主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
用中药渣制备高性能环境污染物吸附材料及其应用
小类:
能源化工
简介:
当今中国环境面临着极大的压力。中药渣是一种常见的含水量较高的环境污染物。活性炭大部分又为木质和煤质,对资源造成严重压力。中药渣-软锰矿高性能吸附材料将中药渣资源化利用,其吸附碘值和比表面积分别提高了21.6%和48.3%。对制革废水、染料废水、生活污水以及重金属废水的处理其去除率均在90%以上。有利于环境保护、环境治理、资源利用和企业减排和企业盈利,具有良好的社会、环境、经济效益。
详细介绍:
随着世界经济的快速发展,环境污染和资源短缺的问题日益严重,水污染、大气污染、噪音污染、固体废弃物污染已经成为当今世界的四大环境污染。近年来,由于农药、增塑剂、洗涤剂等新污染物质的大量出现,使环境污染形势更加严峻。 活性炭是一种用途广泛的化工产品,有很强的净化和吸附功能,已经在食品、医药、化学化工、军工及矿产等近代工业的许多领域中获得了广泛的应用。近年来,为了防治大气污染、水质污染和恶臭等公害,活性炭在环境保护方面也得到了越来越广泛的应用,需求量逐年攀升。但是目前活性炭大多为木质或煤质活性炭,在生产应用中存在以下问题:1、生产原料源于木材和煤矿,给环境造成严使重负担,对环境的净化与保护实际上有一种更强的破坏作用;2、林业资源的减少和煤焦油大幅度涨价,对传统活性炭产业造成了冲击,导致利润受损;3、由于对原料的过分依赖,厂址的选择受到严重局限,造成活性炭产地过于集中,竞争过大,还会增加产品的运输成本,提高产品价格,削弱产品的市场竞争力,不利于产品普及和市场拓展。 中药渣是一种常见的含水量较高的环境污染物,极易腐败,其味臭,在夏天尤为严重,一旦处理不慎就会对环境造成严重污染。中药渣主要来源于中药生产、中药材加工与炮制、以及含中药的轻化工产品生产等,以中药生产产生的药渣量最大,约占药渣总量的70%。目前中药渣处理的形式主要包括填埋、焚烧、固定区域堆放等,其中以堆放为主要处理方式,这不仅耗去了大量的资金,而且堆放的药渣经雨水冲刷,又造成了资源浪费和严重的环境污染[7]。据不完全统计,我国现有制药企业7000多家,其中至少有过半厂家专业从事中药提取。由于中药提取需要大量原材料,因此中药渣的年产量惊人且处理成本极高。据悉,以一力药业年处理2万吨中药材的提取量计算,每年产生的药渣多达5万-10万吨。仅垃圾运输费一项,就高达100万元。此外,由于植物药材中被提取的有效成分平均只占5%,药渣留存多种有机成分,填埋焚烧都造成浪费。因此研究开发中药渣再利用的资源化利用技术同时又不造成环境危害是目前环境科学领域的一个重要课题。 本产品由中药渣添加少量软锰矿制备而成,与目前市场上传统的木质煤质活性炭相比具有以下独特的特点:1、解决了采伐森林、开采煤矿造成的环境和资源问题;2、由于中药渣和软锰矿来源广泛,廉价易得,在保证产品质量的前提下能大幅度地降低产品成本,增强产品的市场竞争力;3、原料分布广泛,降低了活性炭生产对原料的依赖性,减小了原料争夺、产品运输给活性炭产业带来的利润危机;4、解决了中药渣极易腐败、味极臭、处理难等传统处理过程中造成环境污染的问题,为社会节省了大笔处理资金,而且实现了中药渣的资源化利用,并为社会节约大量的煤炭资源,做到了以废治废,变废为宝。 综合上述分析,本产品既能减少和治理污染,又能节约能源,更能为生产活性炭提供价格低廉,易于加工的原材料,从源头上改善国内活性炭产业利润微薄,特色资源大量消耗的情况,而且响应了国家建设资源节约型、环境友好型社会的号召,深入贯彻节约资源和保护环境基本国策,节约能源,发展循环经济、绿色经济。产品低碳环保,具有显著的环境效益、社会效益、经济效益。根据市场调查,其市场潜力“可以期待”。

