项目名称：纳米金属氧化物的功能化及颗粒化构建、电化学技术及工程应用

项目负责人：吕建波

项目简介：水中的有毒有害重金属或类金属污染物（砷、磷、铬等）一般以离子态形式存在，可通过混凝、沉淀等常规水处理工艺进行初步去除，但难以满足日益严格的水质标准要求，吸附技术是去除此类污染物的有效方法，常用于水与废水深度处理。吸附材料是吸附技术的研发核心，纳米金属氧化物因具有比表面积大、富含活性位点和量子尺寸效应等优点，被研究人员广泛关注。但纳米金属氧化物用于实际水处理工程时仍面临诸多技术瓶颈，例如：针对水中污染物的复杂形态，如何构建高效吸附剂、如何实现分离和循环利用等。总体而言，目前水处理纳米技术的研究多数仍停留在实验室小试水平，工程化应用报道仍然较少。基于此，烟台大学土木工程学院吕建波教授团队多年来在纳米金属氧化物的功能化及颗粒化构建、电化学技术等方向开展了一系列的创新性研究和工程技术应用工作。针对水中不同形态的砷、磷、铬等污染物，有效调控吸附材料组分、结构，基于氧化-吸附、吸附-还原等界面反应机制，进行吸附材料多功能性构建，在金属复合氧化物吸附除砷、除铬和金属复合氧化物吸附除磷控藻的基础研究和工程应用方面取得了重要成果。

主要创新点：建立了基于界面氧化-吸附功能的金属复合氧化物除砷技术及界面还原-吸附功能的金属复合氧化物除铬技术，构建了颗粒化金属氧化物吸附材料的宏量制备方法，为有效控制富营养化，基于除磷控藻原理，针对水中的多种藻类有效态磷（正磷酸盐、有机态磷酸盐等），创建了有效态磷高效去除的新生态金属氧化物吸附技术、铁基氧化物吸附-共沉淀技术，构建了可定时定量控制的规模化吸附剂的原位制备投加系统，解决了金属氧化物吸附剂难以工程化应用的问题。开发了电絮凝组合工艺技术及其装备，建立了电极调控电絮凝净水技术原理，实现了电絮凝过程优势物种形态调控和节能减污降碳的协同作用。

客观评价：构建了用于吸附除磷控藻的吸附剂定向沉淀吸附反应池，完成了处理水量300m3/d的高效除磷控藻示范区工程建设，并于藻类高发期，在示范区进行了为期一年多的技术应用中试研究，吸附除磷控藻效果有效得到验证，所开发的吸附技术可用于藻类易发期的高效除磷控藻；设计发明了30m3/d的电絮凝组合工艺技术装备，并获授权发明专利，用于某制药废水生化处理出水的深度净化，有效实现水回用和节能减排。出版学术专著一部，申报国家专利五项，获省部级科技奖励一项。