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

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。

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。

项目简介： 现代工业高速发展的同时也对环境造成了污染，重金属对水体的 污染极大程度地损害了农、林、牧、渔等产业的发展，同时也对人民 的健康和生命造成威胁。因此有必要对被重金属污染的水体进行综合 性治理。 本项目提出联合使用聚合物絮凝剂和螯合树脂（包括螯合纤维） 对水中重金属的去除提出治理方案。1．使用天然壳聚糖作絮凝剂对重金属污水进行预处理 2．使用氨基膦酸螯合树脂对预处理后等重金属超标废水精制可 达到国家排放标准 3．使用辐照接枝制备功能化离子交换纤维实现对重金属废水的 处理 综合使用壳聚糖、氨基磷酸树脂、接枝纤维可以使重金属污水的 处理技术提升一个新的台阶。在实现重金属废水治理的同时建立环保 产业链。一方面利用甲壳素原料方面的优势，建立生产壳聚糖的工厂。 另一方面扩大氨基磷酸树脂的产量和使用范围。此外还可以解决辐照 站资源浪费问题。达到一举多得的目的。

现代工业高速发展的同时也对环境造成了污染，重金属对水体的污染极大程度地损害了农、林、牧、渔等产业的发展，同时也对人民的健康和生命造成威胁。因此有必要对被重金属污染的水体进行综合性治理。 本项目提出联合使用聚合物絮凝剂和螯合树脂（包括螯合纤维）对水中重金属的去除提出治理方案。1．使用天然壳聚糖作絮凝剂对重金属污水进行预处理 甲壳素可从虾蟹壳中提取获得，是可再生资源。甲壳素在地球上的含量仅次于纤维素年产量约在1010ｔ～1011

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

利用农业生态工程技术，实现重金属污染农田土壤的安全和高 效利用，工矿污染区土壤重金属等污染物的生态阻断，降低和消除重金属的环 境毒害效应。我国重金属污染面积占耕地面积 20%以上，工矿企业场地污染严重。 随着经济发展和社会环境意识不断提高，污染治理和土壤保护工作将日益受到 各级政府和广大人民群众的重视，重金属污染土壤生态工程治理技术（绿色原 位修复）将具有广阔的应用前景。 技术特点与优势：重金属污染物年度年均下降 5%以上；土壤质量和生产潜 力得到恢复；生产效益（产值）比治理前提高 15%以上。绿色技术，治理与利用 同步，阻断污染危害，保持和提高土壤生产效率。 

成果重点研究了污染土壤修复功能材料的高效性、配伍性、稳定性和实用性等问题。针对As、Sb污染土壤，以白炭黑为基体，开发了生物型铁基材料，其作用机制主要包括：表面络合、静电吸附、配体交换、氧化还原；针对Pb、Cu、Zn、Cd复合污染土壤，以高岭土/白炭黑为基体，开发了生物型硫化零价铁材料，其作用机制主要包括：离子交换、吸附、沉淀、矿化、表面络合；针对As、Sb、Zn、Ni、Cu复合污染土壤，以赤泥为基体，开发了含磷型修复材料，其作用机制主要包括：离子交换、吸附、表面络合；针对Pb、Cu、Zn、Cd复合污染贫瘠土壤，以硼砂为原料，开发了含硼型修复材料，其作用机制主要包括：离子交换、吸附、表面鳌合；针对多金属（Cd、Pb、Cu、Zn、Sb、As等）复合污染土壤，以白炭黑为载体，以配位、螯合、矿化沉淀、静电吸引等作用机制为导向，通过多种配方的优化组合，已开发出适用不同污染行为的稳定化材料。 目前已完成污染土壤修复示范基地2个。对东安县金江流域锑矿区周边锑、砷污染土壤采用生物性白炭黑材料和硫酸盐还原菌协同稳定化修复后，锑的稳定化率达到53.13%-92.03%，砷的稳定化率达到52.36%-70.9%；对水口山铅锌煤矿区周边多金属复合污染土壤采用含硼型白炭黑材料和红麻联合修复后，土壤中重金属含量分别降低为：Cd，75.46%、Pb，60.54%、Cu，57%、Zn，59.29%、As，44.57%，Sb，21.12%。 成果研制的稳定化材料具有高效的重金属稳定化效果，且能够显著提升农作物产量和抗逆性能；同时白炭黑材料施入土壤可以增加土壤活性硅含量、改善土壤团粒结构、增强土壤通透性、提高土壤水肥涵养能力等。

