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作品名称：光核智酵——基于光催化-厌氧协同废水智能降解与能源回收一体化装备
学校名称：厦门大学嘉庚学院
参赛队伍：光核智酵
队伍编号：230235
参赛学生：李铮淇朱祉安刘思凯张嘉琳
指导老师：周亮
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

“光核智酵——基于光催化-厌氧协同废水智能降解与能源回收一体化装备”针对石油化工行业精对苯二甲酸（PTA）生产废水处理难题而研发。PTA作为全球产量最高的化学品之一，每生产1吨会产生3-10m³高浓度有机废水，其中对苯二甲酸（TA）占COD总量的25%，具有强生物毒性且难降解，传统“厌氧+好氧”工艺存在降解速率慢、能耗高、投资成本大等瓶颈。本装备创新性耦合半导体光催化与厌氧降解技术，以石墨相氮化碳（g-C3N4）为核心材料构建“光发酵体系”，通过其可见光响应特性产生·OH自由基加速TA氧化，同时作为电子导管促进微生物直接种间电子传递（DIET），电子传递速率较传统工艺提升8.6倍，实现TA降解效率提升43%、甲烷产率提高57%。

装置采用圆柱形一体化设计，自下而上分为布水系统、污泥床、光发酵反应区及三相分离区。布水系统通过BT100M蠕动泵实现均匀进水，污泥床在37℃恒温下完成初步降解，光发酵反应区填充涂覆g-C3N4的多孔陶瓷填料，配合自适应切换的太阳光/LED光源，三相分离区通过重力作用实现气液固自动分离，沼气回收率超99%。核心功能包括高效降解、能源回收及智能节能。

该装备通过技术原理创新、装备集成创新及能源循环创新，较传统工艺投资成本降低40万元，处理费用从4.0元/吨降至2.8元/吨，年减少CO₂排放6186kg。适用于石油化工PTA废水处理，可推广至中小型化工企业及工业园区，为工业废水低碳处理提供高效低耗解决方案，推动行业从“达标排放”向“资源循环”转型。