含有重金属离子及高 COD 污水治理，一直是污水处理行业面临的难题，其废水治理方法虽然有十几种，相比较而言，吸附法简便、实用，应用最多 ( 约占 90%)，但吸附法在应用中主要受限于材料的吸附效能。具有多孔、大比表面和丰富表面官能团的材料是优异的重金属离子吸附材料，但缺乏同时具备高吸附效能和高性价比的吸附剂。本项目以天然多孔材料为核心，引入阴或阳离子活性官能团，制备了一种具有吸附净化、絮凝分离双重功能的高效污水处理剂，既解决了现有絮凝剂没有吸附净化效能的难题；又解决了传统材料粉尘大且无法絮凝分离的技术瓶颈。具有溶解速度快、使用方便等特点，可与污  水直接搅拌接触，实现水体净化目标，大大简化了污水处理过程中传统絮凝剂的溶解、添加过程。特别  适用于不具备安装大型溶解装置的施工现场、已有污水处理体系改造或提标等污水处理工程等应用领域。

在十月召开的十七届五中全会上，党中央多次强调了：“建设资源节约型、环境友好型社会；发展循环经济，加大环境保护力度，加强生态保护体系建设，增强可持续发展能力。”这说明，当前我国环境治理工作的重要。发展循环经济，除了资源节约，更重要的是环境友好，因为这涉及到子孙后代的健康和国民身体素质的优劣。随着我国经济的快速发展，环境的污染越加严重，特别是有毒重金属的污染不仅蔓延到江河湖泊地下水，也已渗入到植物、动物，因此通过食物、药物已影响到国民的健康及生命。有毒重金属污染的治理较为理想的方法是：即可去除污染的重金属，使污染的水达标排放；又可将重金属资源循环再利用；其三，用以处理重金属的材料也可循环多次使用，从而达到“三循环”，实现最大资源化。本成果可根据具体污染源，设计专一性的重金属离子吸附材料，该材料可高效专一性吸附所涉重金属离子，使污染水质达标排放后，所吸附的重金属离子可选择性解吸附使重金属离子资源回收再用，而所用吸附材料也可再生重复使用。应用领域: 废水中重金属离子的吸附与回收利用

成果介绍重金属离子污染是影响人类生命健康及社会可持续发展的重大问题之一。方便、快捷低成本的重金属离子检测方法及装置的研发仍然是分析化学及仪器分析领域的研究热点之一。近年来开发的低成本纸基微流控芯片逐渐引起了科学家的广泛关注，如何将纸基微流控芯片负载荧光染料后用于高通量筛查水质中的重金属离子，并且可以方便快捷的分析检测结果仍然是一大难题。基于上述挑战，本项目拟研制基于纸基微流控芯片重金属离子检测集成装置，并建立相关分析方法及分析标准曲线。在检测的过程中纸基微流控芯片可以显示不同强度的荧光和颜色，然后利用智能手机通过集成装置捕获光学信号，最后通过建立的分析曲线快速分析样品中重金属离子的含量。从而实现重金属离子高通量快速筛查与定量分析。技术创新点及参数本项目的技术优势在于使用纸基微流控芯片成本较低；负载荧光染料后分析快捷方便无需样品预处理；荧光染料荧光强度及颜色变化明显灵敏度高；使用微型集成装置及智能手机捕获光学信号可现场快速分析检测；集成装置可通过3D打印制作费用较低；检测过程无需大型仪器操作简单能耗低等。现场快速检测是野外水质重金属离子污染检测的需求之一，利用研发的集成装置搭载微型电源即可完成野外现场的快速检测，通过预先建立的分析标准曲线可定量检测水体中的重金属离子含量。另外如果开发分析软件，建立手机内部的分析应用程序即可完成用手机获取光学信号后直观方便的读出分析数据，可以快速方便的分析较大的样品量。市场前景目前重金属离子检测主要依赖大型仪器分析，存在样品预处理繁琐、分析仪器操作复杂、检测时间长和无法现场检测等缺点。本项目研发的基于纸基微流控芯片重金属离子检测集成装置可弥补上述缺点。实现方便、快捷、低能耗、低成本的高通量快速分析检测的目标，并可实现产业化和应用。这一装置将为野外的水质重金属离子污染检测提供方便快捷的检测策略。

项目简介 本技术被用于处理含有 100mg/L 痕量过渡金属离子中性或弱酸性水体，每体积处理剂可

基于以废治废的环保理念，利用农业废弃物黄豆粕（大豆炼油后的副产品）制备廉价高效的改性   黄豆粕吸附剂，用于去除废水中的重金属铜，去除率高达   95.68%。改性黄豆粕吸附剂的开发，第一符合循环经济的理念，实现了黄豆粕的资源化利用；第二解决了环境污染问题，变废为宝，达到以废（废 弃物） 治废（废水）的效果。

本课题组研究开发的新型高聚物材料能特异性吸附多种工业废水中的重金属离子，如：铬、锌、铅、铜、镍等，并可通过改变流动相将吸附的重金属离子洗脱回收。实现了重金属离子污染废水的净化处理，并可以使重金属离子得到回收再利用。  特点：对农药残留的吸附回收，即使废水能达标排放，同时，吸附回收的农药又提高了企业产品的得率。  该类型吸附材料化学稳定性好，粒径均匀，吸附效率高。如：有毒重金属离子铬，工业废水经过该材料的吸附，富集的铬离子浓度提高了6倍，吸附材料可重复使用十次。  应用领域：使重金属污染废水得到纯化，并特异性吸附重金属离子，将其回收再利用；农药草甘磷的吸附回收等。该技术在国内处于领先。  投资规模：需根据废水或污泥的日处理量确定，主要设备包括：层析柱、在线检测器

