水污染控制与水资源利用领域汇编
水污染控制与水资源利用领域汇编
天津科技大学(TianjinUniversityofScienceand
Technology),位于天津市,是中央和地方共建、天津市重
点建设高校,入选国家“111计划”、教育部“卓越工程师
教育培养计划”高校、天津市“双一流”建设高校、国家建
设高水平大学公派研究生项目、国家“特色重点学科项目”
建设高校、国家级新工科研究与实践项目、国家级大学生创
新创业训练计划、中国政府奖学金来华留学生接收院校,为
CDIO工程教育联盟、“一带一路”高校食品教育科技联盟成
员单位。学校创建于1958年,时名为河北轻工业学院,是全
国首批4所轻工类本科院校之一,隶属轻工业部。1959年,
天津大学制浆造纸专业的主要师资和实验设备调入学校。1
964年,北京轻工业学院发酵工学专业、无锡轻工业学院塑
料成型加工专业先后调入学校。1968年,学校改名为天津轻
工业学院。1971年,天津大学制浆造纸专业全部调入学校。
1972年,北京轻工业学院盐化专业和轻工业部塘沽盐业专科
学校合并后划归学校。1998年,学校的管理体制改为中央与
地方共建、以天津市管理为主。2002年。经教育部批准,学
校更名为天津科技大学。
煤化工废水零排放及浓盐水分盐结晶技术,在内蒙
古达拉特旗新奥工业园新能达旗一期60万吨甲醇项目现场建
设了包括200m3/h污水处理系统、300m3/h脱盐水系统、430
m3/h污水回用系统、5m3/h浓盐水分盐结晶系统在内的煤化
工废水零排放示范项目。
截止2017年9月,该项目已经连续稳定运行2年,取得
了良好的示范效果。同时利用该项技术可以运用到中药提取
、海水淡化、化工污水处理等领域。
在内蒙古达拉特旗新奥工业园新能达旗一期60万吨
甲醇项目现场建设了包括200m3/h污水处理系统、300m3/h脱
盐水系统、430m3/h污水回用系统、5m3/h浓盐水分盐结晶系
统在内的煤化工废水零排放示范项目。
以生物质废弃物汉麻秆芯为碳源、磷钨酸为催化剂
,采用水热碳化结合高温活化技术制备;产品比表面积最大
可达到2310.4m2/g,产品表面孔隙率高,属微孔活性碳材料
,多孔碳材料具有部分石墨化结构。
此外,产品具有优异的吸附性能,对亚甲基蓝最佳吸
附量高达2424.2mg/g,高于其它类型活性炭产品。同时利用
大麻纤维具有的抗菌、防紫外线功能及大麻杆芯活性炭的优
异吸附性能,开发新下一代生物医疗保健产品(抗菌除臭保
健鞋垫及保健袜子)。
汉麻杆芯基活性炭微观形貌如SEM图所示:
活性炭(SEM)
碳材料分别在吸附性能和电化学性能方面表现出了优
异的性能,相关研究成果正在申请发明专利(申请号:201
910236183.X;201910235345.8)。
上述相关研究工作的积累,为汉麻基碳材料的产业化
应用及开发新一代生物保健产品打下了坚实的基础。
相关研究成果正在申请发明专利(申请号:20191
0236183.X;201910235345.8)。
技术内容该系统属于首创,荣获日本水环境学会国
际交流奖、农业部一等奖、教育部挑战杯一等奖、天津市科
技进步一等奖,在4项省部级的水专项课题的大力支持下,
开展了科学研究、技术开发和示范工程,形成了4项关键集
成技术:
(1)生物滤床替代活性污泥的平推流与全混流耦合
的净化槽的科技创新。
(2)无动力增氧归一模块化水解槽的科技创新。
(3)净化槽串并联系统的科技创新。
(4)无回流多级A/O脱氮工艺和电解法与生态滤床的
耦合除磷技术的科技创新,构建了国际先进的、适合于我国
农村生活污水的归一模块化净化槽串并联处理系统,是我国
该领域中的技术领跑者。
可以广泛地应用于我国不同地区的农村生活污水处
理。
1、获得荣誉该系统属于首创,荣获日本水环境学
会国际交流奖、农业部一等奖、教育部挑战杯一等奖、天津
市科技进步一等奖,2、授权专利[1]王昶,一种多户生活污
水水解槽与多台处理装置联用的组合设备,ZL20151093696
0。3,2018-08-21[2]王昶,多户生活污水水解槽与多台处
理装置串并联组合装置,实用新型专利:ZL201521060593。
7,2016-6-29[3]王昶,一种多功能高效降解水解槽,2016
11242145。8,2016-12-29[4]王昶,用于处理生活污水的多
功能高效降解水解槽,实用新型ZL201621461542。X,2017
-09-08[5]王昶,一种文丘里微曝臭氧污泥减量化装置,ZL
201821505273。1,2019-07-02
1、该项目根据河北省张北瑞泰饲料有限公司实际
需求,基于河北省-天津科技大学省校科技合作开发资金项
目的支持,旨在实现对甜菜制糖业的副产物——酵母醪液的
最大限度的清洁处理及资源化综合利用。
2、该项目通过研发流态化与旋流干燥技术及装置,
提高了醪液的处理量,降低了能耗,有效回收酵母醪液中的
有用成分,解决了酵母醪液等生物废液的清洁处理问题。工
艺节能、环保,并根据实际需要将之有效利用、作为动物饲
料的添加营养物质,提出了新型热力干燥方法和过程评价办
法,设计建造了处理量为2吨/小时的工业化生产装置,对制
糖业循环经济起到了重要作用。
3、该项目在河北天露集团推广应用,项目累计处理
酵母醪液超过3万吨,减少N、P、BOD、COD等面源污染30万
吨,经济效益约1000万元,有效治理了河北天露集团酵母醪
液的污染问题,同时,为周边农民提供了大量就业机会,提
高了农民种植甜菜的积极性,以张北为中心的甜菜种植面积
达到14多万亩,增加了白糖产量,拉动了农村经济的发展。
该项目在河北天露集团推广应用,项目累计处理酵
母醪液超过3万吨,减少N、P、BOD、COD等面源污染30万吨
,经济效益约1000万元,有效治理了河北天露集团酵母醪液
的污染问题,同时,为周边农民提供了大量就业机会,提高
了农民种植甜菜的积极性,以张北为中心的甜菜种植面积达
到14多万亩,增加了白糖产量,拉动了农村经济的发展。
1、一体化可移动污水处理装置是一套污水处理单
元的组合装置,具有处理效率高,出水水质稳定,运输操作
方便和运行成本低的特点。针对不同的水质和处理要求,采
用不同的处理工艺,可以(1)减轻分散污染源污染,提高
水资源利用率;(2)现场制备分散绿地的绿化用水;(3)
机动灵活地应对紧急污水处理需求;(4)提供应急饮用水
源。
2、该装置采用厌氧水解-MBBR-沉淀-过滤-消毒工艺
对临时工地生活污水进行处理,处理后的出水水质满足《城
市污水再生利用城市杂用水水质》的要求,可用于工地冲厕
、抑尘、绿化等,还可以作为应急污水处理装置应对突发水
污染事件。
3、目前已经在中集天津专有车辆有限公司、塘沽传
染病医院污水设施检修现场、西部矿业建设工地临时办公区
、海晶聚合公司等20余家单位应用。
4、针对不同的用户需求,根据水质情况,提供10-5
00吨/天系列化可组合移动式污水处理设备,可购置还可租
赁,并提供技术支持。设备外形尺寸:主要提供三种规格的
一体化设备,即20、35、40英尺标准集装箱规格,以方便运
输。
5、以50吨/d移动污水处理装置为例,每年处理水量
为18250吨,吨水处理费用0.8元,回用18000吨,每吨水7.
