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成果 | 广东省科学院科技成果——节能环保领域

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一种铅离子可视化检测方法

铅离子是环境、食品、土壤中常见的污染源,具有很强的致癌性。目前市场上铅离子检测手段存在检测灵敏度低,成本较高,难以现场快速检测等缺点。我们开发一种基于以G四聚体为信号报告分子,结合Exo III工具酶介导的信号扩增,实现了铅离子的可视化高灵敏检测,具有操作简单,响应迅速等优点。该检测方法具有很好的特异性与灵敏度。可检测10 pM的铅离子,低于EPA规定的饮用水中最大允许量72 nM的标准。



环境雌激素快速检测新方法

环境雌激素(17b-雌二醇)被认为是作用最强烈、最具潜在影响的一类内分泌干扰物,广泛存在于河流、土壤、大气以及农产品中。它主要来源于杀虫剂、废气、食品添加剂、人畜排泄物及生活污水,即使在极低的浓度下也会对生物体产生明显的影响,其含量水平与前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、子宫癌以及男性生殖障碍具有显著相关性。传统的17β-雌二醇检测方法主要有高效液相色谱法、气质联用法、液质联用法等,这些方法需要繁琐的样品前处理和昂贵的仪器,检测成本高、费时耗力,需要经验丰富的操作人员,而且难以实现大批量样本的现场快速分析。我们以核酸适体为分子识别元件,结合G四聚体构建了一种环境雌激素可视化快速检测技术。可检测到0.1 pM的物质浓度,具有操作简单、成本低廉等优点。



电镀废水重金属离子高效捕集回收材料与系统

目前我国电镀厂家多达三万家,多数是中小型企业,每年排放的电镀废水约40亿立方米,大多数中小企业未达到国家规定的排放标准排放,给环境造成严重污染。吸附法是电镀废水深度处理的常用方法,不仅能回收贵金属,经处理后的水还能用作电镀液补充水或清洁水。

    本项目的技术特点和创新点:本系统采用全自动化控制系统,由一系列针对特定电镀废水重金属离子吸附力强的吸附材料与经特定优化设计的吸附柱和管线组成,能够吸附和脱附同时进行,废水处理效率和回用率高,工厂自动化和一体化程度高,可全程在线监测及吸附饱和预警,基本实现零排放。

    创新点在于电镀废水重金属离子的回收利用及水资源闭环综合处理。高浓度重金属的脱附液经浓缩后可作为电镀液补充利用,经吸附柱后流出的清水pH中性,可用作洗件用水。

    本项目的技术先进性在于吸附系统的全自动化设计和一系列关键吸附材料的设计制备,这一系列吸附材料是根据电镀废水的种类和特性进行设计,具有选择性和针对性,吸附容量大的特点,而且对低浓度重金属离子吸附能力强,可以解决离子交换树脂难以奏效的六价铬的有效去除,可将电镀废水出口浓度降低至ppb级。

    应用领域:电镀工业、矿山开采、金属冶炼等含重金属离子的废水治理。



高效增值多功能生态调控剂系列产品及应用技术

利用生物活性物质、种植养殖及石化废弃物、海洋生物、特种矿砂、制糖副产物及功能微生物等资源,采用定向物性活化、梯度发酵、分级造粒、缓释控失等技术,结合不同区域、不同时期、不同作物的养分需求规律、病虫发生特点,研发出高效增值多功能生态调控剂系列产品及靶向使用技术,在提高病虫防治效果的同时,提高养分吸收转化率、改善作物根际土壤微生态、改善农田生态和作物品质。实现有害生物持续控制、耕地永续利用、作物持续高产,农药化肥减量增效。



矿物油农药基础油产业化

矿物油农药是一种无公害农药,高效,低毒无污染,是高毒农药重要替代品,,目前国内没有自主生产产品面市,广东省生物资源应用研究所和中国石化茂名分公司合作经过10多年努力,实现了高标准矿物油农药基础油产业化生产。基础油可以供应国内农药生产厂家,也可以出口国外。

投资要求:了解农药产业,有一定国外市场经验。



现代工业循环冷却水处理技术

本技术利用自主研发的无磷多功能水处理剂,针对复杂水质条件和不同的循环冷却水系统工况,制定经济高效的循环冷却水处理技术应用方案,有针对性的一次性解决循环冷却水系统存在的腐蚀、结垢和微生物问题,保证设备安全、经济、连续运行。在解决上述三大问题的同时,满足节水、节能、节省药剂用量的要求。项目处理技术不会改变水质,不会引起二次污染,实现了节水减排和清洁生产。



