资源与环境工程学院主要面向资源开发利用与环境保护行业开展人才培养与科学研究,专业领域覆盖找矿、采矿、矿物加工、环境保护与资源循环利用整个产业链,在资源和环境领域形成了矿物资源高效分选及利用、三废治理及污染控制技术研发一体化的科研特色和行业优势。学院深入贯彻落实山东省《关于深入学习贯彻习近平总书记重要讲话精神扎实推动黄河流域生态保护和高质量发展的决定》文件精神,主动融入黄河流域生态保护工作,依托环境工程、矿业工程领域的成熟研究成果,重点针对油田油泥、赤泥、煤矸石、粉煤灰、黄金尾矿渣等固废危废,积极推动工业污染物和固废治理成果转化,提高土壤含水率、保肥能力,为黄河流域固废物和水土环境治理提供有力技术支撑,为实现黄河国家战略贡献山理工力量。
一、特色做法
1.坚持需求导向和问题导向,瞄准制约黄河流域生态保护的重点难点问题开展科技攻关,将基础研究和现场应用紧密结合,切实解决实际问题。
2.坚持有组织科研,引育高水平学术带头人,汇聚高水平科研团队,支撑科研成果的转化落地。
二、主要成效
(一)赤泥盐碱性生物调控及其土壤化修复技术
基于“以废治废、资源循环利用”原则和微生物产酸调控原理,以农业固废为生物质改良材料,研究开发赤泥盐碱性生物改良及其土壤化复垦技术。形成了赤泥规模化、生态化处理技术体系,筛选了适宜在改良赤泥上生长的景观绿化型、经济型植物5种,开展了部分植物的小区示范试验;授权发明专利1项,发表高水平学术论文5篇,获得省部级及以上课题3项。
目前全球年赤泥累计对存量已超过50亿t,我国累计堆存量也已逾4亿t,山东省赤泥对存量也已超1亿t,堆存占地面积达数千亩。本技术将为大规模赤泥堆场的安全处理与利用提供有效技术支撑。
(二)耐腐蚀高亲水碳化硅陶瓷膜项目
采用重结晶烧结技术制备了耐腐蚀、高亲水纯相碳化硅陶瓷膜,与山东赛利科膜科技有限公司合作开发了碳化硅平板膜、多通道膜、柱式膜等系列产品。克服了传统有机膜及氧化物陶瓷膜耐腐蚀性差、过滤通量低的问题,可在强酸、强碱、高温等腐蚀环境中长期使用,陶瓷膜过滤精度小于0.1微米。已申报国家发明专利5项,完成山东省重大科技创新工程项目1项。
相比氧化铝陶瓷膜,重结晶碳化硅陶瓷膜的优势是耐腐蚀、高亲水和高通量,因此在强酸强碱等腐蚀性废水、大宗油水高效分离、市政水处理性领域具有良好的应用前景。
(三)农村污水处理与资源化技术
主要工艺包括:预处理+仿生态生化处理+尾水资源化工艺
1.预处理:厌氧颗粒污泥预处理,出水COD控制在200mg/L以下,NH3-N控制在20mg/L以下
2.仿生态生化处理系统:
(1)利用固体废弃物赤泥,制备表面带有正电荷的轻质陶粒滤料,粒径0.5cm,强度高、质量轻、挂膜快;
(2)上层填料为密度率大于1的无机材料掺杂的高分子填料,孔隙率大、比表面积大,具有一定的抗压强度;
(3)曝气系统,改变传统的曝气系统,分层供气,提高氧的传质,控制生物膜的厚度,无需反冲洗。
对出水水质进行全面分析检测,在达到农业灌溉用水标准的基础上,对其进行农业灌溉等资源化利用方面的研究,基于劣质水对土壤—植物—地下水系统影响的综合评价,形成高效安全的资源化利用技术体系。
本工艺适用于人口集聚、利用空间不足、经济条件较好的村庄,管网收集农村污水后采用本工艺集中处理,达标排放。
(四)机械剥离-气泡浮选技术耦合处理含油污泥
含油污泥处理应用较多的是热化学清洗技术,需要投加药剂并且保证水溶液在80-90℃,残渣相含油率仍较高。本项目无需投加药剂且在常温30-50℃下即实现油、水、固三相的高效分离,可作为热化学清洗技术的替代技术,生物修复技术等深度处理技术的前端预处理技术。
适用于处理罐底油泥、落地油泥等,含油率10%以上,含水率低于40%。处理对象为胜利油田罐底油泥,样品处理前后的效果如图所示。
(五)典型大宗工业固废膏体充填协同碳封存智能管控技术
解决膏体充填系统控制算法不精准、智能控制系统延迟效应大等问题,为大宗工业固废及碳源高效绿色处置提供理论基础和技术支撑。相关科研成果获“国际领先”鉴定1项,省部级科技进步奖两项,其中特等奖1项,授权国家发明专利5项,整体技术达到国际领先水平。
我国工业固体废弃物积存近600亿t,技术不仅能实现废弃物无害化处理,还将带动智能制造、矿山等各行业的发展。技术负责人已获山东省科技型中小企业提升工程项目支持,项目名称为:典型大宗工业固废膏体充填处置智能管控系统及装备研发。项目技术已在山东华联矿业股份有限公司等单位实现成果,每个企业年均每年减少尾矿等矿山固废排放达20万吨以上,每个企业年均每年减少降低固废充填成本达300万元以上。
三、工作经验
以认真学习习近平总书记关于黄河流域生态保护和高质量发展的重要论述为前提,以学院相关团队已开展工作和科研成果为基础,精准切入服务黄河流域生态保护的关键技术点,开展有组织科研,形成科研成果的精准对接与实际转化。