85元,可节约水费12.6(18000×7=12.6)万元。
6、一体化可移动污水处理装置对分散污水进行无害
化、资源化处理,大大减少了环境污染,增加城市的环境容
量,改善城市的投资环境,促进宜居生态城市建设;此外开
展污水回用,为城市用水开辟第二水源,节约了宝贵的淡水
资源,有利于缓解城市的用水压力,具有重要的社会效益。
目前已经在中集天津专有车辆有限公司、塘沽传染
病医院污水设施检修现场、西部矿业建设工地临时办公区、
海晶聚合公司等20余家单位应用。
高含磷废水处理过程中,因水中一般存在COD高、
水体污染严重,不能排放,处理过程复杂、难度大等特点,
本技术采用独立研发的化学除磷水解酸化接触氧化的多丛手
段结合的处理模式,。
先通过低成本的化学除磷去掉磷及部分重金属物质,
后通过臭氧氧化或芬顿氧化降除COD,再采用生化技术继续
处理水中部分难降解有机物,后通过多层过滤达到最优处理
效果,经该技术处理可达到国家排放标准。
目前该技术已完成应用实例,应用于中国海洋石油总
公司管道工程公司广州南沙项目现场,项目可实现40t/d日
处理量,产水稳定,得到用户的一致满意。
目前该技术已完成应用实例,应用于中国海洋石油
总公司管道工程公司广州南沙项目现场,项目可实现40t/d
日处理量,产水稳定,得到用户的一致满意。
该项目研发了排水管渠原位固化修复材料-内衬管
,并进行了产业化实现和工程应用示范。
通过技术集成和工艺优化,创新了软管接缝同步复合
技术和装备,研究了产品标准,实现了材料的标准化生产和
质量控制;经过软管厚度和幅宽设计,与用户需求和复杂管
情紧密结合,确保了软管与树脂浸渍效果,保证了施工质量
和固化质量。
课题组开发的内衬软管同步复合装备,经过数年的优
化,已具备较好的拓展性,制备管径满足DN300-2500要求,
单套日产量高于500m/d,可提供个性化定制服务,满足异型
管道及检查井的修复需要。
目前采用该系统装备已生产了10km的软管,其中2
.8km用于重庆渝中区和永川区示范工程,为当地管网综合整
治贡献了力量,恢复了管网的通水功能,延长了管道的使用
寿命,为企业实现直接经济效益约2000万元,间接经济效益
约5000万元,获得了业主和用户的认可。
1、该成果可拓展用于给水管道、燃气管道、石油管
道及化工管道的原位固化修复过程中,具备较大的价格和供
货优势,并可替代进口产品。
2、设备可销售、可租赁,也可提供培训服务,较国
外进口装备具有较强的价格优势。
1、申请专利14项,授权3项专利;
2、发表论文7篇。
(1)高分子材料改性及加工技术;(2)热稳定及
防老化技术;(3)生物医用高分子材料;(4)电化学柔性
高分子材料;(5)聚烯烃分级及其构效关系;(6)高分子
材料高
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
1、项目简介
在利用钙型卤水真空制盐过程中因蒸发速率高,析出
的石膏粒度很小(约为4-6μm),致使只能用板框压滤进行
分离,分离后的石膏不仅含水量大,而且含盐量高达8-12%
;目前因环保的要求提高,此种盐石膏已难以直接做为水泥
添加剂出售,现多数真空制盐厂采取集中堆放,难以利用,
既造成对周围环境的严重污染,又造成资源的浪费。
2、主要技术特点
本技术利用在盐石膏中添加激发剂的方法,使无水石
膏在15-20小时内转化成为二水石膏,同时使石膏粒度由原
来的4-6μm增大到30μm以上,从而有效强化了分离和洗涤操
作效果,通过一次洗涤利用离心分离后的石膏,含盐量可在
0.8%以下,达到资源化利用的目的。
本技术工艺流程短,设备简单,投资小。经转晶脱
盐后的石膏即可直接做为水泥添加剂出售,也可进行深加工
为建筑石膏。社会效益高,经济效益明显。
(1)化工分离与纯化理论及应用;(2)复杂体系
含盐废水分质结晶处理技术;(3)含盐废固的资源化利用
;(4)蒸发结晶工艺与装置的研究与设计;(5)卤水化工
与热力学。
1、项目简介
目前在制盐及盐化工行业,以MVR进行钙型卤水为原
料生产精制盐时,因其钙离子的存在结垢问题难以解决,所
以多采用两碱法软化工艺,或在预热器及结晶器结垢后被动
人为清理,不仅投资大、运行成本高也造成了设备的利用率
下降。现已是行业中的难题。
2、主要技术特点
利用本研究的晶种法防垢技术,在不进行除钙软化等
预处理的情况下,能有效解决在对钙型卤水利用MVR及多效
蒸发结晶过程中,预热器及结晶器中的硫酸钙结垢问题。能
使预热中的清垢周期从目前的15天左右提高至100天以上,
并可实现硫酸钙及产品的有效分离。
3、经济及社会效益
该技术可用于新上装置和现有装置改造升级,经济效
益明显。
本工艺技术成熟,现已在完成0.5t/hMVR中试装置
现场运行基础上,实现30m3/h含钙镁浓盐水的工业化应用。
(1)化工分离与纯化理论及应用;(2)复杂体系
含盐废水分质结晶处理技术;(3)含盐废固的资源化利用
;(4)蒸发结晶工艺与装置的研究与设计;(5)卤水化工
与热力学。
项目简介
焚烧飞灰一般是在城市垃圾焚烧过程中产生的,由烟
气净化系统收集或者沉积在烟道底部的物质。其中含有较高
浓度的钠钾等盐类离子及Pb、Cd、Hg等重金属元素和二噁英
,属于危险废物。
主要技术特点
首先将焚烧飞灰通过水浸取工艺处理,去除其中的可
溶性盐类物质,经固液分离后的飞灰残渣去水泥窑生产水泥
;浸取液利用MVR蒸发结晶与冷却或真空结晶相结合工艺,
实现其中主要盐类氯化钾与氯化钠的分离,产品符合工业级
要求;所产蒸馏水TDS≤500mg/L,回收循环利用,达到资源
化高值化处理目的。
经济及社会效益
以中型垃圾焚烧厂为例,飞灰浸取液约40m3/h。年可
提取氯化钠14000吨,提取氯化钾8000吨左右。(吨售价氯
化钠按100元,氯化钾按2000元计),加上危险飞灰处理补
贴费用,其经济效益非常可观。
目前国内对飞灰合法的处理出路基本上是填埋进安
全填埋场。水洗后的飞灰与水泥窑共处置技术相结合对环境
零排放,解决了目前难以解决的飞灰处理难题。
(1)化工分离与纯化理论及应用;(2)复杂体系
含盐废水分质结晶处理技术;(3)含盐废固的资源化利用
;(4)蒸发结晶工艺与装置的研究与设计;(5)卤水化工
与热力学。
离子膜电解法制碱是目前最先进的烧碱生产工艺,
但是离子膜法制碱生产中,盐水质量是整个工艺的关键,直
接关系到电解槽的耗电量和离子膜的使用寿命,而耗电量和
膜占烧碱成本比例较大。
当盐水中碘的含量超过0.2mg/L时,易生成沉淀聚积
于离子膜,从而将降低膜的使用寿命,并降低电流效率。
适用于全卤制碱和原盐法制碱企业的原卤水、精盐水
。
本技术结合高性能吸附树脂的吸附,实现将盐水中
碘的含量稳定地降低至低于0.2mg/L。
采用自行研制的膜材料、膜元件以及工业装备系统
进行了膜蒸馏平板膜组件结构设计,对含有硝酸、硝酸铀酰
的溶液进行分离浓缩实验。
针对废水水质:固含量<6%、铀含量60g/L、硝酸浓
度0.1mol/L;经直接接触式膜蒸馏装备系统处理后控制铀浓
缩浓度>480g/L;淡化水铀浓度:<0.05g/L。
项目采用标准集装箱封闭撬装式装配方式,占地面
积小,无气体废弃物和固体废弃物;膜组件浓侧为高浓度含
铀溶液,淡侧为硝酸溶液,在达到铀浓缩的基础上,可以回
收循环利用硝酸。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
首次建立多级膜蒸馏浓缩淡化浓海水制卤工艺并实
现产业化,膜蒸馏过程通过利用低品位热源实现海水浓缩,
产出淡水中无机盐脱除率均可达99.9%。
成果应用于天津长芦海晶集团年产40万吨海盐产业化
示范工程,成卤周期由45天降至30天,盐田单产从每公顷6
6吨提高至175吨,制卤能力提高160%。
膜蒸馏过程通过利用低品位热源实现海水浓缩,产
出淡水中无机盐脱除率均可达99.9%
成果应用于天津长芦海晶集团年产40万吨海盐产业
化示范工程,成卤周期由45天降至30天,盐田单产从每公顷
66吨提高至175吨,制卤能力提高160%。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
针对盐度4500ppm、COD5700ppm、氨氮含量76ppm的
印染废水,通过膜生物反应器(MBR)—超滤(UF)—反渗
透(RO)的膜耦合工艺,利用MBR技术分解染料有机物以降
低废水中COD,进一步通过UF技术分离有机物和固体颗粒等
。
采用RO技术进行盐水分离,最终实现产水盐度
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
蓖麻油生产癸二酸后,产生的废水,水体主要无机
盐为硫酸钠,有机物为甘油、脂肪酸,COD4000——6000mg
/L,TDS8%——10%。
该废液进入多效MVR,为保证蒸发系统的稳定操作和
COD平衡,需定期或连续外排蒸发母液,产生5——15T/h的
高含盐高COD的外排母液,COD24万——30万mg/L,TDS20%以
上,根据业主要求出水COD降低50%以上。
经过沉降和自清洗过滤器后,调减后进入臭氧闷爆
罐和臭氧催化氧化装置,经过简单过滤后,进入冷冻结晶单
元,析出部分十水硫酸钠,用稀硫酸调节pH至5.5——6,析
出大量葵二酸,COD降低至14万ppm,进入湿法催化氧化或活
性焦吸附单元COD降低至10万以内,颜色微黄清澈,该液体
冷却后,清洗上述析出的葵二酸和硫酸钠,得到纯度高于9
5%的硫酸钠和葵二酸。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
丁辛醇缩合废水具有高pH、高COD及高盐含量等特
点,处理难度都极大,每年缩合废水排放量达到15000吨。
根据检测缩合废水水质如下:
COD(mg/L)43000-110000,pH13.09-13.8,盐度5.
