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河海大学祝建中教授设计新型“杀菌除藻毒素新型净水器”
    

河海大学祝建中教授项目组长期进行技术攻关自主研发了“杀菌除藻毒素新型净水器”,并获得了多项国家专利。

随着经济的迅速发展,全球水资源正在经受前所未有的污染和破坏,我国环保部门统计,全国超过80%的河流受到不同程度地污染;在我国七大水系中,不适合做饮用水源的河段已经大约有40%;城市水域中约80%的河段不适合做饮用水源;约50%的城市地下水受到污染。近年来,随着人们对水中污染物研究的不断深入,大家越来越关注水中微量污染物的去除。在我国一些自来水输送系统中,在输送管道中,特别是一些二次供水系统如储水箱(池),长时间得不到专业有效的清洗,从而引发了一个严重的水质问题:终端饮用水中微生物含量超标。此外管道壁上滋生的藻类还会释放微囊藻毒素,其毒性强,化学性质稳定,耐热性强,具有强烈的致癌作用。这些现状除了警世国人要珍惜仅有的水资源,也给净水器行业快速发展提供了契机。净水器在中国已经发展了十多年,目前从事的厂家有上千家,总体市场还在增长,2007年销量达到1000万台,2009年销量超过1500万台,最近这几年,销量更是飞涨。这其中包括大部分本土厂家和少部分进口品牌。随着人们生活水平日益提高,人们原来越注重家庭饮用水的健康问题,也越来越愿意花钱购买一些净水设备,提高家庭饮用水质,因此本产品的应用前景广阔。

纵观国内外市场,传统的净水器的消毒技术常采用氯气、次氯酸钠、臭氧和二氧化氯等小分子消毒剂,并且对一些非常规指标的去除考虑欠缺。无机含氯消毒剂容易和水中的残留有机物发生反应,产生各种致癌和致突变的有机卤化物,从而对人体的健康产生危害;而关于水中微囊藻毒素去除方法的应用,其中大多数具有较好去除效果的方法通常工艺复杂、成本高, 或者操作困难,不适宜家庭饮用水消毒;家庭煮沸消毒又无法有效去除一些非常规微污染物。而本项目组另辟蹊径,从传统的净水设备中脱颖而出,研发的一种新型净水装置,技术核心是将传统抑菌除藻毒素技术与膜技术相结合,针对不同的饮用水质问题添加一些特定材料,如高效杀菌物质磷酸银,对藻毒素有很好吸附作用的改性介孔炭材料等,加入到膜合成过程中,国内外少见同类产品的报道。

从性能上看,在自制纳滤膜的过程中掺杂改性介孔炭和银系化合物。作用机理分别为:用这种改性介孔炭材料处理水中的藻毒素,其优先选择吸附能力可有效吸附掉水中的藻毒素,净化水质,处理效果较之于活性炭等传统吸附剂有很明显的提高;磷酸银在可见光照射下表现出极强的光氧化能力和降解有机物污染物的能力,当银离子与细菌接触时,与细菌体内带负电的活性酶产生库仑引力而强烈吸附,并可破坏细胞合成酶的活性,使细胞丧失分裂增殖的能力而导致死亡,细菌死亡后,银离子又会从细菌尸体中游离出来,再和其他细菌结合,实行新一轮的灭杀,直到全部杀死为止,同时也能氧化降解藻毒素。这种新型复合膜材料在终端饮用水体的净化方面具有很好的效果,能有效的去除水中泥沙,铁锈,大分子有机物和异色异味等常规污染物,又能有效去除细菌藻毒素这类非常规污染物,较之于现有技术,有一定的先进性,且经过测试,此膜耐污能力强,在净水装置中使用不需要高频率地更换,重复利用率高,更经济更实用。

从价格上看,目前市场上的净水器价格参差不齐,从几十到几万元不等。此净水装置的核心技术膜的制备方法已有成熟技术工艺,净水单元外壳也已经有了商业化的产品,单元价格在300元左右,成套的净水工艺在2000元左右,适合普通大众的消费水平,普通工作者可接受的价位。

本产品的目标是国外与国内并重,出口与内销并举。在国内市场方面,争取从现有的净水产品中脱颖而出;在国际市场,利用欧美等发达国家环保健康理念超前等优势,优先给国外订购商供货,赢得外国市场。力争用两年左右的时间,使更多的消费者接受,认同产品,采取各种措施,提高产品的知名度,以便进一步扩大生产规模,争取更多市场份额。

河海大学环境学院祝建中教授团队现有成员56人,其中教授2人,副教授2人,讲师2人,工程师4人,博士研究生11人,硕士研究生35人。拥有河海大学环境学院环境科学与工程实验中心、浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室、水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心等多个科研平台。

祝建中教授带领的团队经过十多年的不懈研究,在水污染控制、水生态修复及固体废弃物资源化研究领域攻克了相关技术的瓶颈,发表研究论文SCI、 EI、中文核心等200余篇,申请专利80余项(已授权50多项);先后承担国家自然科学基金、美国环保基金、国家重大仪器开发专项、国家科技部攻关专项、水利部“948”、江苏省水利科技、太湖专项治理课题、江苏省环保课题、地市级科研与治理工程项目等50余项,其中,《功能性纳米异质材料-流化床耦合工艺控制消毒副产物前体物关键技术研究》、《环境友好水处理新技术开发与应用》、《活性炭原位稳定改善水源地水质技术研究及其应用》等多个科研项目所形成的成果得到应用推广,《高耗水行业废水(印染废水)再生处理回用技术研究与应用》获得2011年江苏省水利科技成果二等奖。同时,团队还积极与企业深度合作,开发具有市场前景的产品,形成了研究、开发、生产一体化的新兴体系,将科研成果转化为生产力并创造实体经济效益。

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