乡镇污水处理设施长效运维,是乡村生态振兴的重要命题。江西工业工程职业技术学院 “瓷净方舟” 项目团队瞄准乡镇污水处理 “成本高、寿命短、能耗高” 三大痛点,以三项核心技术赋能陶瓷净水填料研发,用青年科研力量破解乡村治水现实难题,助力农村水环境提质升级。
当前不少乡镇污水处理项目,建设完成之后后期运维压力突出。传统填料原材料采购贵、使用寿命短,需要年年更换;高温烧结生产模式能耗巨大,进一步抬高综合成本,让部分村镇面临治污 “有心无力” 的困境。“瓷净方舟” 项目瞄准这一现实矛盾,从原料、材料性能、生产工艺三个维度同步开展技术革新。
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原料端,团队就地取用萍乡本地煤渣、废玻璃、铝渣、废瓷粉,实现四种工业固废协同配比,100% 替代传统矿物原料。借助粒度级配与化学组分互补,激发固废材料活性,强化填料整体骨架,原料成本下降 40%。既消化处置地方工业固废,又从源头降低净水产品物料成本,缓解乡村污水处理的经济压力。
材料性能层面,项目首创 MOFsPU 微胶囊自修复技术,把微胶囊均匀分散在陶瓷填料基体内部。填料在污水环境下产生微裂纹时,裂纹应力触发胶囊破裂,释放硅酸盐修复剂,遇水固化填充裂隙,修复率≥80%,填料更换周期从 1 年延长至 3 年以上,运维更换成本降低 40%,有效解决填料易粉化失效的痛点。
生产工艺上,团队创新低温固化成型技术,摒弃传统 1200℃以上高温烧结,采用 100150℃梯度升温固化,全程无燃烧、无烟气排放,能耗降低 90%,低温条件保护微胶囊结构不被破坏,保障自修复功能正常发挥。产出 20mm 多孔陶瓷颗粒,铺设于生物滤池,依靠生物膜实现污水污染物降解。
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项目团队深入赣鄱 20 县 58 村开展实地调研,充分掌握乡镇污水治理真实需求,联动挺进环保科技、三盈科技开展落地试点,产品投入使用后水质优化效果明显。
从实验室配方迭代到乡村实地试点,项目团队把科研论文写在乡野大地上。下一步团队将持续完善产品,深化校企协同,推动技术进一步落地推广,以低成本、长寿命的净水产品,为更多乡镇守护好水生态环境,为乡村生态振兴注入青年科技动能。
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