3%,TOC(mg/L)14675。
1、工艺流程结合酸化—气浮法、酸化—氧化法,
将臭氧尾气返回通入原水中,解决高浓度臭氧对于环境的污
染;
2、综合使氧化塔的臭氧尾气对进水进行预处理,达
到大幅度减少药剂的使用,降低吨水处理成本;
3、用DTRO膜进行有机物的截流;
4、对水体中的有机物进行隔油回收,提高装置的经
济性。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
项目环氧树脂生产废水为原料,其特点为高盐(1
2%)、高COD(15400mg/L),强酸性(含15%硫酸溶液)。
项目通过气浮除油、电渗析浓缩、臭氧曝气、反渗透
过滤等工艺,依次获得纯度>50%的甲醇浓液、弱酸性冷
凝水、20%的硫酸溶液、及纯度>98%的硫酸氢钠,经处理
回收的甲醛、硫酸溶液、硫酸钠产品均满足工艺回用标准。
无杂离子引入,避免高温、高压、高噪音,设备可
模块化组合,智能化控制,占地面积小。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
工程以镁法脱硫废水为原料,工程设有多介质过滤
器、换热器、自清洗过滤器、超滤装置、超滤产水池、保安
过滤器、反冲洗废水池、MVR车间、加药间、变配电室和中
控室等建、构筑物,工程总建筑面积约610m2。
根据工业园区建设、经济发展的实际情况,为了减少
固废以及回收废水中的镁资源、项目通过曝气氧化、重金属
沉降、超滤等方法进行处理。
该技术中,9%的浓盐水采用MVR蒸发-冷冻结晶的技
术处理,结晶的产物可以回收废水中85%的镁资源,并制备
获得纯度高达99.5%的工业级七水硫酸镁。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
工程以化工厂区的污水处理厂的进水为原料,工程
设有多介质过滤器、换热器、自清洗过滤器、超滤装置、超
滤产水池、保安过滤器、RO装置、反渗透产水池、反冲洗废
水池、回用水泵房、加药间、变配电室和中控室等建、构筑
物。
污水厂中水回用工程总建筑面积3726.40m2,总占地
11.85亩。
1、为了合理利用水资源,中水回用工程采用一级
超滤+反渗透系统,产水率为95%,处理后的回用水一部分作
为公司的循环水补水,其余作为园区的绿化、道路喷洒用水
。
2、剩余约5%的浓盐水采用MVR蒸发结晶,结晶的产物
可以采用分步结晶的方式形成纯度较高的氯化钠、硫酸钠以
及硝酸钠与氯化钠混盐,高效澄清池或者软化澄清池的物化
底物可以送至危废处理资质的单位进行处置本。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
服务于国家的“蓝色海湾整治行动”,立足渤海区
域,利用卫星遥感手段对渤海岸线的长期变化过程进行了评
价,然后建立了渤海高分辨率的三维水动力和泥沙输运数学
模型,评估围填海工程对海域特别是工程建筑物附近水动力
环境和地形冲淤的影响,为海岸整治修复提供依据。
同时在认识泥沙输运规律的基础上,进一步探究渤海
水体中以泥沙作为载体的污染物的迁移扩散规律,进而对渤
海水环境变化进行评价。
目前相应成果已应用于港口及海岸工程建设前的海域
使用论证、清淤疏浚整治过程中悬浮泥沙的扩散路径和对水
质影响范围的预测等。
结合遥感和数值模型模型,评估围填海工程对水动
力和地形冲淤影响,依据监测数据和生态模型,开展环境承
载力评估;已实现技术落地应用
近海动力和生态年际变化及其演变机制、全球变化
和人类活动
在渤、黄、东海建立了包括氮、磷、硅循环的低营
养层生态系统动力学模型,模型包括了两种浮游植物植物、
三种营养盐、两种有机碎屑,考虑了海气界面、水沉积物界
面、河流、外洋等营养盐输入。
耦合模型可用于研究多重压力下近海低营养层生态系
统的演变规律,探讨物理和生态过程、不同界面输入对渤黄
东海生态系统的影响。模型还耦合了CO2、DMS等温室气体循
环模型,可用于评估中国近海生态系统对于气候变化的响应
和反馈。
在该基础生态模型的基础上还发展了溶解氧、绿潮和
水母等灾害性生态过程模型,可以开展灾害性生态过程的模
拟、预报与评估等工作。
模型分辨率高,模拟结果可靠性强;以高分辨率模
型为基础叠加多模块,可实现多种生态环境要素模拟。
近海动力和生态年际变化及其演变机制、全球变化
和人类活动
1、研创玉米秸秆、棉杆、麦草等农作物秸秆综合
利用成套技术与设备;
这项技术与设备的研发旨在实现农作物秸秆的综合利
用。通过对玉米秸秆、棉杆、麦草等农作物秸秆的处理,可
以将其转化为有用的产品或能源。
2、高值饲料、有机肥料、成型燃料、纸浆材料。
利用这套技术与设备,农作物秸秆可以被加工成高值
饲料,用于养殖业的发展。同时,还可以将其转化为有机肥
料,用于农田的施肥。此外,农作物秸秆还可以被加工成成
型燃料,用于能源生产。另外,农作物秸秆还可以被加工成
纸浆材料,用于纸张生产。
成本低、多联产、工业化
天然产物、生物活性物质功能及机理研究;“食品
添加剂与功能配料生产和应用技术”、“天然活性物质及其
营养调控”,从食品添加剂的绿色制造和营养功能两方面提
高食品质量与安全水平;
食品安全检测技术与装备开发、食品质量与安全控
制、食品安全与风险评估等
主要开展重点城市典型重现期风暴潮估计、可能最
大风暴潮计算、风暴潮极端降雨复合型灾害风险评估、未来
气候变化情景下风暴潮灾害预测、基于大数据神经网络风暴
潮预报模型开发与应用、“海洋热浪”复合型极端事件的分
析与评估。
系统全面的基于观测、再分析、数值模型、神经网
络结合的方式针对风暴潮、海平面上升、海洋热浪等海洋动
力生态灾害进行过去、现在、未来变化分析,已经形成了完
善的技术手段和流程。
近海动力和生态年际变化及其演变机制、全球变化
和人类活动
本实用新型涉及一种提高微藻养殖中二氧化碳利用
率的装置,养殖池的内部设置气体密封罩,气体密封罩的底
端开口,且与养殖池池底间隔设置,气体密封罩顶端端面分
别制有气体入口和排气阀,气体密封罩的气体入口通过供气
管路连接二氧化碳储气罐,供气管路上设置压力表。
养殖池内部还设置一气液混合装置,气液混合装置处
于气体密封罩罩体内部且液面以下的位置。本装置增加了气
液混合装置,通过二氧化碳气体的循环溶解,可有效地增加
微藻养殖藻液中二氧化碳的吸收含量和溶解速度,并对升腾
的未溶解的气体进行收集循环溶解,可以极大提高气体的利
用效率,降低微藻的养殖成本,不会对环境造成不良影响。
本发明涉及一种环保疏浚堆场底泥原位快速脱水系
统,包括输入单元、格栅单元、正压抽滤排水单元、溢流泥
浆沉淀单元、余水净化单元及余水排放单元,上述各个单元
依次连接;
正压抽滤排水单元的底部平面为梯形设计,在正压抽
滤排水单元的底部均排布有排水管路,该排水管路通过真空
水泵与两侧的导水槽相连接,抽滤余水与导水槽相连进入余
水排放单元;
本系统结合疏浚工程实际情况和国内外疏浚堆场底泥
的干化工艺,集底泥脱水、干化、泥沙分级、余水处理等一
系列的功能于一体,具有处理规模大、环境污染小、工期短
、经济效益高等特点,有效解决传统疏浚堆场的困境。
本实用新型公开一种野外营地组合式化粪装置,该
野外营地组合式化粪装置包括:依次串联连接的原水箱、净
水器和产水箱;原水箱位于净水器和产水箱的上方;原水箱
上部设置有进水的原水管,原水箱下部设置有原水出水管;
原水出水管连接净水器的进水口,净水器的出水口连接净水
器出水管;净水器出水管连接产水箱上部的进水口,产水箱
下部出水管为饮用水出水口。
本实用新型有益效果是:可车载移动,集水调节池可
拆卸,使用方便;广泛用于野外营地生活污水的预处理。
本实用新型公开一种野外营地生活污水一体化处理
装置,该野外莒地生活污水一体化处理装置包括:依次串联
连接的厌氧池、接触氧化池、中间水池、过滤器和消毒产水
池;该野外营地生活污水一体化处理装置安装于车架上;车
架下部设有支撑柱和车轮。
本实用新型设计合理,其可车载移动的一体化设计,
具有使用方便,经济实用的优点,可广泛用于野外营地生活
污水的预处理。
次串联连接的第一消毒室、输送管道和第二消毒室
;
污泥在第一消毒室和第二消毒室内移动,靠近消毒室
内壁的外层污泥接受来自电阻丝的热量,使温度升高,达到
连续消毒的目的;
通过螺旋片的旋转,促进内层污泥和外层污泥的对流
传热,热能利用效率高;
螺旋片旋转带动污泥旋转前移,产生的静压力较高,
可对含水率相对较低的污泥进行消毒处理;
该消毒设备结构简单,可广泛用于污水处理装置污泥
的消毒。
本实用新型公开了一种模拟滨海平原水库水质咸化
垂直变化规律的装置,该装置包括土柱3,在土柱3上部的侧
壁上设置有进水口2,泄水口6,进水口2通过管路与水库水
或外调水供水容器1连接,泄水口6通过管路与溢出水集水容
器7连接;土柱3的底部设置有地下咸水进水口9,地下咸水
进水口9通过管路与地下咸水定水头供水容器10连接,在土
柱3的侧壁上设置有取样口8。
本实用新型的装置可以模拟不同影响因素,如浅层地
下咸水、底质盐分释放、外调水与水库水混合作用、风的扰
动等影响下滨海水库水质咸化垂直变化规律,也可以改变柱
内蓄水水质、咸水水位埋深等不同试验条件研究地下咸水上
移的水文地球化学作用以及咸淡水界面上移规律。
