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常州碳星:全国首创石墨烯基金属网膜过滤蓝藻处理系统

2018-11-22 15:54:53 288

  常州市碳星科技公司与东南大学、江南石墨烯研究院合作研发的由石墨烯基金属网膜过滤系统+压滤设备蓝藻处理系统,已成功应用于滇池、巢湖。

       “公司与东南大学、江南石墨烯研究院合作研发的由石墨烯基金属网膜过滤系统+压滤设备蓝藻处理系统,已成功应用于滇池、巢湖。 这也是我国首个采用该项技术对蓝藻进行处理。”常州市碳星科技公司首席执行官张卓然说。
       进入夏季,蓝藻爆发进入高峰期。 现在采用的蓝藻处理方式多为筛网过滤以及将藻水运输到藻水分离站通过加药絮凝、气浮、压滤、离心等工艺进行分离。传统筛网过滤的弊病在于分离精度不高(分离后水中藻含量>10%)、效率较低、网孔极易堵塞;将藻水运输到藻水分离站处理的结果即为分离效果明显,但是其前期建设成本较高、运营成本也较高,由于处理时还引入了化学絮凝剂对于处理后的水有一定的影响。
       常州市碳星科技公司首创的处理蓝藻方式,采用石墨烯基金属网膜过滤系统+压滤设备(压滤网膜采用石墨烯基亲水网膜)的形式,可以直接将水面的藻水进行快速分离、浓缩,分离后的水中含藻量低于5%,浓缩后的藻泥含水率为90%左右,并且不需要加化学絮凝剂。

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石墨烯/氧化石墨烯分离膜
 
       这样产生的藻泥可以作为有机肥、生物质膜等使用,并且日处理量为12000吨的整体设备的能耗仅为21KWh。由于处理效率高、分离精度大导致处理后的水中蓝藻粒子粒径远远低于爆发时尺寸,也极大地降低了蓝藻爆发的可能性。
       碳星科技公司的毕恒昌博士介绍,石墨烯基金属网膜过滤系统是自清洗过滤器中的一种,而在其中起主导作用的石墨烯基金属网膜采用了改性的石墨烯作为主要原材料,这使得石墨烯具备的超高比表面积(理论值高达2630 m2/g)、吸附容量大、机械强度高(最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材高200倍;拉伸幅度能达到自身尺寸的20 %)等特性得以充分发挥。
       与此同时,基于以上石墨烯优异的特性,碳星公司研发的石墨烯复合衍生物及改性的石墨烯,由于其表面富含官能团能对水中的带电胶体颗粒具有很好的吸附富集能力。加之石墨烯在金属网膜丝表面形成多层次的凸起以及网膜结构,能够增加其比表面积和吸附容量,并能有效地阻隔颗粒物的通过。传统的过滤网,由于孔径和水通量这个矛盾体,无法两全。
       石墨烯强大的亲水性解决了过滤效率和水通量这个矛盾。该金属网膜具有吸附性量大、过滤性能好、耐磨性能高、工作温度可达150oC、耐腐蚀性好、使用寿命长等优良特性,使得其在分离效果、过滤效率上的优势极为明显。
       其实这是常州市实施创新29条以来的一个缩影。常州市科技局副局长张朝晖说,在国家科技税收政策、江苏省创新40条政策、常州市创新29政策的协同作用下,该市创新活动的大规模涌现、创新效率不断提高。2017年,该市研发费用占GDP的比重达到2.79%,高新技术产业产值占规模以上工业产值比重预计达44.6%,科技进步贡献率达62.8%,科技创新为高质量发展提供了强大动能。