曾慶福解讀微波無(wú)極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)
今年1月，國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京舉行，由武漢科技學(xué)院副院長(zhǎng)曾慶福教授領(lǐng)銜研究的“紡織印染廢水微波無(wú)極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)”榮獲2009年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，受到黨中央、國(guó)務(wù)院的表彰。記者就項(xiàng)目的有關(guān)情況獨(dú)家采訪(fǎng)了曾慶福教授。
主持人：從１９９９年我在張家港參觀(guān)您研制的第一臺(tái)紫外光催化氧化污水處理裝置算起，您的“紡織印染廢水微波無(wú)極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)”研究成果榮獲2009年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，中間隔了整整10年的時(shí)間。10年中，您在研究工作中取得了哪些創(chuàng)新性的突破？
曾慶福：10年前我們?cè)趶埣腋蹜?yīng)用光化學(xué)原理對(duì)印染廢水進(jìn)行脫色的設(shè)備，在學(xué)術(shù)意義上是一種突破性的嘗試，但那時(shí)的設(shè)備在工程化方面不夠成熟，在其核心技術(shù)——紫外光催化氧化方面尚有許多技術(shù)瓶頸需要克服。比如說(shuō)，一般的紫外線(xiàn)發(fā)光裝置必須有電極，石英玻璃制作的燈管和金屬材料制作的電極膨脹系數(shù)不可能一致，在不斷熱脹冷縮的工作條件下使用壽命很短。
本項(xiàng)目研究歷時(shí)10年，獲4項(xiàng)國(guó)家級(jí)、11項(xiàng)省部級(jí)項(xiàng)目資助，研究經(jīng)費(fèi)達(dá)3000萬(wàn)元。共申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利15項(xiàng)，已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利4項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文62篇，SCI收錄13篇。在10年中，我們圍繞紫外光催化氧化的工程化，完成了微波無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)和微波等離子體協(xié)同無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)。
主持人：是否可以向我們的讀者簡(jiǎn)單介紹一下這兩項(xiàng)核心技術(shù)的內(nèi)容？
曾慶福：微波無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)從微波等離子體發(fā)光原理研究入手，通過(guò)研究大功率、短波長(zhǎng)的微波無(wú)極紫外光源、高效微波無(wú)極紫外光催化劑及微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng)器，解決了光催化氧化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用中的光源功率低、壽命短、光催化劑催化效率低等瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高溫染色廢水在線(xiàn)脫色處理回用及熱能回收。
微波等離子體協(xié)同無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)是通過(guò)研究微波等離子體的氧化作用，F(xiàn)e2＋、Fe3＋、H2O2、O3等的強(qiáng)化Fenton氧化作用，微波等離子體協(xié)同光催化作用，研制開(kāi)發(fā)了微波等離子體強(qiáng)化內(nèi)電解及協(xié)同光催化一體化設(shè)備，提高了廢水處理效率，降低了處理成本，實(shí)現(xiàn)了印染終端廢水的深度處理與回用。
主持人：我知道印染廢水因?yàn)榉N類(lèi)復(fù)雜比較難以處理，您所發(fā)明的技術(shù)能解決各種不同性質(zhì)、不同污染程度的印染廢水治理問(wèn)題嗎？
曾慶福；就像沒(méi)有一種藥可以包治百病，任何一項(xiàng)技術(shù)都有它的特點(diǎn)和適用范圍。微波無(wú)極紫外光催化氧化分質(zhì)處理回用技術(shù)的特點(diǎn)是對(duì)活性、分散等廣泛使用的染料具有明顯脫色作用，對(duì)多種化學(xué)助劑有快速的降解作用，但是在硫化染料、某些COD的降低方面它可能比不過(guò)一些常規(guī)技術(shù)。從整體上來(lái)評(píng)估，這項(xiàng)技術(shù)在廢水治理的各項(xiàng)指標(biāo)上都有效果，這是它的特點(diǎn)之一；另外，它可以實(shí)現(xiàn)高溫廢水快速處理后回用，這樣節(jié)能減排的效果比較明顯。
主持人：整整10年的研究工作，伴隨著連續(xù)不斷的創(chuàng)新和完善，在這個(gè)過(guò)程中，您認(rèn)為自己最大的收獲是什么？您如何評(píng)估這項(xiàng)成果的商業(yè)價(jià)值？
曾慶福：科研工作首先要有基礎(chǔ)理論的突破，其次要有核心技術(shù)的發(fā)明，還有在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中，圍繞核心技術(shù)進(jìn)行跨學(xué)科的集成創(chuàng)新。我們的項(xiàng)目涉及染整技術(shù)、環(huán)境保護(hù)工程、循環(huán)經(jīng)濟(jì)與節(jié)能減排技術(shù)等領(lǐng)域。
本項(xiàng)目系統(tǒng)研究了印染廢水分質(zhì)處理回用技術(shù)，重點(diǎn)研究高溫水洗廢水在線(xiàn)處理及水和熱能的直接回用,同時(shí)研究印染終端廢水生化—物化聯(lián)合處理回用技術(shù)。
我們從微波光化學(xué)基礎(chǔ)研究入手，研制了可工業(yè)化的大功率、短波長(zhǎng)微波無(wú)極紫外光源，研制了固定化鈦系催化劑和均質(zhì)鐵系催化劑，解決了光催化劑在液相體系反應(yīng)中易流失、催化效率低等問(wèn)題；研制了光化學(xué)反應(yīng)器，解決了印染廢水的高效脫色和回用時(shí)的殘余氧化劑問(wèn)題；發(fā)明了印染廢水脫色回用的共性技術(shù) ——微波無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)，在紡織印染行業(yè)實(shí)現(xiàn)了高溫染色水洗等印染工序廢水的分質(zhì)處理回用的工業(yè)化。針對(duì)印染終端廢水，發(fā)明了微波等離子體協(xié)同無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)，水力驅(qū)動(dòng)載體循環(huán)生物處理技術(shù)和無(wú)機(jī)生物填料；并形成了印染終端廢水生化—物化處理新工藝，實(shí)現(xiàn)了印染終端廢水深度處理及部分回用。
談到這項(xiàng)成果的商業(yè)價(jià)值，我認(rèn)為隨著成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力，它將產(chǎn)生難以估計(jì)的巨大財(cái)富，我在這里還想談一談它的社會(huì)公益價(jià)值。紡織印染廢水分質(zhì)處理回用技術(shù)對(duì)紡織印染行業(yè)完成節(jié)能減排20％的整體目標(biāo)提供了一種新的技術(shù)保障，在國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了紡織印染廢水微波無(wú)極紫外光催化氧化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，對(duì)微波光化學(xué)、光化學(xué)合成學(xué)科的發(fā)展可能產(chǎn)生重大影響，對(duì)印染行業(yè)的節(jié)能減排也有巨大的推動(dòng)作用。
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