本实用新型公开了一种模拟水库地下水与上覆水盐
分和水量交换装置,该装置在水槽(3)的两端设置有咸水
进水室(1),水槽的两端壁的底端位置高于水槽(3)底壁
水平位置,在水槽端壁的底端与水槽(3)底壁之间设置有
竖置网(5),使咸水进水室(1)与水槽(3)相通,水槽
前壁上设置有取样口(2),第一横置网(8)和第二横置网
(9)设置在水槽(3)内。
本装置可以模拟不同影响因素,如浅层地下咸水、底
质盐分释放、外调水与水库水混合作用、风的扰动(配置电
扇)等影响下滨海水库水质咸化垂直剖面变化规律,也可以
改变槽内蓄水水质、咸水水位埋深等不同试验条件研究地下
咸水上移的水文地球化学作用以及咸淡水界面上移规律。
海水淡化水矿化技术。
海水淡化是解决淡水资源危机的主要途径,而目前获
得的海水淡化水水质的缓冲能力较弱,不稳定程度高且具有
很强的腐蚀性和侵蚀性,将海水淡化水直接引入城市生活用
水的管网系统,在铸铁旧管网中会发生常见的红水现象。
所以在进入自来水市政管网之前要进行预处理,提高
矿物质和碱度含量,使其水质稳定,同时减低淡化水的腐蚀
性和侵蚀性,并符合生活饮用水标准。
本成果通过CO2促进天然矿石溶解的方法,提高海水
淡化水矿物质含量并提高水质稳定性,再以适当配比与原市
政供水进行混配,并根据此工艺设计制备了矿化设备。
此方法较直接向淡化水中投加化学药剂成本大大降低
,且原料廉价易得,同时对海水淡化水与原市政供水进行综
合利用,大幅提高城市供水能力,减省为海水淡化水新建城
市供水管网的建设费用。
1、随着海水淡化技术的成本逐渐降低,我国海水
淡化水的生产能力迅速的增长,海水淡化水的应用规模正逐
步从以前的工业利用向市政用水过渡。
2、而解决其稳定性问题是用于市政供水的必经步骤
,此项技术的利用具有广阔的前景。本成果目前已被塘沽中
法供水有限公司使用,使其提高供水能力约9万吨/天。
水母灾害暴发机制与生态效应的模型研究水母暴发
现象在全球诸多海域出现,有些区域相当严重。有关报道指
出,黑海、地中海和我国所在的东亚海域(日本内海、朝鲜
半岛周边海域、东中国海、黄海和渤海)是大型水母暴发的
"重灾区",对滨海旅游和沿海工业设施造成巨大
损失,严重威胁渔业资源、海洋环境和生态安全,有时还导
致一系列的经济、社会和国际政治问题,已引起全球范围内
的广泛重视。
对水母灾害发生机制与生态效应进行量化研究,是国
际科学前沿,也符合我国社会经济可持续发展的迫切需求。
教授主持的课题《水母灾害暴发机制与生态效应的模型研究
》依托中科院海洋研究所所长孙松研究员主持的973项目《
中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效应》,在
项目研究提供的生物参数和生态过程基础上,围绕项目提出
的关键科学问题"导致我国近海水母暴发的主要因素、
关键过程和驱动机理"和"水母暴发对海洋生态系
统的影响途径与致灾机理"进行模型量化和情景预测,
给出水母种群暴发主要因素和灾害水母暴发主要生态效应,
预测生态系统状态变化的可能阈值,推断灾害水母主要源地
及暴发区环境的作用,即从个体发育模型、种群动态模型和
生态系统模型三个层面对导致水母种群暴发的因素进行量化
区分,以数值实验、情景预测认识灾害水母暴发的生态效应
,是解决本项目关键科学问题的一个重要手段;依据室内实
验、水族培养和野外观测建立和改进模型,预测不同理化环
境条件下未来水母种群动态化趋势是本项目的一个创新点。
海水卤水为原料制取环保氢氧化镁的工业化技术。
海盐生产副产的苦卤及实施海水淡化后所得的浓海水中均含
有大量的镁,是生产氢氧化镁极好的原料。
本技术采用母液除硫-氢氧化钙沉淀工艺,以化学反
应、工业结晶理论为依据,通过试验确定最佳工艺条件,通
过中试形成了完整的生产工艺技术。
模块式农村生活污水高效处理净化系统。
农村生活污水严重威胁着我国的水体安全。为了适应
农村生活污水排放的特点,天津科技大学课题组从2004年起
就开始潜心研究开发农村分散式生活污水处理净化槽项目。
前期开发的单户型净化槽示范工程经验表明,净化槽的出水
指标优于国家一级标准,实际运行不受季节和环境温度影响
,对水量和水质有很高抗冲击性能力,处理费用远远低于城
市污水处理费用,无须专业管理人员,完全可以进行标准化
和产业化。该工作已经获得国家农业部(2012-2013年农业
部丰收奖一等奖、农业部副部长张桃林副部长于2013年9月
3日亲自视察)、天津市农委、日本东京大学农学部专家及
相关部门(央视七频道"科技苑"在2011年11月7
日作了专门报道和介绍)的高度认可和评价。
近四年,我们又开发了适合于我国农村分散式家庭生
活污水处理的、投资少、运行费低的多户联用新型高效生活
污水净化槽。多户联用新型净化槽,不仅能用于分散式的农
户,而且也适合于农村楼宇式的住房,可与单户型净化槽组
合,形成一个适合新农村建设的污水分散原位处理新模式,
装置可以标准化和产业化,处理效率高,达标排放,具有很
好的社会效应和经济效应,符合国家节能减排要求,有望成
为今后新农村建设的家庭生活污水处理的重要设施。
学校已经成立了我国首家净化槽生产基地,并且和山
东省德州市双一集团玻璃钢专业生产厂家达成协议(单个净
华槽约1。5万-2。1万),为今后全面推广和应用打下了非
常好的平台。
基于湿式催化氧化法处理化工集装灌清洗废水的治
理及回用研究。
本项目针对化工集装罐在清洗过程中产生的废水种类
多、水质变化大、浓度高、难生物降解的特点,利用隔油池
及过滤预处理、湿式催化氧化法、活性炭吸附再生的集成技
术治理多种清洗废水;开发了价廉、高活性、高稳定性的复
合催化剂,该催化剂对不断变化的清洗废水适应性强,使其
能够对多种清洗废水都有良好的处理效果;为了降低处理成
本,热交换为热能循环利用,对处理后的水进行回用,实现
节能减排。
该成果运用到清洗废水的处理过程中,可以实现处
理后废水达到城镇污水处理厂二级排放标准(GB18918-20
02),且符合城市污水再生利用·城市杂用水水质标准
(GB/T18920-2002),并进行了回用。
预计每年可为公司节约成本19.5万元,由此扩大业
务量带来的间接经济效益可观。已在核心期刊发表论文4篇
。
农业废弃物高得率制浆生产高档纸质材料产业化。
该项目以棉秆、稻草、木材下脚料等为原料,采用天津市环
兴污水处理厂外排水为水源,采用生物预处理技术替代传统
碱处理,并结合双螺旋挤压磨浆处理技术,生产高得率浆和
高强瓦楞原纸。该技术具有农业废弃物资源化利用、节水、
节电、减少环境污染等优点。
棉秆原料生物预处理双螺旋挤压制浆生产高强瓦楞原
纸技术在国内外居领先水平。本项目以棉秆等农业废弃物为
原料,首先采用生物预处理技术,对原料进行软化处理,处
理后的棉秆经双螺旋挤压疏解机高浓挤压磨浆后进行堆放处
理,堆放处理过程有利于微生物的进一步的生长渗透,并进
一步对原料进行生物降解,以软化原料,减少后续处理细小
纤维产生量,并进一步降低后续磨浆能耗,还可以大大提高
浆料质量。
生物再处理后半成品浆经进一步洗浆、磨浆、筛选等
工艺后进入成浆池,然后进行配抄高强瓦楞原纸。棉秆等生
物机械浆可大大提高纸张强度、改善因废纸多次回用带来的
纤维角质化问题。
采用清洁工艺制浆造纸,不仅充分利用了农业废弃资
源,节约木材资源,而且制浆得率一般可达到65%~70%,并
可增加原生纤维浆料比例,改善纤维原料组成,提高包装纸
质量。采用棉秆制浆造纸,每亩棉田可增加直接经济收入6
0~80元;每吨纸可增加收益400~500元,利税可增加200~
300元,不仅大大增加了棉农的收入,而且可促进我国的农
业和经济的发展。
采用的废水处理技术和中水造纸技术不仅综合考虑了
废水的综合利用,还为城市污水再生水利用拓展了一条新的
途径。
国内首创:车载移动污水处理装置。
一体化可移动污水处理装置是一套污水处理单元的组
合装置,具有处理效率高,出水水质稳定,运输操作方便和
运行成本低的特点。
针对不同的水质和处理要求,采用不同的处理工艺,
可以:
(1)减轻分散污染源污染,提高水资源利用率;
(2)现场制备分散绿地的绿化用水;
(3)机动灵活地应对紧急污水处理需求;
(4)提供应急饮用水源。
该装置采用厌氧水解—MBBR—沉淀—过滤—消毒工艺
对临时工地生活污水进行处理,处理后的出水水质满足《城
市污水再生利用城市杂用水水质》的要求,可用于工地冲厕
、抑尘、绿化等,还可以作为应急污水处理装置应对突发水
污染事件。
一体化可移动污水处理装置对分散污水进行无害化、
资源化处理,大大减少了环境污染,增加城市的环境容量,
改善城市的投资环境,促进宜居生态城市建设;此外开展污
水回用,为城市用水开辟第二水源,节约了宝贵的淡水资源
,有利于缓解城市的用水压力,具有重要的社会效益。
1、目前已经在中集天津专有车辆有限公司、塘沽
传染病医院污水设施检修现场、西部矿业建设工地临时办公
区、海晶聚合公司等20余家单位应用。
摘要:提供一种用纤维物质生产燃料乙醇和2,3-
丁二醇的方法。
通过碱法预处理、半纤维素酶解工艺,可有效去除原
料中的木质素,将45%以上的半纤维素转化为低毒性的木糖
液,同时获得高纤维素含量(75%以上)的纤维素残渣。
木糖液无需脱毒直接进行2,3-丁二醇发酵(得率≥0.