项目所在公司为天津华清环宇环保科技有限公司，公司为一家综合型环保企业，公司目前与中国华冶科工集团以及天津大学签署三方战略合作协议，搭建产学研基地从而实现产学研市场转化，可以帮助KGMB材料更好的推向市场。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 天津华清环宇环保科技有限公司 企业法人 史全滨 注册时间 2015.12.28 注册所在省市 天津 组织机构代码 91120118MA07863298 经营范围 水处理技术咨询、废水设计施工、污水处理设备制造、安装调试及污水处理厂专业化运营（EPC、BOT、PPP）; 大气治理技术研发与技术服务、产品设备制造及安装调试； KGMB吸附材料研发生产； 电子废弃物回收再利用； 粉煤灰固体资源化再生。 企业地址 天津市津南区咸水沽镇海棠众创大街中科国际科创园B座底商3-203 获投资情况 无 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 史全滨 环境科学与工程学院 2013.9/- 张媛 环境科学与工程学院 2017.09/2020.1 田婧 环境科学与工程学院 2017.09/2020.01 苏红 环境科学与工程学院 2018.09/2021.01 刘思彤 环境科学与工程学院 2019.09/2022.01 张盛世 机械学院 2018.09/2021.03 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 刘洪波 环境科学与工程学院 党委书记 城市水环境系统优化、环境技术评估评价、环境规划管理、水处理吸附材料 五、项目简介 目前工业废水中的重金属污染问题非常严峻，而市场上的主流吸附材料是以活性炭为主，但是活性炭暴露出了诸多的问题，比如吸附效率低，通常只有70%,容易产生二次污染，不可以循环使用，针对于这些痛点问题，我们公司研发生产了KGMB吸附材料，可以完全替代目前市场上的活性炭材料。 KGMB材料相比于传统的吸附材料具有诸多优势： （1）原料来源广泛，经济实惠，节约成本，绿色环保； （2）吸附效果较其他类型吸附材料更好，更高效，有更好的市场； （3）表面改性后可去除特定污染物、以及难以处理的重金属等； （4）可再生循环，使资源最大化利用； （5）对重金属离子的吸附量可以优化条件得到提升。 项目所在公司为天津华清环宇环保科技有限公司，公司为一家综合型环保企业，公司目前与中国华冶科工集团以及天津大学签署三方战略合作协议，搭建产学研基地从而实现产学研市场转化，可以帮助KGMB材料更好的推向市场，同时我公司目前已与天津华冶设计院联合成立天津华冶设计院津南分院，津南分院的成立将使得企业资源平台更加丰富，方便对接各大型企业，深耕KGMB材料的市场空间。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 邓多多 化学化工/化学工程 2018.9/2022.6 201831044104 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王娜 化学化工/制药工程 实验教师/高级实验师 环境功能材料 四、项目简介 聚乙烯亚胺是一种包含伯胺，仲胺和叔胺的部分支链聚合物。本项目根据聚乙烯亚胺和单宁酸的性质，采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与超支化聚乙烯亚胺作为纺丝的前体材料，通过静电纺丝制备纳米级纤维膜，再与戊二醛交联，使纤维膜具有水不溶性，最后与单宁酸接枝。制备出一种新型纤维膜并用于吸附水中Cr(VI)离子。