应用于日处理350吨菌渣的示范工程,获河北省科技进步二等奖。
·高级氧化与生物增效技术:通过臭氧氧化、光催化等高级氧化技术破解难降解有机物,结合耐盐菌株(如Mangrovibacter yixingensis T3)实现高盐废水COD降解率89%以上
·农村污水生态处理:研发庭院式与村落集中式处理装备,结合人工湿地技术降低农村污水治理成本 。
2.大气污染控制与VOCs治理
·生物净化与催化氧化:针对化工制药行业废气,开发高效生物净化装置与催化氧化技术,结合绿色吸收剂(如离子液体)实现VOCs高效去除 。
·微波-UV协同技术:利用变频微波与紫外线联用催化燃烧装置,对有机废气进行热脱附与消解,提升处理效率并减少二次污染 。例如,微波热脱附装置可研究不同谐振腔构型对污染物处理效果的影响 。
·恶臭气体治理:通过生物除臭菌群筛选与反应器优化,降低工业区恶臭气体浓度,相关成果应用于石家庄循环化工基地 。
3.固废资源化与清洁生产
·工业固废绿色转化:开发煤矸石、工矿废渣制备功能性建材技术,实现固废高值化利用 。
·生物质能源开发:研制“生物质高效洁净燃烧炉”,将秸秆、薪柴加工为块状燃料,燃烧效率提升30%,减少焦油与黑烟排放,已推广3万余台 。
·抗生素菌渣综合利用:通过热解气化技术将菌渣转化为有机肥或能源,解决抗生素残留问题 。
4.环境监测与智能装备研发
·生物传感器与在线监测:开发碳量子点荧光探针检测重金属离子(如Co²⁺检出限低至0.02 nmol/L),并集成于在线监测设备中 。
·微波加热评价技术:基于密度泛函理论分析电磁波对有机污染物的共振断键作用,优化微波处理工艺 。
·智能水务系统:结合大数据与CFD模拟技术优化水处理工艺,提升能效与稳定性 。
二、技术特点
1.生物技术与绿色催化深度融合
·依托河北省污染防治生物技术重点实验室,将微生物降解(如特定功能菌群筛选)与绿色催化(如离子液体、非晶态合金催化)结合,提升污染物处理效率并减少化学药剂用量 。例如,碳量子点表面修饰技术增强其催化活性,实现纤维素高效转化为糠醛 。
2.多技术联用与装备集成创新
注重微波、紫外线、热力场等多物理场协同,开发微波-UV联用催化燃烧装置、变频微波热脱附设备等,解决传统技术能耗高、效率低的问题 。
·专利技术如“流动电极去离子装置”通过导流板与离子交换膜设计,避免电解液流动死区,提升去离子效率 。
3.跨学科交叉与产业转化导向
·环境科学与材料、化学、能源学科交叉,研发碳量子点复合材料(如氧化碳量子点/海泡石)用于废水处理,兼具高效催化与低二次污染特性 。
·通过校企合作(如河北华药环保研究所)推动技术产业化,近三年授权环保专利308项,20项实现规模化应用 。
4.区域需求导向与政策响应
· 聚焦京津冀及河北省重点产业(如制药、钢铁),研发技术直接服务本地企业(如石家庄循环化工基地、邢台金沙河面业) 。
·响应“双碳”目标,开发余热回收与生物质能源技术,助力区域能源结构优化 。
三、典型案例
1.制药废水处理:与华北制药合作的热水解-厌氧消化技术,年处理菌渣12万吨,减排二氧化碳5万吨 。
2.农村生物质燃烧炉推广:在河北、吉林应用3万余台,单台年节约燃料费用600元,环境效益显著 。
3.微波处理VOCs示范工程:在石家庄某化工厂安装微波催化燃烧装置,VOCs去除率达95%以上 。
河北科技大学通过“基础研究-技术开发-工程应用”全链条创新,形成了以工业污染治理为核心、绿色低碳为导向的环保技术体系,为京津冀及全国环保产业升级提供了重要支撑。