44g2,3-丁二醇/g木糖),纤维素残渣进行同步糖化乙醇发
酵(得率≥0.52g乙醇/g纤维素)。
纤维素和半纤维素分别高效转化,可将现行纤维素乙
醇企业的原料利用率提高30%以上,有效降低原料成本。
木糖发酵生产高附加值的2,3-丁二醇,可提高企业
经济效益一倍以上。
摘要:本发明涉及一种从盐湖卤水高效萃取提锂的
方法,该方法包括以下步骤:
⑴先将萃取剂、共萃剂和稀释剂组成萃取有机相,再
将该萃取有机相与盐湖卤水按体积比3~4∶2混合混合进行三
级萃取,单次萃取时间为2~10min,得到有机相;
⑵将步骤⑴中得到的有机相与反萃酸溶液(0~1mol/L
)混合进行三级反萃取,单次反萃取时间为2~10min,收集
水相即为含锂离子的水溶液。
本发明萃取体系的共萃剂为憎水性离子液体,与传统
协萃剂三氯化铁相比,不仅避免了铁离子带来的干扰,而且
极大的降低了反萃取酸度,更重要的是显著提高了锂镁的分
离系数,减少了镁离子的洗脱步骤。
本发明工艺简单,易于控制,操作可靠性高,有机
相循环使用性良好,极大的降低了盐湖卤水提锂的生产成本
。
摘要:本实用新型公开一种基于组合生物膜的一体
化污水处理装置,该装置分为三级处理室,每个处理室内又
包含三个反应器,包括反应器的外筒、曝气管、曝气盘、圆
柱型钢制框架、球形填料和弹性填料组成。
装置将圆柱型钢制框架通过钢筋固定在外筒上,弹性
填料两端分别固定在一个钢制或铁质圆柱形框架上,呈圆筒
状排列,组成一个内筒。外筒采用钢制或铁质圆筒,桶底有
曝气管和曝气盘,内筒和内外筒之间的环隙内为球形填料。
本实用新型克服现有技术的不足,不仅实现了两种生物膜的
技术优点,还可提高生物处理的处理效率,保证处理后的水
质满足新的排放标准要求,在减少污水处理后污染物的排放
量的同时,还可以将处理后的污水进行生产回用。
本发明涉及厌氧流化床生物反应器及其使用方法,
它包括:床体、封头、分离器、蠕动泵和离心泵,床体由直
管、变径管和顶管组成,顶管在直管的上方,变径管连接在
顶管和直管之间,直管、变径管和顶管被连接在一起,封头
通过法兰装在顶管上,顶管通过连通管与分离器相连,分离
器底部开有循环液口,分离器的上部开有排水口,循环液口
通过离心泵与直管的底部相连,废水通过蠕动泵进入床体的
底部,在直管上还装有加热器,床体内装有沸石,沸石的比
表面积为20-25m2/g;
本发明使细菌生物膜附着沸石上,提高工业废水和剩
余污泥与细菌生物膜之间的传质效率,并且充分利用流化床
技术的优势,使工业污水和污水厂剩余污泥的处理效率大大
提高。
本发明涉及一种大型底栖生物和沉水植物联合调控
富营养化方法,包括以下步骤:
(1)选择相应的进行富营养化调控的水体;
(2)检测水质指标;
(3)选择适合相应水体的大型底栖生物;
(4)投放大型底栖生物;
(5)选择适合相应水体的沉水植物;
(6)种植沉水植物;
(7)打捞底栖生物和水生植物;
(8)检测水质指标;
(9)重复步骤(3)-(8)。
本发明通过大型底栖生物和沉水植物的联合作用,抑
制藻类过度生长,降低富营养化水体的营养盐水平,增加水
体生物多样性,逐步恢复水生生态系统。
通过对食物链高营养级生物及其他营养级生物的直接
捕获,将营养盐转移出水体,并能产生一定的经济效益,最
终实现生态系统良性循环和自净。
本发明公开了一种改进的印染废水深度处理工艺。
该工艺为印染废水调节池水解酸化池絮凝沉淀池接触氧化池
MBR池臭氧反应器超滤(UF)预处理机组反渗透系统。
本发明中印染废水经混凝沉淀去除部分有机物、悬浮
物等,减小生化部分的处理压力、经水解酸化将难降解和大
分子污染物处理分解成小分子,以及一定的强化调试,使出
水满足膜系统的进水要求,采用超滤(UF)预处理机组、反渗
透系统组成双膜工艺,使排放水质不仅达到环保部门的要求
,而且可回用于生产的任何阶段。
针对制浆造纸终端废水顽固性污染物比例高、水量
大、处理困难等特点,研究开发相关经济、稳定、先进处理
技术,集成处理工艺,并对处理后废水进行分质回用,达到
节约用水目的。
建成80000m3/日制浆造纸终端废水高效絮凝、氧化处
理、固定化生物处理、分质回用研究及示范工程一个,制定
废水回用行业标准一个,集成终端废水深度处理技术一项,
申请发明专利10项,获得授权4项。
制定废水回用行业标准一个,集成终端废水深度处
理技术一项,申请发明专利10项,获得授权4项。
项目针对不同进水水质和出水水质要求,研发出一
种将传统厌氧-好氧-移动床生物膜技术、膜技术与高效生物
强化集成技术,通过对设备结构的改进并配以膜技术和生物
强化技术,对污水进行深度处理,并能实现中水回用。
同时,又针对不同的工业废水,研发相应的、高效的
污水处理工艺,并用尽量小的体积实现尽可能大的处理能力
。
系统采用数字化、智能化技术检测水体氧含量,并
实施视情、精准自动启停增氧设备,达到避险、节能、低碳
目标;
同时,采用现代通信技术,可以实时获取养殖水体氧
含量信息与示警;
系统可以实时的检测水中溶解氧值,根据养殖户设定
溶解氧的上下限,自动启停增氧机系统。
同时可采用太阳能提供动力,降低了水处理成本。
无机矿物材料絮凝剂絮体大,沉降速度快,没有小
絮体存在。可广泛使用在湖泊、河流等大型水体处理;
可以像微生物那样,进行必要的、有的放矢的人为改
性,让无机矿物材料赋予特殊功能,制成具有快速絮凝作用
的、无毒的、价廉物美的、可以替代PAC、PFS的无机絮凝剂
,实现絮凝处理过程。
近年来,环渤海一带发展迅速,对海上运输依赖性
极大,而渤海海冰阻碍了海上运输。而且流冰会撞击海上平
台、船只等。海冰灾害带来的经济损失可高达8.8亿,所以
研究渤海海冰有其重要的现实意义。
另外,3S技术(RS,GIS,GPS)是研究海洋的重要技
术手段,应用3S技术并进行空间叠加分析,能够快速获取空
间动态变化信息。本文利用3S技术和NASA的MODIS数据,解
译获取了2011~2015年渤海海冰空间分布数据。通过插值技
术,获取渤海温度、水深分布信息。研究获取渤海海冰近5
年的时空分布特征,并综合温盐深等自然因素和人为因素分
析时空分布特征对应影响因素的作用机制。
研究结果表明:
1)渤海的海冰基本始于12月上旬止于翌年3月中上旬
,并于翌年2月上旬达到盛冰日,冰期基本在3-4个月;
2)辽东湾最先结冰,最后消融,而莱州湾和渤海湾
几乎同时生消;
3)渤海沿岸所有的浅滩地区都会生成沿岸固定冰,
存在于整个冰期。
4)辽东湾结冰从辽河入海口开始,离岸一定距离后
,垂直于等深线方向生长,消融的时候始于西岸,终于东岸
。
5)渤海湾内天津港和曹妃甸处不易结冰。且融冰期
,北部冰少于南部。
6)莱州湾内新旧黄河入海口间不易结冰。
7)就自然因素而言,海冰分布的年际变化受温度影
响最大,而在一个冰期内海冰的分布受水深影响最大。
8)就人为因素而言,热污染对海冰影响最大,其次
是热岛效应。
本项目着重研究该产品作为一种理想的水处理剂的
可行性,但并非局限于此。
该产品凭借其自组装、分子识别和动态可逆性能力,
可作为智能药物载体来提高药物稳定性、提高药物的生物利
用度、提高难溶药物溶解性和调节药物释放速度等;
多环芳烃普遍存在于环境中,但因其挥发性和不稳定
性,在大气中的浓度较低,给实际测量增加了困难,被视为
第二大类环境污染物的酚类化合物和潜在的致癌物质亚硝酸
盐的检测也已经被列为重要的环境检测项目,而β-环糊精聚
合物气凝胶能够从气相中捕获以上物质,为环境中微量污染
物的测定和净化提供了新的方法;
β-环糊精聚合物气凝胶对一些尺寸、几何形状、物化
性质有轻微差异的有机小分子能够进行识别和选择性结合,
这使得该产品在分析化学领域也具有广阔的应用前景;
气凝胶是一种以空气为分散介质的材料,固体具高孔
隙率且所占体积比低,使得气凝胶成为低于空气热导率的一
种新型绝热材料,被认为是最有前景的高性能保温材料之一
。
随着日益严峻的环保问题和相继公布的政府政策,
垃圾分类问题再次成为社会关注的焦点,而从源头进行垃圾
分类是解决垃圾问题的最佳途径。
很大程度上,由于人们对现行垃圾分类概念的认识模
糊,导致了垃圾混放,资源浪费等一系列城市问题。
继而本文在市政调研和网络调查相结合的基础上,准
确地了解了天津市生活垃圾分类现状,可靠地掌握了城市居
民对垃圾分类问题的关注焦点,并通过调研分析了解了城市
居民对于当前垃圾分类方式的看法和建议。
发现当前天津市垃圾分类主要还是采取“可回收物”
和“不可回收物”两种分类方式,只有个别地点采取三种分
类方式,垃圾分类浮于表面。