作品图片

  • 用中药渣制备高性能环境污染物吸附材料及其应用
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

当今中国环境面临着极大的压力。中药渣是一种常见的含水量较高的环境污染物,一旦处理不慎就会对环境造成严重污染。填埋焚烧都会造成资源浪费。大部分活性炭又为木质和煤质,对资源造成了严重的压力。由废弃物制得的活性炭性能又不高,实际应用还较少。 创新点 (1)原料创新:采用中药加工过程和使用后所产生的中药渣废物作为原料,节省了煤炭资源,并开发了新能源 (2)技术创新:添加少量软锰矿对其吸附性能进行改良。 (3)环境创新:本吸附剂主要以废弃中药渣为原料,解决了中药渣处理过程中造成的环境污染问题,也解决了砍伐森林、开采煤炭所带来的环境破坏和资源短缺等问题。 (4)经济创新:为废弃物的资源化利用开辟了新方法、新途径,开发废弃物的资源价值,转向发展循环经济,绿色经济,低碳经济,更符合我国可持续发展的经济国情。 技术关键及技术指标 中药渣-软锰矿高性能吸附材料将中药渣资源化利用,掺杂少量的软锰矿,采用氯化锌化学活化法制备而成,与纯中药渣活性炭和商品活性炭相比,其吸附碘值和比表面积分别提高了21.6%和48.3%。对制革废水、染料废水、生活污水以及重金属废水的处理其去除率均在90%以上。有利于企业盈利和节能减排,实现以废治废,废物资源化利用,是一种良好的环境友好型治理材料,其市场前景可期。

科学性、先进性

中药渣-软锰矿高性能吸附材料将中药渣资源化利用,掺杂一定量的软锰矿,采用氯化锌化学活化法制备而成,与纯中药渣活性炭相比,其吸附碘值和比表面积分别提高了21.6%和48.3%。对制革废水、染料废水、生活污水以及重金属废水的处理其去除率均在90%以上。有利于企业盈利及节能减排,实现以废治废,废物资源化利用,是一种良好的环境友好型治理材料,其市场前景可期。

获奖情况及鉴定结果

经刘盛余教授、谭显东教授等环境工程专家鉴定,效果良好,具有一定的创新性和实际应用价值

作品所处阶段

实践推广阶段

技术转让方式

购买

作品可展示的形式

实物 现场演示 样品 图片

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

科技发明作品《用中药渣制备高性能环境污染物吸附材料及其应用》以中药渣为原料,添加少量的软锰矿,采用化学活化法制备了中药渣-软锰矿高性能吸附材料,通过对活化温度、活化时间、活化剂浓度、固液比等影响因素的研究。获得了最佳的活性炭制备条件,并且考察了该吸附材料对制革废水、染料废水、重金属离子废水以及生活污水的处理效果,结果表明,该材料有良好的处理效果。该发明作品有利于中成药生产企业实现清洁生产和节能减排,可以变废为宝,减轻环境污染,减少木材消耗和活性炭企业的生产成本,应用前景广阔,具有较好的环境效益、经济效益和社会效益。

同类课题研究水平概述

活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行粉碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成的具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料,它具有吸附能力强、催化性能好、化学稳定性好、力学强度高、耐酸碱、耐热、不易溶于水和有机溶剂、易再生等优点,是一种环境友好型吸附剂。绝大部分含碳物质都可制备活性炭,如木材、锯末、煤类、泥炭类、果壳、果核、蔗渣及稻壳、石油废料、废旧塑料、废旧皮革、废轮胎、造纸废料、城市垃圾等废弃物。目前普遍认为果壳是制备活性炭的最佳原料,但我国果壳资源十分有限,且不易集中和贮存,且价格昂贵。近年来,国内外对各种价格较低、来源广泛的废弃物相继进行了制备活性炭的试验。目前由废弃物制得的活性炭性能并不高,实际应用还较少,但因其价格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且绿色无毒而日益受到青睐。有效地利用废弃物生产活性炭,不仅可节约资源,也有利于保护生态环境。活性炭广泛用于化工、冶金、国防、核能、工业三废治理、溶剂回收、食品饮料提纯、载体、医药、黄金提取、城市建设、环境保护、半导体应用、电池和电能贮存等行业,具有广阔的发展前景。
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