高浓度有机废水处理技术

中温厌氧+多级生化氧化处理技术是利用多级可控繁衍的微生物群进行污水处理,处理过程仅产生难以计量的微量污泥;设备简单,投资少,占地面积小;正常使用时,微生物系统终身免维护;是完全生态化的环保污水处理技术。其优势之处在于抗污染负荷能力强,最高可直接生化处理COD 在10000 mg/L左右(或BOD 在5000 mg/L 左右)的污水;低碳源要求,在COD/BOD 比值大于50 的情况下,仍然能够正常运行;无化学添加剂,不会形成二次污染。国内目前的高浓度有机废水广泛分布在化工、煤化工、养殖、垃圾渗滤等,属于难处理、运营成本高、处理效果差、产泥量大的废水处理难题。

此项技术针对如印染废水、养殖废水等难处理的高浓度有机废水的特点及现有工艺的缺点,通过前期的实验室试验和对部分高浓度有机废水的小试,发现本成套技术可显著提升生化系统降解有机物、氨氮等污染物的效率,系统出水水质指标大大低于排放标准,同时厌氧反应过程中产生大量沼气,可用于发电,降低废水处理成本,市场前景非常可观,符合政策中大力推动的精神。



高效序批式中恒温厌氧处理技术

针对传统有机固废处理技术存在的占地面积大、渗滤液处理难度大、存在二次污染、处理成本高等问题,根据有机固废含水率高、有机质含量高、易腐败等特点,研发了“高效中温厌氧消化”组合式处理工艺。该工艺通过一定周期的高效厌氧发酵,有机固废中的有机质在厌氧生物的作用下分解成生物质能气体,可有效减少有机固废中可分解、易腐化物质,有效分解硫化氢,可杀死大部分病原菌及有害微生物。剩余沼渣经深度脱水后可用于制作土壤改良剂或其他,实现有机固废低成本处理且达到稳定化、减量化和无害化目的。本技术广泛适用于市政剩余污泥、工业有机污泥、畜禽养殖粪便、厨余等有机固废处理领域。



生态循环农业应用技术

针对多样性的应用需求,研究、提取、富集、筛选、改造、驯化、培养高效优势生物菌属,以有机污染物为营养物质,采用高效低耗生物工艺与装备及生物-物化优化组合集成系统,实现对污染源和废弃物进行无害化、稳定化、减量化、资源化的处理和利用,在土壤修复治理、生物有机肥生产、生物饲料生产、畜禽粪污等农业废弃物资源化利用等形成工程化技术方案,加快先进环保产业发展。



电路板绿色资源化技术集成

针对电子废弃物拆解自动化程度低、污染严重及机械物理法处理废弃线路板分选不彻底、非金属组分铜含量偏高无法资源化等弊端,开发低熔点合金低温脱焊及“粉碎-重力分选-微生物浸出”的集成技术实现废弃电路板基材与各类电子元器件的无害无损拆解、金属铜的高效回收及电路板尾渣的深度纯化。采用本技术处理废弃电路板,30%~50%的电子元件经检测合格后可循环回用,铜回收率达到99.5%以上,非金属尾渣铜含量降低到0.07%以下,可作为填料广泛应用于有机复合材料的制造。本项目于2010年4月先后在清远市丰裕金属企业有限公司、清远市进田企业有限公司获得成功应用,两个企业两年新增产值1000万元以上。

我国目前每年废弃电路板处理量为100万吨以上,年产值可至少增加十亿元以上。本技术消除了手工拆解及非金属残渣对环境的危害,实现废弃线路板的全组分资源化,社会效益显著。对技术原型进行适当的调整,可进一步推广应用于处理其它包覆有金属的有机复合材料、电子废料,如小截面的电线、电缆等,具有显著的经济效益和应用前景。



智能分选技术在资源循环过程的应用

“智能分选技术在资源循环过程的应用”技术是2016年广东省科学院立项的“工业固体废弃物与废水处理及资源化利用创新平台建设”项目研发的主要技术之一。

当前报废电子电气设备的资源化利用已成为全球性的紧迫问题,电子废弃物中的许多材料如金属、塑料都是可以进行二次资源化利用的,如能有效回收并合理利用,既能产生良好的经济效益,又能保护生态环境。

