黑臭水體治理新技術——“納米多功能混凝劑的作用機理研究與應用”
信息時間：2025-04-09
中國科學院生態環境研究中心、山東大學、重慶大學、浙江大學、北京師范大學、北京環球中科水務科技有限公司、中建環能科技股份有限公司聯合研發的“納米多功能混凝劑的作用機理研究與應用”于2025年2月28日通過了住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心組織的科技成果評估。
簡要技術介紹：
納米多功能混凝劑的作用機理研究與應用針對傳統混凝工藝面對日益復雜的水體污染物種類和成分時難以高效去除污染物的問題，在混凝劑水解形態轉化機制、混凝劑優勢形態識別與分離方法、污染物優化混凝去除工藝等方面開展了一系列研究工作。該項目提出了混凝劑優勢形態的合成分離純化新方法，優化了混凝理論體系，研發了適用于飲用水、污水和工業廢水的高正電荷納米Al13、無機-有機復合高分子絮凝劑（HPAC）、聚合鋁鐵除磷劑等復合多功能高效納米混凝劑及其工業化生產工藝，構建了基于多功能混凝劑的優化混凝-深度處理耦合水處理工藝體系，并取得了從基礎研究、技術研發到規模化工程應用的系列創新成果。
該項目建立了基于Al-Ferron反應常數K值判據法和ESI-TOF-MS鋁譜解析的混凝形態表征方法體系，闡明了無機高分子混凝劑（IPF）在不同反應條件下的形態轉化機制，發現了納米Al13“靜電簇”的混凝作用機理，構建了鋁團簇形態混凝定量計算方法。
該項目基于納米羥基鋁混凝劑形態分布與轉化規律，開發了鋁系混凝劑優勢形態（Al13/Al30）高效分離提純技術和高Al13含量的納米混凝劑工業化生產工藝，實現成果的產業化落地。在此基礎上，進一步開發了高效多功能納米混凝劑系列產品，適用于不同水處理工藝需求。
該項目構建的基于多功能混凝劑的優化混凝-深度處理耦合水處理工藝，包括基于混凝劑形態優化的絮體定向調控與強化超濾集成工藝，以及磁種誘導-磁分離強化的磁混凝工藝，可提升混凝技術在天然有機質強化去除、污水深度除磷、工業廢水污染物凈化等方面處理效能。
該項目成果支撐國內建立了12個高效多功能納米混凝劑的生產基地；所研發的產品與技術成功應用于145個水處理項目，工程效果良好。
專家評議：
1、該項目開展了納米多功能混凝劑的混凝機理和產業化應用研究，主要創新成果如下：
（1）建立了混凝形態表征方法體系，闡明了無機高分子混凝劑（IPF）在不同反應條件下的形態轉化機制，揭示了納米Al13“靜電簇”的混凝作用機理，構建了鋁團簇形態混凝定量計算方法。
（2）基于納米羥基鋁混凝劑形態分布與轉化規律，發明了高含量Al13納米混凝劑的工業化生產工藝；并根據不同水質處理需求，開發了高效多功能納米混凝劑系列產品。
（3）構建了基于多功能混凝劑的優化混凝-深度處理耦合工藝，實現了微污染水/生活污水/工業廢水中的有機污染物、磷等的高效去除。
2. 基于該成果在國內建立了12個生產基地，并在28個省市145個水處理項目成功應用，社會、經濟和環境效益顯著。
