《掺硼金刚石(BDD)在废水中的应用(陶梦宸)(1).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《掺硼金刚石(BDD)在废水中的应用(陶梦宸)(1).pdf(42页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、BDD掺硼金刚石(BDD)在废水中的应用BDD电极(自主研发生产)在高含盐、高浓度、难生化、高毒性、强酸碱废水方面的应用汇报人:陶梦宸湖南新锋科技有限公司中南大学粉末冶金国家重点实验室有色金属材料科学与工程教育部重点实验室BDD汇 报 提 纲Report outline公 司 简 介COMPANY PROFILEBDD产品应用情况B D D P R O D U C T A P P L I C A T I O N电 化 学 氧 化 技 术E L E C T R O C H E M I C A L O X I D A T I O N TECHNOLOGY321新锋科技XINFENG TECHNOL
2、OGY01PART 1电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATIONTECHNOLOGY未来已来02电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATION TECHNOLOGY机理示意图机 理直接氧化:污染物在电极表面直接被氧化。间接氧化:通过电化学反应生成具有强氧化性的中间产物,来间接氧化降解污染物。优 势试剂是清洁反应物电子常温常压下操作,管理简便装置占地面积小,可移动调整电压和电流保证出水水质稳定低压直流电源降解,不耗费药剂反应机理H2O OH +e-+H+2 OH H2O2Cl-+OH ClOH-03新锋科技XINFENG TECHN
3、OLOGY 有机物的电化学氧化反应在电极/溶液界面进行,阳极材料直接影响有机物矿化过程的效率和选择性,开发 能够经济高效降解有机废水的阳极材料一直是电化学氧化领域的研究重点。从下图可知,掺硼金刚石电极具有极高的析氧电位和最宽的电化学窗口,是电化学氧化处理难生化降解有机 废水理想的阳极材料。BDD 电极金属氧化物电极 PbO2、DSAPt电极 最宽的电化学窗口 极高的析氧电位 极低的析氢电位 耐强酸强碱腐蚀 惰性阳极不消耗新锋科技XINFENG TECHNOLOGY电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATION TECHNOLOGYBDD技术优势04新锋科技XINF
4、ENG TECHNOLOGY 采用气相色谱质谱联用仪器研究超声辅助电化学 技术降解茜素红过程路径分析,推测可能的中间 产物,降解180min后产物以双酚A物质为主,酚类 物质最终能分解为有机小分子、水、CO2等。电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATION TECHNOLOGY05新锋科技XINFENG TECHNOLOGY茜素红降解路径分析(开环断链)电流密度废水浓度初始pH溶液温度电解质种类电解质浓度新锋科技XINFENG TECHNOLOGY电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATION TECHNOLOGYBDD降解影响因素
5、06新锋科技XINFENG TECHNOLOGY研究表明,BDD电极能有效降解各类有机废水的污染物,例如医药/农药化工、石化、焦化、冶炼、印染、造纸、制革、炸药、制酒、垃圾渗滤液等领域的有机废水。(1)酚类及其衍生物,如苯酚等,主要来自石油化工企业 (2)医药中间体,如17-雌二醇等,主要来自医药化工企业(3)染料与颜料,如甲基橙等,主要来自印染厂 (4)除草剂和杀虫剂,如氯磺隆,主要来自农药生产企业(5)表面活性剂,如洗车废水等苯 酚17-雌二醇甲基橙氯磺隆表面活性剂腐殖酸电 化 学 氧 化 技 术ELECTROCHEMICAL OXIDATION TECHNOLOGYBDD适用范围07新锋
6、科技XINFENG TECHNOLOGYPART 2BDD应用情况APPLICATIONS OF BDD技术创新迈进n 农药废水 n 化工废水 n 能源开采n 锂电行业n 医药废水n 乳化液n 垃圾渗滤液 n 其他08实验原水嘧啶醇时长/h吨水电耗度/吨水CODmg/LCOD去除电耗 度/kgCOD去除率%氨氮mg/L总氮mg/LTOCmg/LBODmg/L嘧啶醇mg/L00760000.00 000684010462 41086089514.36 20%/49800 61615403514.69 29%/241710067/00.60 42%/40