本技术就是针对电子废弃物、废旧塑料进行智能分选,得到各种可循环再利用的产品。主要技术特点是首先将上述废料破碎至一定细度范围,采用基于磁电感应技术的金属分选工艺,将钢铁、有色金属、稀贵金属及其合金材料从混杂料中分选出来,得到金属产品,实现金属和塑料的分离;采用基于近红外光谱技术的材质分选工艺,可从混合料中有效分离不同材质的塑料,得到各种高纯度的塑料产品;采用基于光学传感器技术的色选分离工艺,区分具有不同光学性能的物料,可对不同颜色的塑料、不同颜色的金属实现选别分离。通过上述组合分选,混合物料中的各组分得到有效分离,得到多种纯度高的精选产品,极大限度地回收了资源,提高了产品的价值,丰富了产品的用途,该技术具有很好的市场前景。



城市水体污染高分卫星遥感监测

珠三角地区气候温暖,河道纵横,但工业发达,人口众多,珠三角地区水环境承担了巨大压力。有关环境公报显示,珠三角地区水体存在较大的环境风险,目前的定点监测方法,无法从整体上把握风险的空间差异与时空过程、演变;传统的中分辨率卫星,无法有效监测城市河道和小型水库污染的细节。而采用高分卫星数据模拟来监测珠三角地区河道、水库水环境水质状况有很大的优势,不仅可以达到米级,同时可对地区水域全覆盖,可以更好的为珠三角地区河道、水库管理与保护提供科技支撑与决策依据。

研究通过珠三角地区河道水体叶绿素、悬浮物、氮氨、总氮等参数优化水质光谱模型,在现场水体光谱及采样实验分析的基础上获取上述参数的反演过程。利用ASD光谱仪、YSI-plus等便携仪器采集水体光谱数据和部分指标量,基于对光谱数据的处理,选择光谱变量,通过支持向量机、偏最小二乘对实测数据和光谱变量进行分析建模,建立光谱模型,并通过光谱响应函数应用到高分卫星影像上,揭示珠三角地区河道水库水环境水质的时空变化与富营养化风险。



印制电路板行业中含铜废水的资源化循环利用集成技术

针对印制电路板行业含氯、氨、铜等重金属离子蚀刻废水的资源化利用问题,开发出适合不同环境体系(酸性废蚀刻液体系、碱性废蚀刻液体系)下高浓度铜的高效萃取、隔膜电解、自动化控制等整套蚀刻废液的绿色回收与再生集成技术及设备。实现了酸性、碱性蚀刻液中铜一次萃取率达99.5%以上,打破了国际上认为不可能采用萃取法从酸性蚀刻液回收铜的观点,解决高浓度铜萃取率低、超标氯离子导致金属阳极溶解快、高硫酸根引发蚀刻速度慢的行业共性难题。已在广东、江西、江苏、天津等省市十余家PCB企业推广应用。



灾难应急饮用水制备技术研究

本应急供水设备采用三维电极技术,其技术原理是通过电化学氧化法将污染水中的有机污染物氧化分解为无机小分子进行去除从而达到净化水质的目的。

目前针对污染水,普遍采用的方法为直接膜过滤法,此种方法处理成本高,设备损耗快,且不能完全消除有毒有机污染物,其二次废水的排放还会对环境造成危害。采用本技术的应急供水装置可对不同类型复杂有机污染物进行彻底氧化处理,避免处理水的排放导致的环境二次污染。此技术对各类有机污染物具有很好的氧化去除性,可对几乎所有有机污染物进行稳定有效的氧化去除。该技术对有机污染物非选择性,对处理水源具有广泛的适应性。通过辅助的前后过滤装置可去除污染水源中的物理性,化学性污染和大部分微生物污染。基于该技术的水处理设备可配置于各类水质污染异常突发点来应对突发性的水质污染事件,也可用于常规微污染水源的处理,以及各类企业,工厂排放废水处理。



环境水质理化快速检测仪及试剂盒的产业化应用

本项目研究了水质偏硅酸、尿素、硝酸盐、氰化物、氨氮、磷酸盐、硫酸盐、余氯、过氧化氢残留、亚硝酸盐、农药残留等11个指标的快速检测方法,并分别构建成试剂盒、试纸或检测仪产品,且实现了产业化生产。这些产品可应用于食品饮料加工、工业水处理、水产养殖、公共卫生、化工环保等行业。



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