環保“黑科技”：等離子體廢活性炭再生一體箱
作者: Guanglv
來源: 未知
發布時間:2017-12-18 14:47
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【廣綠環保 技術前沿】廢活性炭如何循環利用？這是一直以來行業掣肘。近日，重慶工商大學環境與資源學院王星敏教授團隊研發出了“等離子體廢活性炭再生一體箱”，真正解決了廢活性炭的循環利用問題。
廣綠環保：光催化+活性碳一體機
黨的十九大報告提出，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破。在此方面，重慶各高校一直在努力。近日，重慶工商大學一項創新成果面世，該校環境與資源學院王星敏教授團隊研發出了“等離子體廢活性炭再生一體箱”。這個“魔法箱”可讓廢活性炭甚至受到污染的土壤“再生”，重拾活力，實現資源的循環利用，保護生態環境。
小小活性炭有大用處 如何循環利用成難題
活性炭很多人都熟悉，生活中也常見。活性炭被稱作環境污染治理的“青霉素”，廣泛應用于有毒有害(廢)氣體、污(廢)水治理中，比如4S店、涂裝車間、印刷、摩配、造紙等行業和領域。許多辦公或者住宅新裝修后，也會使用活性炭來除去有毒氣味。據統計，城市凈化工程和工業污水處理占活性炭使用量的70%。
市場上活性炭的售價不算高，為何要幫助廢活性炭“再生”？
在接受華龍網記者專訪時，團隊負責人王星敏說，使用一段時間后，活性炭會達到吸附飽和而失去吸附活性，這時的活性炭不但沒有繼續吸附有害物質的能力，還會成為污染物的富集體，造成二次污染源。
廢活性炭常見的處理方式是這樣的：生活中，有人會將它們拿到太陽底下曬一下，通過暴曬除去活性炭吸附的有機物，但這等于把污染物直接排放到大氣中，而且不一定有效果。在工業上，企業需將廢活性炭按規范集中處理。按照有的企業2-4月就需要更換一次活性炭的頻率，這無疑增加了企業的環保污染治理費用和生產成本。
眾所周知，目前活性炭生產多用不可再生物質為原料，如果直接將廢活性炭焚燒處置，也導致了不可再生資源的浪費。
“再生一體箱”有“魔力” 廢活性炭也能循環利用
那么，怎么去解決廢活性炭的循環利用問題呢？這個箱子有何“魔力”？
王星敏介紹，只要將使用過的廢活性炭放進“等離子體廢活性炭再生一體箱”，在等離子體反應器放電作用下，利用產生的高能量、高活性粒子可分解活性炭吸附的有機污染物，實現活性炭的凈化。目前廢活性炭的再生率可達到60%，在技術優化和裝備升級后，再生率還會提高。
“研究發現，反應器構型對不同形式的有機污染物的處理表現出不同的優越性，課題組目前正深入研究環列筒式、板級式等不同構型反應器對持久性有機污染物降解、污染土壤的修復。” 王星敏說。
記者了解到，這個項目已經獲得了3項國家發明專利，分別是自制等離子體反應器、再生一體箱以及處理廢活性炭的技術，還在第十五屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中斬獲了重慶賽區一等獎。
972個零件組裝成一體箱 失敗十余次還要繼續
“再生一體箱”方方正正，看上去就像一個普通儲物箱，沒啥特別。讓人想不到的是，這個箱子組裝時竟用了972個零件。
“這是一次產學研合作，過程中有環保科技企業的工程師指導，團隊成員分工完成了箱體原材料的采購、加工、組裝及調試，市面上幾個主要機電市場不知道來回跑了多少次。”團隊成員、研三學生吳瀟瀟說，僅是等離子反應器都自主設計了五款，最后選擇了效果最好的一個。
記者了解到，這972個零配件組裝成最后的成品，花了半年時間。
“經常是我們好不容易搭建好了，測試了發現不行，只好重來。”吳瀟瀟說，雖然失敗了十多次，但大家都不想放棄。目前樣品已經實現了廢活性炭60%的凈化率，這一數據還會繼續提高。
師生協作搞科研 “互懟”不斷讓產品更優
據悉，該項目由重慶工商大學環境與資源學院王星敏教授、余純麗教授帶領3名研究生和4名本科生團隊，自2012年開始研發而成，項目獲得了重慶市科委應用開發項目(cstc2014yykfA-5003)的資助。
勤于思考，善于辯駁是團隊中學生最大的特點。采訪中，王星敏一直為學生團隊點贊：“只有你喜歡，你才會用心做，并且做得更好。研發過程中，學生起到了重要作用，有時走路吃飯都在思考怎么優化設備，為了提升自制設備性能，師生間常常發生激烈爭論。”
王星敏舉例說，“再生一體箱”的外殼，從產品的推廣角度來看，她認為要用輕便、美觀的材料，如工程塑料，而學生堅持耐用性，并選用了鐵材質。
“我并不是絕對的權威，誰的建議更好用誰的。”王星敏說。為了鼓勵學生的創新創意，團隊按學生的想法加工了設備，雖然耐用，但是設備太重，加工成本還增加了四分之一。最終，在方案優化的討論中，學生主動提出了外殼材質改進方案。“類似的‘互懟’有很多。但大家在這個過程中互相學習，取長補短強化知識與技能，也讓產品的性能一次次有了提高和改善。”王星敏說。
多次測試的數據顯示，“再生一體箱”的等離子體設備和整體裝置，比市面上同類型的產品有進步和提升，操作更簡便，運行成本也更低。
降低環保企業成本 市場前景廣闊
記者了解到，項目立項不久，王星敏團隊的研究就吸引了一家專注廢水和廢氣處理的環保公司的關注，雙方展開了合作。
在該公司總經理看來，“再生一體箱”有很廣闊的市場前景。他表示，活性炭主要用于過濾有毒氣體和污染物，它的缺陷是會飽和。一旦飽和，廢活性炭就成了二次污染源甚至是危險廢物。“購買活性炭需要三至五千元一噸，廢棄后，每噸廢活性炭企業還要花兩三千塊錢去集中規范處理，對企業來說，這就是很大的成本。”他說。
雖然目前市場上已經有催化燃燒這種方法來讓活性炭循環再生，但是資金投入是百萬級的，而且耗電。周燹表示，當“再生一體箱”進入市場應用后，就可以讓企業少花錢，而且它的能耗低，可大大降低處理廢氣、廢水等環保公司的生產成本。
接下來，王星敏團隊還將聯合企業，深化產學研合作，加大創新，對“再生一體箱”進行優化升級，將其應用推廣到工業化生產中。