7、12/16459.52700018.75 64%/5600/22763.54220.10 100%1.031391121/高盐分高COD高毒性低B/C反应4小时,嘧啶醇降解至0;反应22小时,COD降解至42mg/L,氨氮1.03mg/L,TOC 121mg/L新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD新锋科技XINFENG TECHNOLOGY09新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD10新锋科技XINFENG TECHNOLOGY时长h电耗度/吨水CODm
8、g/L负荷度/kgCOD去除率%氨氮mg/L总氮mg/LTOCmg/LBODmg/L吡啶mg/L00235500.00 0742369789003055890 4125.51877552.61 20%/6600 1327217.51452048.28 38%0/0 BDD反应7小时,废水中吡啶降解至0;BDD反应4小时,废水的B/C由0.01提升至0.35。强碱性高盐分高COD高毒性低B/C050000000250000246810 12 14 16 18 20COD mg/L时间/h硫双废水COD降解曲线时间/h电压/V电流/A电极面积/cm2能耗
9、/kWh/mCOD/mg/LpH04.814.5150 977466244.85577.2376086-7284.87673.414410.58-9324.77769.65294.38-9364.77865.82301.78-9原水呈淡黄色,有轻微刺激性气味,含磺酸钠,硝酸盐,氨氮,含微量锡,铁;盐含量达34%,无法蒸发结晶。反应降解过程中几乎不产生泡沫,产生极少量沉淀,总氮全部转化为硝酸钠盐。新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD新锋科技XINFENG TECHNOLOGY11新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB
10、 D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD新锋科技XINFENG TECHNOLOGY12B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD项目名称:辽宁先达废水来源:农药生产处理水量:3300t/a投运时间:2022年10月,24h不间断运行处理要求:处理后进生化系统电解时长/h电压V电流A吨水电耗度/吨水CODmg/L08.09.009051826.959.0125.16034547.079.0252.34741467.139.0380.74202613新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF B
11、DD14新锋科技XINFENG TECHNOLOGY实验时长 min电压 V电流 ACOD mg/L氨氮TNpH04.9252676415.90 431.00 1.14 84.8251653241.40 284.10 1.18 .30 88.40 2.78 265.22542511.278.40 4.85 实验时长 h电压 V电流 ACOD mg/L氨氮TNpH04.532539360568.0 818.55.61 3.54.41255668280.5366.08.19 54.38251850165.2248.08.40 树脂吸附后废水蒸发母液废水生化后废水实验时长 mi
12、n电压 V电流 ACOD mg/L氨氮TNpH06.725312251.2 303.07.15 46.825175.349.655.56.81 86.52584.29.234.16.18 BDD应用BDD应用BDD应用原水树脂吸附蒸发生化处理污水处理厂外排冷凝水产盐BDD应用进水:500mg/L出水:90mg/L处理量280 m/dBDD应用进水:4000mg/L出水:2000mg/L处理量120 m/d母液废水中主要成分:四氢亚胺、三氯甲烷四氯化碳、氯化钠(少量产品及副产物)BDD应用进水:60000mg/L出水:5000mg/L处理量 20 m/d新锋科技XINFENG TECHNOLOG
13、YB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD时间h电压V电流A电极面积cm2能耗 kWh/mCOD/m g/LNH3-Nmg/LTDSs/cmpH06.8402452.580.4265005-625.4416.8420103232.37248255-635.2814806-745.421931.2259756-7主要成分:含吡啶、吗啉等有机溶剂;废水水量:30t/d;原工艺:石墨电极电解、铁碳微电解、气浮、生化等;废水降解难度大,难以达标。降解要求:COD500mg/L,氨氮 50mg/L;降解后排入工业园区污水系统。原 水 10min 120min15B D D 应 用