为改善城市居民生活状况,团队创造性的发明了一种
以以五色五类分类法为核心垃圾的三维综合分类法。推翻现
有的可回收与不可回收的垃圾分类方式,根据生活中人们经
常接触到的垃圾种类,提出五色五类分类法,同时设计出与
此对应U型分类垃圾桶,在此基础上衍生出二维码扫一扫法
和RFID射频法。
三维实现垃圾分类,结合生态效益与经济效益,并通
过数据分析和实践检验的方式的证明新型垃圾分类方式的可
行性。
本项目属于发酵工程领域,涉及到菌种的选育、发
酵工艺与生产工艺的开发等内容。
乳清含乳糖5-6%,是生产干酪时所得的一种副产品。
世界上每年有上亿吨乳清产生,但其资源利用程度不高,一
半以上的乳清作为废弃物被排放到自然界中,这不仅造成了
资源的巨大浪费,同时对环境造成了很大的污染。
主要技术内容:
(1)针对目前乳清酒精发酵菌种存在发酵速度慢、
耐乙醇能力差、糖残留量高和酒精产率低等问题,本研究通
过现代育种技术和基因敲除手段,选育了一株耐高温、耐酒
精的优良酿酒酵母菌种,其高温耐性和酒精耐性分别为40℃
和20%(V/V),可广泛用于多种原料的燃料乙醇发酵。
(2)针对乳清酿酒酵母工程菌普遍存在的葡萄糖阻
遏效应,致使乳清发酵时存在发酵速度慢、酵母二次生长等
问题。本研究通过同源重组技术,在酿酒酵母胞内将K。ma
rxianus乳糖酶基因LAC4和乳糖通透酶基因LAC12分别整合于
分葡萄糖阻遏关键酶基因MIG1和中性海藻糖酶基因NTH1编码
区,使酿酒酵母具备利用乳糖产乙醇的能力的同时,去除葡
萄糖阻遏、提高酒精耐性和高温耐性,在此基础上利用基因
敲除技术阻断限制半乳糖代谢的关键基因GAL80,最终构建
了高效利用乳糖发酵生产燃料乙醇的酿酒酵母工程菌,发酵
时间从96h缩短到60h,乳糖利用率达到95%以上。
(3)针对由于乳清中乳糖含量低,采用分批发酵乳
清生产燃料乙醇存在着发酵效率低,发酵速度慢等问题。本
研究通过对乳糖代谢反应动力学、固定化细胞和连续发酵等
工艺条件的探究,建立了固定化连续发酵乳清生产燃料乙醇
的新技术和生产工艺路线,发酵周期从60h缩短到36h,提高
了发酵设备的发酵效率。
甘薯淀粉废水是以新鲜的甘薯或者甘薯干为原材料
通过不同的加工工序,经过沉淀的方法得到甘薯中的淀粉,
甘薯在加工的过程中会产生大量的废水,这些废水中含有一
些粗淀粉、少量的氨基酸、维生素、脂肪、食物纤维和无机
盐等多种有机和无机物质,甘薯淀粉废水最大的特点是其C
OD含量高,但是废水中不含有带毒物质。
按照常规的加工方法所排放的淀粉废水COD大多在20
000mg/L,其中SS为1600mg/L左右,废水整体呈酸性状态,
极易发生酸化反应。如果这些淀粉废水不经处理直接排入河
流或者水体中,会造成水体中的藻类等迅速繁殖,导致水体
严重缺氧,产生一系列的环境问题,造成水资源的浪费,所
以必须为其寻找一种快速、高效、低能耗的处理方法和工艺
进行处理达标后排放。
目前国内外淀粉废液的处理方法主要有:物理化学法
,生物法及资源回收利用法。其中对甘薯淀粉废液的资源化
利用备受青睐,比如宁夏固原地区采用浇地方法处理马铃薯
淀粉加工废液取得成效。甘薯淀粉加工和马铃薯类似。据分
析,鲜甘薯含有3%~5%可溶糖,1%~3%氨基酸和蛋白质,1%左
右酯溶性物质以及少量矿物质。真正造成污染的为可溶糖发
酵形成有机酸及蛋白质分解产生含氮化合物,这些物质在一
定条件下可完全分解,最终变成无害物质。将甘薯淀粉有机
废液直接灌溉到农田里,让土壤颗粒吸附,充分扩大与氧气
的接触面,并在土壤微生物菌群的作用下加速分解,同时分
解的最终产物也更有利于植物吸收,变废为宝。
实验所用的甘薯淀粉废液COD较高为18000-27000mg/
L,BOD为4000-7000mg/L,B/C为0。18-0。25,可生化性比
较差。本文主要通过反硝化细菌和白腐菌对甘薯淀粉废液进
行预处理,增加其可生化性,并接种N4菌,用于土壤修复。
其中白腐菌处理甘薯淀粉溶液的最适条件为:OD600为2。
5-3、温度30℃、反应时间60h、初始pH值为6、摇床
转速为150r/min,此时废水的COD去除率为64%,可生化性较
高为051。
甘薯淀粉废液接种N4可明显降低土壤中的硝态氮,对
于控制蔬菜种植地的硝酸盐污染有非常重要的意义。
N4对温度变化的适应力较强,在废液培养基中25~35
℃范围内,菌株生长情况都较好,其中35℃是N4菌的最适生
长温度。
pH为6。5~7。5时菌的生长繁殖情况均良好,pH7。5
时最适宜菌株生长;pH过高或过低均不利于菌的生长。
本研究为甘薯淀粉加工废液处理与废物资源化利用开
辟了新的途径,为甘薯淀粉加工废液扩大化农田应用创造了
条件,同时也为高浓度废液生物转化利用提供了一定的实验
依据。
重金属污染与人民的生活息息相关。近年来,关于
怎样解决农产品重金属污染问题,有很多专家都进行了研究
。
国内采取有效的去除农产品中重金属残留的技术手段
主要有物理方法、化学方法、微生物修复等。其中化学方法
研究较多,且降解效果好,但可能带来二次污染、二次破坏
,甚至把无毒或低毒物质变成有毒或毒性更大的物质;物理
方法简单、易操作,但可能影响农产品的品质;而微生物修
复技术安全简单、没有二次污染和二次破坏。
对于土壤的微生物修复,有细菌土壤微生物修复和真
菌土壤微生物修复。木霉属于半知菌门,丝孢目,木霉属。
木霉菌在生物防治和环境保护领域具有巨大的应用前景,对
多种病原微生物引起的病害具有很好的防治效果,是目前研
究较多、应用较广泛的生防菌之一。
本项目利用棘孢木霉发酵米糠和麸皮,生产微生物菌
剂,降低农产品重金属铅含量,有利于提高农产品副产物的
利用率,净化生态,改善粮果蔬品质,是生产绿色健康食品
的有效途径。项目的创新性在于既发挥了棘孢木霉的生物防
治作用,又利用了棘孢木霉对重金属铅的耐受作用,为无公
害和绿色农产品生产提供新技术。
快递行业的现状及发展趋势,了解相关国内外的法
律法规及企业应对措施,对当前快递包装材料及结构进行分
析调查。
问题一:快递包装存在的问题
通过对资料查阅及调查问卷来对快递包装进行调查及
分析,发现快递包装存在以下问题:标准化程度不高,成本
增加,不易分拣;包装材料使用不合理,资源浪费;包装材
质不环保;使用寿命短,大部分包装到了消费者手里,就会
立刻被丢弃。由此产生的包装废弃物对环境造成巨大污染,
严重影响了人类的生存质量。
问题二:解决途径
经过调研和查询相关资料后,针对快递市场现有问题
提出两条解决途径:一对瓦楞纸箱循环利用的系统与设计进
行规划;二对可重复利用快递包装箱的系统与设计进行探究
。并对这两条解决途径的可行性进行探究,根据校园实践总
结,结合当前社会企业针对快递现状的应对措施,分别对两
条途径进行具体规划,以期实现快递包装环保、可重复利用
的目的。
SAS和响应面相结合的方法优化四角蛤蜊和泥螺糖
胺聚糖提取工艺,确定最佳工艺条件,掌握四角蛤蜊和泥螺
高纯糖胺聚糖制备关键技术;
发酵工程和酶工程技术发酵凡纳滨对虾下脚料,筛选
最佳发酵时间为48h、最佳营养糖类为葡萄糖、最佳固液比
为1:2,发酵后的固体物质进一步脱乙酰化和降解制备功能
性低聚壳聚糖,发酵液中加入枯草芽孢杆菌和豆粕粉,进一
步固体发酵,烘干制备营养价值很高的复合蛋白粉,实现了
对虾废弃物高值化利用的零排放。
主要创新点:符合"节能减排、资源利用最大化
、绿色环保"的宗旨,解决目前贝、虾加工业附加值低
、精深加工滞后、二次污染的关键技术问题,实现低值贝类
和对虾加工废弃物的高值化利用。
项目来源于天津市基础研究重点项目“棉秆高得率
浆废液转化物用于土壤生物修复”,项目以化学机械法制浆
废液、甘薯废液等高浓度有机废液为培养基,培养用于土壤
修复的微生物,修复重金属、有机物和生物污染的土壤,将
不仅可可以降低微生物制剂的生产成本,还可以减轻后续污
水处理工艺的污染负荷,符合循环经济和可持续发展的理念
。
通过对棉杆制浆废液在土壤生物修复中促进生长、抑
制病害、提高品质和增加抗逆性方面做了较深入的研究,并
对废液转化物的安全性做了急毒实验,初步证明了废液转化
物的安全性。
实验结果表明:废液转化物修复的土壤生态得到很大
改善,种植收获的蔬菜不仅抗病性增强、产量增加,品质还
有很大提高。目前正在开展甘薯淀粉加工废水等高浓度有机
废液生物转化条件和装置的研发,并同时开展生物转化物在
重金属污染土壤的修复技术研究。
1、本项目组建基于TDLAS的大气污染物在线检测实
验平台,通过对排放气体干扰组分、激光器输出参数及系统
电子学指标的分析与优化,建立适用于大气常见污染物气体