重金属污染事故频发，使其成为全社会持续高度关注的环境热点问题之一。吸附法具有投资少、操作简单、选择性好、不产生二次污染等优点，是中低浓度重金属废水处理的常用方法。但在高盐废水中，吸附过程往往受到共存干扰离子的影响，传统吸附剂的吸附容量较低。针对这一矛盾，本论文开展磷酸氢锡系列无机新型高效吸附材料的开发和应用研究。关于磷酸氢锡吸附特性及机理研究，目前开展的很少。关于磷酸氢锡的固定化理论及应用等方面的研究也未见报道。 本论文以模拟水热合成法和液相沉淀法分别合成得到晶体磷酸氢锡、无定形磷酸氢锡，采用平衡吸附法分别研究了单离子、双离子和三离子体系中对水溶液中Pb(II)、Cu(II)和Zn(II)的吸附性能，考察了高盐介质对吸附性能的影响，综合运用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TG、比表面积和孔隙率测定、电位滴定等技术手段研究了两种材料的结构和表面化学特征，揭示了磷酸氢锡材料吸附重金属离子的机理。另分别采用三种主要成分均为SiO_2的材料负载无定形磷酸氢锡，考察了这些固定化材料在模拟海水中的吸附性能。

利于镣基层状双氢氧化物LDH纳米材料比表面积大、层间阴离子可以交换的 特点，先后研发了 NiFe系、NiCo系、CoFe系LDH吸附剂，实现了对有机染料 亚甲基橙色M0、重金属离子Cr6+、As3+的吸附

目前重金属及含砷废水的处理是世界性难题，缺乏有效的处理技术，尽管生物法、电解法、混凝、吸附、反渗透技术等能达到一定的处理效果，但存在处理成本过高、能耗大 、操作困难、易产生二次污染的问题，难以被企业接受。本项目针对混合重金属废水处理成本高、出水难达标的难题，基于纳米铁(nZVI)的核壳结构理论，合成一种经济高效、协同去除废水中多种金属的高活性铁基材料，即结构态羟基活性亚铁（SRF），具有大于传统材料10000倍以上的比表面积和界面反应活性，它具有纳米铁的反应活性，但是克服了纳米铁昂贵的成本，对废水中的重金属离子具有高效网捕功能。但避免了表面钝化、团聚带来的nZVI活性降低、颗粒增大、反应效率低的问题。SRF是无毒、无害、无污染的绿色试剂，通过吸附、还原、共沉淀的方法去同步除水中的重金属离子和砷，而且适用pH范围广，产泥量少，成本低。能广泛适用于各类重金属工业废水处理（如冶金、电镀、化工、电路板、皮革等行业产生的重金属废水），并有利于实现金属资源化利用，具有较好的市场前景。 课题组相继承担国家级项目（863计划项目3项、国家自然科学基金2项、国家科技支撑计划2项）和省部级项目（上海市、教育部、江苏省）二十余项，并获得上海市技术发明一等奖一项，上海市技术发明二等奖一项，中国国际工业博览会创新奖一项。目前拥有难降解工业废水处理处理及相关领域发明专利十多项。课题组目前主要研究难降解工业废水深度处理相关课题，在金属废水处理方面，已承担自然科学基金项目“纳米铁壳层物种反应活性及原位矿物转化同步除砷机制”。 市场前景： 近年来我国经济快速发展，工业布局、产业结构没有明显改善，工业生产工艺、污染治理水平没有有效提高，全国涉重金属重点行业产能产量持续增加，重金属污染物排放量（铅除外）仍在增加，一些污染物排放量增幅还很大（汞增幅为26％）。我国重金属污染较为严重，主要体现在以下两个方面：一是重金属污染物产生和排放量大，根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国废水中铅、汞、镉、铬、砷等五种重金属产生量为2.54万吨，排放量近900（897.3）吨。大气中上述五种重金属污染物排放量约9500吨。列入国家危险废物名录中含上述五种重金属的危险废物产生量为1690万吨。再一个是重金属污染的危害是影响较为突出，重金属土壤污染会导致农作物中重金属超标，从而影响人体健康；一些地方由于重金属的大气污染或水污染导致人体健康受到损害或威胁，对群众健康造成了严重威胁。据统计，在2011年1到8月，全国发生了11起重金属污染事件，对周边生态环境的影响范围之广、对民众生命健康的危害之大，引发了社会的高度关注。 环境污染事故的发生也多为工业污水事故，为了有效地改善水质，中国每年用于水资源保护项目的资金近千亿元。传统的水处理工艺很难满足水处理方面的要求，新兴的污水深度处理技术在价格与处理效率上存在一定的缺陷，开发成熟廉价的污水处理技术及其配套产业设备等具有广阔的商业市场。目前市场上存在多种应用于工业金属废水处理的技术手段，深度处理技术种类多，没有形成一种主导的技术手段，所以废水深度处理领域具有强大的竞争优势。而且，重金属废水处理系统工艺复杂，运营成本高，废水中重金属含量超标，不能达标排放，排到环境中污染土壤和水源，有价值的金属白白流失，难以回收，废水处理产生的重金属污泥成为危险废弃物，处置要求严格花费高。因此，开发技术成熟、成本低廉的金属废水处理技术具有广阔的应用市场，且市场需求大，进驻门槛低。本项目研发的多羟基亚铁材料技术，具有技术成熟，投资、运行成本低等优势，高效处理重金属以及含砷废水，广泛适用于各类重金属工业废水处理，回收重金属，实现循环经济与清洁生产，在重金属废水深度处理领域具有强大的竞争优势。