14、 情 况APPLICATIONS OF BDD时间h电压v电流A电极面积m2能耗kWh/mCODMg/LPH06.915.5622.11445.2562.55.2555.3574.56-735.1866.3339.256-7水样200L,呈碱性,水电导率为26500s/cm,进入BDD电催化系统;调节电流强度为800A。16新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD17新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD18新锋科技XINFENG TE
15、CHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD项目名称:西安凯翔生物XFDT175一体化设备废水来源:医药生产处理水量:200t/a投运时间:2022年8月,24h不间断运行处理要求:处理后进生化系统污染物pHCODCr进水7-820000mg/L出水6-92000 mg/L19新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD项目CODcr含盐量pH进水34700 mg/L5%3-4出水60 mg/L/6-9项目名称:安徽爱成科技发展有限公司废水类型:脂环二醇生产酸化废水处理水量:5 m/d投运时间:
16、2022年7月,24h不间断运行20新锋科技XINFENG TECHNOLOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD项目名称:长岭石化项目废水类型:石化催化剂生产废水(有机酸)建设时间:2022年11月,24h不间断运行设计处理能力预估处理能力富余水ZIP虑液钛硅污水池污水电渗析出水混合水51017201021新锋科技XINFENG TECHNOLOGY系统进水水质指标(ph无量纲,其它单位为mg/L)富余水ZIP虑液钛硅污水池污水电渗析出水混合水440000015000B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD22新锋科
17、技XINFENG TECHNOLOGY运行参数1)电流密度:65 mA/cm2;2)运行电压:7V3)BDD电极面积:8 m 4)一期处理量:9 t/d 二期处理量:12 t/d5)能耗:120KWh/t 时 间COD(mg/l)降解率0小时12880/0.5小时143088.9%1小时16998.7%1.5小时3699.7%项目名称:一体化设备废水来源:垃圾中转站生化出水处理水量:10 m/d投运时间:2022年7月,24h不间断运行处理要求:生化出水剩余难降解cod 氨氮 显色基团的去除B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD23新锋科技XINFENG TECHNO
18、LOGYB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD24新锋科技XINFENG TECHNOLOGY项目名称:邦普循环处理水量:50 m/d处理要求:达到综合污水处理排放标准三级排放标准萃取废水、蒸发前母液盐分、有机物含量高蒸发焦化、堵塞、出盐不畅、蒸发效率降低等问题有机物适量降解,解决以上问题,工程稳定运行。中间池生化系统BDD系统调节池MVR蒸发除重污染物pHCODCr氨氮进水6-9500mg/L100mg/L出水6-9200 mg/L40mg/LB D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD25新锋科技XINFENG TECHNOLOGY项目名称:中
19、伟新能源废水来源:锂电生产处理水量:72 m/d污染物pHCODCr进水8-944000mg/L出水6-9500 mg/L项目名称:湖南惠同新材XFDT350一体化设备废水来源:金属纤维生产处理水量:300 m/a投运时间:2022年6月,24h不间断运行处理要求:达到综合污水处理排放标准三级排放标准B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD26新锋科技XINFENG TECHNOLOGY时间/min电压/V电流/A电极面积/cm2电极能耗/kWh/m3COD/mg/L06.85017056.8281704.53140106.769.152156.7413.620206.