实时快速TDLAS仪器检测技术体系。并基于企业自有的物联
网GPS模块设备开发技术、长光程气体吸收池技术、仪器网
络系统集成技术等,进行TDLAS仪器向网络分布式监测系统
的应用技术研究,使项目内推出的样机可以作为独立接入单
元接入区域环境评测平台,对传统在线式检测仪器数据接入
及集成进行功能创新。
(1)基于课题团队自有光谱数据处理算法软件与嵌
入式系统开发平台进行控制系统产品化开发。
(2)根据检测物指标,可定制选择国外或国内激光
器模块封装进行集成。
(3)基于实验室自有开放光程光路准直定位技术以
及长光程气体池技术进行关键模块定制。
(4)根据用户需要定制上位机专用分析软件程序。
2、以大气中常见空气污染物为应用检测对象,开发研制快
速实时且高精度的TDLAS可调谐二极管光谱学检测设备,为
大气环境监测中所要求的微量、高精度及快速响应需求提供
仪器实现手段,应用于室内外环境污染气体监测和煤矿、油
井等地下作业中毒气泄漏的监控,可以有效避免有毒有害气
体排放导致的大规模大气污染发生,保障环境质量安全,为
国民经济作出重要贡献,社会效益显著。
1、本项目结合高分子合成技术,设计并制备了一
种高效、易于回收和重复使用的新型TiO2光催化剂。即以聚
合物单体液滴为模板,采用反相悬浮聚合方法,通过凝胶-
溶胶过程,制备了一种纳米晶粒TiO2多孔微球,其与TiO2纳
米粉末一样具有较高的光催化活性,而其大球径的特征又使
其具有了易于回收,可重复使用的特征。
2、创新点:本项研究设计与制备的微球形纳米TiO2
光催化剂,既克服了普通纳米TiO2粉末悬浮体系分离回收困
难的缺陷,又避免了负载型TiO2光催化剂易于流失、机械强
度较低的不足。而且在原有纳米晶粒TiO2的研究基础之上,
通过改性,可以有效提高其机械强度和对阳光的利用率,使
其具有高阳光的利用率、高催化性能、高机械强度、易于回
收、使用寿命长等其他TiO2纳米光催化材料所不能比拟的优
点。可有效地用于工业有机废水的处理。
3、投资点、投资情况:原料价格在20000元/吨,而
产品的价格预计在100000元/吨。
1、本成果属于应用技术,用于处理制革厂的铬鞣
废液,并做到循环利用,无铬排放。
2、该方法的要点如图所示:
3、该技术已列为2008年国家发改委重大技术产业化
项目,成熟度较高。该技术主要适用于制革工业,也可适用
于重金属离子工业废水的处理与循环利用,如电镀工业、电
厂烟道气洗涤、电子工业、蓄电池厂、金属加工业、石化工
业、化学工业、有色金属、钢铁冶炼业、照相实验室、胶片
洗印厂、垃圾焚烧处理等。
4、该成果具有投资少、效果好、易操作等特点。用
于制革工业铬鞣废液的处理,可不增加生产成本,并能使制
革污泥达到做肥料的要求,做到污泥的无害化和资源化,社
会效益突出。
该技术可充分利用滨海新区地下咸水资源,解决咸
水储能回灌控制技术,探明咸水储能与地面沉降的关系,研
制出空调热能转化系统和设备。
该项目若能在滨海新区大面积推广,可节能30%,这
将对滨海新区的节能减排起到积极作用,产生一定的社会效
应。
1、生物干化即通过采取过程控制手段,在利用微
生物活动而产生的较高温度下,生物降解污泥中的有机成分
,同时配合强制通风加快污泥中水分的挥发和散失,最终使
干化污泥的含水率大大降低。城市污泥生物干化最大的特点
在于可以将微生物好氧发酵活动中产生的能量用于干化过程
,不需外加热源。因此生物干化相对于其他干化工艺(如热
干化)最大的区别就是生物干化是一种非常环保、经济、节
能的干化技术。
在干化过程中融入人为的控制是生物干化的另一个特
点,强制对物料进行鼓风,从而加快干化过程的进行,缩短
干化周期,提高效率。作为对污泥进行预处理最终用于垃圾
焚烧或者衍生燃料(RDF)的手段,该方法在欧洲得到普遍
应用。
2、效益分析:城市污泥热干化的处理成本约为230~
280元/吨(湿污泥),而生物干化处理成本为40~60元/吨(
湿污泥)。
1、细菌脱除废气中硫化氢
使用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌(Thiobac
illusFerroxidans,T.F.)。该菌除能利用一种或多种还原
态和部分的硫化物作为能源外,还具有通过氧化Fe2为Fe3及
不溶性金属硫化物获得能量的能力;碳源为CO2,最佳生长
pH值为1.5~2.5。这种细菌在30℃,pH值为2.2的硫酸亚铁
溶液中,氧化硫酸亚铁的速度是无菌状态的50万倍。
2、技术创新点:
(1)该项目符合我国节能、减排、环保,构建节约
型社会的要求。整个生物脱硫工艺在常温常压下运转,整个
系统密闭循环操作,操作成本和装置投资低,不产生二次污
染,是一种安全、可靠、高效率、低成本的处理含硫废气的
工艺技术。
(2)该工艺在脱除含硫废气过程中可副产高品质硫
磺,为企业创造效益,具有良好的推广应用前景。生物脱硫
技术是近年发展起来的处理含硫废气、废液最有效,最&qu
ot;环境友好"的生物脱硫技术,可同时用于脱硫和硫
磺回收,洗涤液再生后可循环使用,是一种安全、可靠、高
效率、低成本的处理含硫废气、废液的工艺技术。
3、炼厂干气生物脱硫技术与目前广泛使用的湿法脱
硫克劳斯法回收硫磺组合工艺相比
工艺过程简单,稳定性高,整个系统密闭循环操作,
不产生二次污染。脱硫和硫磺回收同时进行,在常温常压运
转,操作成本和装置投资低,操作费用减少50%,设备投资
减少三分之一以上。其脱硫效果好,并同时副产高纯度的硫
磺,经济和社会效益相当可观,具有良好的推广应用前景。
随着物流业的兴旺,国内液体集装罐服务业市场蓬
勃发展,转运有机化工原料的罐箱再利用前必须进行清洗,
清洗后产生的废水种类多,浓度高,难生物降解,污染严重
。
本技术通过前期预处理后,采用湿式催化氧化集成技
术,使废水中各种有机物降解,达到国家二级排放标准后作
为清洗水回用。整个系统经过设计计算,设置了冷热水换热
器,催化剂回收装置,最大程度的提高效率。
该技术的创新点:构建了一套适用于化工集装罐清洗
废水的处理系统,废水处理后可作为清洗水再次利用,节约
水资源;开发出低成本、高效能、便于回收的新型固相催化
剂。相比传统型催化剂,新型催化剂重复性更好,对反应条
件的催化作用更加明显。
该系统每天处理8-10吨废水,系统前期投资100-150
万。项目成效及效益:清洗废水达到城镇污水处理厂污染物
二级排放标准(GB18918-2002)且COD去除率达到90%以上
后回用,减少污染,实现节能减排。每年可为公司节约外处
理成本19万元,作为清洗水回用节约水资源价值3万元/年。
1、本项目根据甲醇产生的机理,通过改进生产工
艺和设备结构,对甲醇的产生量和散发量进行控制,从而减
少甲醇对大气环境的污染。
2、创新点:增大装料密度和对蒸煮小放气气体进行
收集和处理。
3、投资点主要在蒸煮小放气气体收集和处理设备,
其他生产设备改进的投资不大。投资数额主要取决于产量的
大小。本项目主要是减少甲醇对环境的污染,产生的效益主
要是社会效益。
1、中小型食品加工企业污水中主要含悬浮物、微
生物、氮、磷、难降解有机物等,且水质和水量不稳定。与
大型企业对比,中小型食品加工企业存在资金来源缺乏和管
理技术水平低等缺陷,因此,该技术采用双膜式MBR污水处
理工艺进行污水处理,污水处理工艺过程主要包括预处理单
元、二级处理单元、污泥处理单元等。根据现场的生产实际
要求,设计分为两部分,即污水处理系统和PLC控制系统,
两个系统相辅相成,保证了污水处理的时效性、高效性和可
靠性。
2、创新点:相对大型企业,中小型食品加工企业存
在资金来源缺乏和管理技术水平低等缺陷,污水处理系统由
两个控制系统组成,系统具有以下优点:(1)双膜式MBR(
双膜式膜生物反应器)工艺是一种由膜分离单元与生物处理
单元相结合的新型水处理技术,可以充分发挥各自的优点,
处理出水水质优良。(2)在小规模、低浓度、出水水质要
求高的污水处理工程中,双膜式MBR(双膜式膜生物反应器
)工艺与传统的活性污泥法及生物膜法相比,具有较明显的
优势。(3)双膜式MBR(双膜式膜生物反应器)工艺在推广
应用过程中,应进一步研究其适用性,并降低处理成本。(
4)污水处理系统采用PLC控制,提高了自动化程度,实现了
发动机脱模过程的远程隔离操作,最大程度地减小了安全隐
患,改善了作业环境。
3、投资点、投资情况:目前,我国中小型食品加工
行业大都采用半自动化生产方式,这种生产线投资成本高,
且该类型企业大都存在资金来源缺乏和管理技术水平低等缺