20、7818.110B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD27新锋科技XINFENG TECHNOLOGY时间/min电压/V电流/A电极面积/cm2能耗Kw/mCOD(mg/L)pH07.054.51500112.36106.985.2716156.857.756.56206.74 10.332.26时间min电压V电流A电极面积cm2能耗kWh/mCODMg/L电导率s/cm09.684.5150073.35800310.082.546.6依次为煤焦油废水、石油化工工业园废水、电子材料生产废水根据前面对各种不同类型水质的降解和分析,BDD 电氧化技术可对高有机废水进行
21、前期预处理以降低毒性、提高可生化性,或者后段深度处理直接降解到达标:1,具强酸碱腐蚀性的各类废水(氟离子除外)2,高有机物高盐废水(膜后浓缩液,MVR后浓缩液)3,有毒有害废水(农药、医药、精细化工废水)4,定义为危废的各类废液(乳化液)5,提标改造及末端治理作为废水处理的一个重要环节,BDD发挥其特有的优势,针对废水中难氧化降解有机物进行氧化分解,结合蒸发、膜过滤、生化、其它电化学、臭氧催化氧化、紫外催化氧化等工艺技术,实现废水处理的稳定达标与节能降耗。B D D 应 用 情 况APPLICATIONS OF BDD28新锋科技XINFENG TECHNOLOGYPART 3公司简介COMP
22、ANY PROFILE新锋科技29公司介绍:1999年中南大学功能薄膜材料与表面技术研究室成立,经过科研团队20年不断的技术突破和沉淀,于2019年成立湖南新锋科技有限公司,总部位于湖南长沙中南大学科技园研发总部。公司生产基地位于宁乡高新技术产业园区,占地面积三十亩。公司在航天科工、农药、制药、危废、中石化、新材料、锂电废水等领域均有工程化稳定长期应用。2021年成为国家级高新技术企业、建成国内最大规模的掺硼金刚石电极产品生产线、是湖南省政府重点扶持的100家三高四新实现进口代替技术企业、中南大学研究生联合培养基地、产品远销国外市场以及国外三十多所知名院校。30公司介绍:1999年中南大学功能
23、薄膜材料与表面技术研究室成立,经过科研团队20年不断的技术突破和沉淀,于2019年成立湖南新锋科技有限公司,总部位于湖南长沙中南大学科技园研发总部。公司生产基地位于宁乡高新技术产业园区,占地面积三十亩。公司在航天科工、农药、制药、危废、中石化、新材料、锂电废水等领域均有工程化稳定长期应用。2021年成为国家级高新技术企业、建成国内最大规模的掺硼金刚石电极产品生产线、是湖南省政府重点扶持的100家三高四新实现进口代替技术企业、中南大学研究生联合培养基地、产品远销国外市场以及国外三十多所知名院校。321992 92-99年余志明 瑞典皇家工学院 钻研功能金刚石1999 中南大学 功能金刚石 研究团
24、队成立2019 专利技术入股组建公司 启动小试生产基地建设 首条第 I 代生产线投产 首个水处理中试案例运行2020 科技型中小企业认定 启动中试生产基地建设 首个水处理工程化案例运行 第 II 代生产线迭代定型 中南大学研究生联合培养基地建设2021 国家高新技术企业认定 启动规模化生产基地建设 第 III 代生产线迭代定型 大健康领域应用产品推向市场 湖南省高新技术产业科技创新引领计划 湖南省“三高四新”企业名录2022 27亩规模化生产基地投产 湖南省新型研发机构 首个新能源电池材料废水治 理案例 首个石油化工废水治理案例 2022湖南未来之星Top100 金刚石电极应用领域拓展 第 I
25、V 代全自动连续生产线完成开发 完成年销售增长2倍目标(1400万元)未 来金刚石电极电化学应用金刚石涂层耐磨减摩应用金刚石电子温控应用金刚石半导体器件应用快速成长,科创板/创业版上市31英国布里斯托大学联合培养博士研究金刚石20年,发表论文160余篇申请专利120余项,长沙市优秀发明人中国优秀创新创业导师入选南京市领军型科技创业人才中国真空学会薄膜专业委员会委员中国机械工程学会表面工程分会委员连续3年担任中国环境科学学会难降解有机废水处理分会主席魏 秋 平中南大学教授金刚石专家联合创始人中南大学原副校长,主管科研部20年粉末冶金国家重点实验室主任享受国务院特殊津贴专家国家有突出贡献的中青年专
26、家中国材料研究学会副理事长国家新材料产业发展战略咨询专委会委员十三五国家重点研发计划总体专家组专家863计划新材料领域专家组成员863计划国防先进材料专项总体组专家周 科 朝中南大学教授国家重点实验室主任联合创始人瑞典皇家工学院博士、博士后从事金刚石研究30年曾任中南大学国际交流与合作处处长曾任中南大学材料科学与工程副院长曾任中南大学材料学系主任国家精品课程“材料科学基础”负责人长期担任多家知名材料企业专家顾问余 志 明中南大学教授金刚石专家联合创始人从事金刚石电子器件研究5年曾任武汉华星光电半导体显示技术有限公司OLED事业部高级工程师以第一发明人申请专利15项入选2019年武汉黄鹤英才优秀
27、青年人才荣获2020年度TCL集团优秀员工中南大学微纳加工与器件制造实验师王 一 佳华星光电高工半导体器件专家巴黎综合理工大学博士(电化学专业)新加坡国立大学博士后研究员湖南省优秀硕士毕业生从事金刚石电化学研究近10年发表SCI论文27篇Functional Diamond 青年编委邓 泽 军巴黎综合理工博士电化学专家研究金刚石10余年发表金刚石相关SCI论文50余篇授权专利30余项,国际PCT专利1项深圳真空技术行业协会专委会委员湖南省“互联网+”大学生创新创业大赛优秀创新创业导师马 莉中南大学副研究员刀具涂层专家深耕功能金刚石 30年+复合型人才队伍+老中青人才结构,确保公司持续创新和技术
28、领先!公司集合了瑞典皇家工学院、英国布里斯托大学、巴黎综合理工大学、新加坡国立大学、中南大学等国内外名校的金刚石、电化学、刀具涂层、半导体器件专家技术团队,团队成员38人,其中教授3人,副教授2人,讲师2人,实验师1人,全职科研助理5人,博士生7人,硕士生18人,通过“产学研”合作项目和研究生联合培养基地,为公司培养打造了一支强大的技术研发队伍。专家顾问公司简介COMPANY PROFILE32新锋科技XINFENG TECHNOLOGY王宝峰创始人、总经理罗 浩副总经理伍水平副总经理罗立珍研发总监蔡群欢技术部经理l中南大学本科l多次创业经历l电化学中级工程师,水处理高级工程师l主管人事部、财
29、务部、市场营销部、公关宣传部l中南大学本硕l晶澳太阳能、索日新能源、徐州核润光能等企业长期担任总经理、制造总监,从事生产管理15年以上l主管生产部、工程部、PMC部、综合管理部l中南大学本硕l广汽菲克、国际精密、山河智能等企业担任美国厂长翻译助理、董事长助理、投资发展经理l主管研发部、技术部、战略发展部l湖南农业大学本科l在大型装备制造企业担任研发总监、设计总师15年以上l拥有与创始人合作研发10年以上经验l中南大学本科l中国林科院硕士l永清环保股份、华时捷环保科技等企业12年以上水处理从业经验公司简介COMPANY PROFILE新锋科技XINFENG TECHNOLOGY33马 峰副总经理
30、l清华大学博士l曾在中国航天员科研训练中心、航天科技集团、徐工集团历任主管设计师、主任设计师、技术专家和总工程师l拥有15年航天产品研发和项目管理经验CVD工艺与设备 金刚石具有高硬度、高导热、高稳定性、耐腐蚀、良好的生物相容性等诸多优点,纯净的金刚石并不导电,而掺硼金刚石膜则随掺硼量的不同具有半导体甚至低温超导体的特性。掺硼金刚石膜在电化学领域具有很大的优势,包括宽的电势窗口、低的背景电流、高的电化学稳定性等优点,是公认为最有前景的优秀电化学电极材料。新锋科技采用自主开发的化学气相沉积涂层设备,以含硼、含碳气体为主要原料,在低压炉体中经高温裂解,碳原子、硼原子在基材表面沉积成膜,可以实现BD
31、D涂层的批量生产。新锋科技XINFENG TECHNOLOGY公司简介COMPANY PROFILE34BDD电极材料 以BDD作为阳极的电化学氧化技术,降解有机物的途径包括直接氧化和间接氧化。在常温常压通电条件下即可实现对有机污染物持续降解,无需投加药剂,只有电能消耗,基本不存在材料消耗。新锋科技以严谨、科学、专业流程,把控基材、气源品质,经严格的镀前处理工序、镀膜过程工艺控制和镀后处理工序,形成多种类型的BDD电极材料的批量生产能力。所有产品经质检测试合格后,可保证晶粒尺寸、涂层厚度、结合力、均匀性、电化学活性面积的一致性、稳定性,从根本上保证电极材料的电化学氧化降解效果。公司简介COMP
32、ANY PROFILE35新锋科技XINFENG TECHNOLOGY核心产品公司简介COMPANY PROFILE36新锋科技XINFENG TECHNOLOGY公司简介COMPANY PROFILEPCT国际专利 6 项国际权威期刊论文 100 余篇中国专利 71 项围绕BDD电极材料生产工艺、涂层装备和水处理装备等技术领域目前团队已有专利77项,其国际PCT专利6项,国内发明专利47项,实用新型专利24项核心竞争力37新锋科技XINFENG TECHNOLOGY公司简介COMPANY PROFILE核心竞争力38新锋科技XINFENG TECHNOLOGY公司简介COMPANY PROFILE核心竞争力39新锋科技XINFENG TECHNOLOGY公司简介COMPANY PROFILE核心竞争力40新锋科技XINFENG TECHNOLOGY感谢聆听T h a n k y o u f o r y o u r a t t e n t i o n陶梦宸 湖南新锋科技有限公司 中南大学粉末冶金国家重点实验室 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室 中南大学功能薄膜涂层与表面技术交叉研究中心