陷,因此,对于企业排污,在设计之初根本就没有设计,也
不采用。近年来,随着环保意识的增强,实现清洁生产已成
为我国工业可持续发展的关键。对于该类型企业的改造升级
已经势在必行。
膜生物反应器是20世纪末发展起来的水处理高新技术
,它将膜分离技术与生物处理有机结合起来,既利用了膜分
离的选择透过性与高效性,又利用了生物处理的有效性及彻
底性,出水水质优良,加之采用PLC智能控制,可以实现对
该类企业的排污的零污染控制该技术研究的设计、选型思路
完全可以作为其它同行设计者的有益借鉴。
该装置具有污水处理功能齐全、动作灵敏可靠、操作
维护方便、显示直观准确、控制方式完善灵活等特点,可以
有效提高企业的生产效率,降低生产成本,减小能耗,增加
企业的收入,具有明显的社会效益和经济效益。
1、小型高效生活污水净化槽不仅能从源头解决农
村一家一户生活污水引起的水体污染问题,而且还能促进农
村自来水化的有效实施,提高农村生活质量和环境质量。农
村生活污水净化工程与自来水化工程是相辅相成的,也是新
农村建设的重要内容之一。
家庭生活污水是指家庭排放污水,它包括冲厕水、厨
房水、洗澡水以及洗涤水等。对于家庭生活污水的处理应该
以国家生活污水排放标准为准则,针对家庭生活污水的特点
,不连续性,间隙脉冲,早、中、晚用水集中,而且冲厕水
和厨房水带有难降解的固体颗粒物,既要直接处理,又要达
到国家一级排放标准,那么净化槽生物反应器需要比城市污
水处理更高的技术。充分利用自己知识产权,经过3年多的
努力,在天津市农委重大项目的支持下,由小试到中试,最
终研制成功小型高效生活污水净化槽。
2、净化槽的3大集成技术:(1)平推流厌氧生物反应
器和全混流好氧生物反应器一体化技术。采用两步厌氧一步
好氧,先厌氧后好氧,利用平推流流动模式抑制高浓度污水
流入低浓度区,提高抗冲击性能力。(2)生物膜滤床技术。
在厌氧区和好氧区增加一定量的滤床,发挥滤床固液分离作
用和生物膜吸附作用以及生物降解作用,抑制冲厕水等的颗
粒物流入低浓度区,进一步提高抗冲击性能力。(3)空间上
的一体化技术。过滤区、厌氧区、好氧区、沉淀区以及消毒
区连为一体,两区共用一壁,区与区之间污水以自流方式运
行,不需要外加动力,节能减排。
冷冻法海水淡化是通过低温下将海水中的水分冻结
为冰并与浓缩海水分离而获得淡化水的一种海水淡化技术,
可与海水冷热能利用相结合实现海水的综合利用。
该项目针对转筒式冷冻法海水淡化技术,对海水在转
筒表面的结冰过程、系统结构、部件型式与材料、制冷剂、
操作参数及其技术经济环境分析等进行了较系统的研究,在
海水淡化、海水供冷供热等领域均有广阔的应用前景。
该生产技术采用500L反应器,采用生物技术以牛奶
蛋白为原料生产,根据工业化生产的特点,确定CPP制品的
分离、提取中试工艺条件,并根据不同需要,制备了不同规
格的CPP制品,该工艺适合于工业化操作,产品质量稳定。
应用该生产技术所制备的CPP制品具有良好的持钙、持铁能
力,该制品可作为食品和饲料添加剂使用,可应用于牙化产
品中,其副产物可用在饲料中增加蛋白质的含量。
该项研究为CPP的工业化生产及综合利用奠定了基础
。
项目内容包括生产菌株及发酵生产工艺,与目前国
内外生产菌株比较,该菌株具有广泛的适应性,其主要特点
如下:
1.良好的麦芽糖适应性:该菌株具有良好的麦芽糖适
应性,起发速度快,其无糖面团中的发酵力与国际先进水平
相当,比国内生产菌株高15%~40%。
2.明显的耐高糖特性:该菌株具有明显的耐高糖特性
,在含糖为20%的面团中仍能正常发酵,起发酵能力比国际
先进菌株高10%~20%,比国内生产菌株高25%~40%。
本项目将钙废液全脱硫苦卤(副产石膏)进行滩晒
降低煤耗制取氯化钾吨成本可降至800元。
建立起苦卤制钾新技术、净化我市海域改善淡水咸化
的环保问题。
提高制盐工业与环境保护整体经济效益与社会效益。
本项目研究成果属于国内首创,与国际氨化法生产工艺技术
相比,降低了氨的浓度,并放宽了操作温度的幅度,利于工
业化生产(1吨硫酸钾获得600元左右)。
我国严重缺少钾肥,达不到农肥N:P:K=1:0.5:0.5比
例要求,我市也属于N:P:K=1:0.43:0.17之列,因而钾肥市
场广阔。
海盐苦卤的利用转废为宝,净化了11000海里的海域
,利于鱼虾生长、改善海盐产品质量,解决硫酸钾的国产化
,提高制盐工业与环境保护整体经济效益与社会效益。
造纸涂布保水剂用于造纸工业中提高涂布纸涂料保
水性及其流动性、提高均涂性、防止颜料凝聚、防止涂布及
干燥时的迁移、赋予涂料稳定性。
该研究组根据国外CMC发展趋势,开发出采用木浆原
料、利用溶媒法制备CAMC的新方法,成本显著降低,可利用
甲醇、乙醇、异丙醇等为溶剂,制备时间较短、工艺简单可
行。
产品纯度高、白度好,性能达到国外同类先进产品指
标。
采用德氏乳杆菌进行诱变,通过高糖和高酸浓度的
平板筛选,并高浓度发酵的驯化,获得一株耐高糖15%,耐
高酸2.5%的突变株,以该菌种进行优化发酵条件,获得可产
DE乳酸13%以上,转让率大95%,发酵期为72小时,比原有生
产工艺在不增加生产成本的前提下提高产酸5%,具有明显的
经济效益。
适用范围:DE乳酸加工厂;
经济效益分析:以年产1万吨乳酸计,年增经济效
益500万元。投资条件:主要设备及投资额:可利用原有生
产设备,或新投资1000万元建厂;流动资金:200万元;年
产值:8000万元;利润:500万元;能形成的生产能力:1万
吨以上;转让内容及转让条件:转让条件:DE乳酸发酵厂;
转让费:100万元;合作形式:一次性转让,分期付款。
随着生活节奏的提高,方便食品越来越受到人们的
关注。传统方便食品只注重口味和热量的供给,很难满足消
费者对健康的要求。
该项目将高温挤压技术应用到麦片生产中,根据人体
膳食营养需求,以传统小杂粮为主料生产出既能满足快节奏
生活,又符合人体营养需求的方便食品—营养麦片。
。
该产品具有品种和口味多样化、营养配比针对性强
的特点,能够满足不同消费人群对营养和口味的需求,具有
极大的市场竞争力和广阔的市场前景。
该项目开发的果醋饮料是目前国际上流行的第四代
饮品。
该饮料是以山楂为原料,采用国际先进生物技术经微
生物低温酒精酿造、深层液体醋酸发酵技术生产的高档饮料
。
该产品色泽呈红色,具有山楂特有的果香,酸味柔和
,澄清、口感酸甜可口,风味独特,兼具酿造醋和山楂果品
的双重保健功能,具有广泛的消费群体。
煤化工废水零排放及浓盐水分盐结晶技术,在内蒙
古达拉特旗新奥工业园新能达旗一期60万吨甲醇项目现场建
设了包括200m3/h污水处理系统、300m3/h脱盐水系统、430
m3/h污水回用系统、5m3/h浓盐水分盐结晶系统在内的煤化
工废水零排放示范项目。
截止2017年9月,该项目已经连续稳定运行2年,取得
了良好的示范效果。同时利用该项技术可以运用到中药提取
、海水淡化、化工污水处理等领域。
项目针对不同进水水质和出水水质要求,研发出一
种将传统厌氧-好氧-移动床生物膜技术、膜技术与高效生物
强化集成技术,通过对设备结构的改进并配以膜技术和生物
强化技术,对污水进行深度处理,并能实现中水回用。
同时,又针对不同的工业废水,研发相应的、高效的
污水处理工艺,并用尽量小的体积实现尽可能大的处理能力
。
该课题研究的挤压法制浆得率高(木浆大于75%)
,制浆浓度高(40%-50%),用水量少,制浆废液少,有
利于资源的充分利用和环境保护。
采用双螺旋挤压疏解机处理半化浆可发挥对半化浆磨
解和提取黑液的双重作用。所得纸浆强度高,黑液的提取率
高,提取黑液的浓度高,便于利用和处理。由于纸浆得率高
,因此大大减少了污染物负荷。
通过酸析絮凝、PAC-CPAM和PACS-CPAM三种絮凝系统
处理双螺旋挤压法制浆废水。将絮凝处理后的废水在进一步
进行厌氧和好氧联合处理,当厌氧进水CODCr负荷为10000m
g/L时,好氧出水CODCr维持在1200~1300mg/L左右,处理后
的废水可以回用于制浆或洗涤工段。
选育优良的乳酸产生菌,发酵培养基独特,采用以
玉米为原料,发酵周期平均50小时,为国内最短,生产成本
与大米相比吨成本降低1000元,与薯干为原料相比收率提高
5.1%。
该技术投产后,除去因材料涨价因素后每吨产品仍可
盈利830元,年产250吨乳酸钙生产车间,年利润可达到20.
8万元,现已大批量生产。
生产规模:500吨以上;职工人数:50人;设备投资
:40万元;厂房面积:2000平方米,80万元;配套工程:2
0万元;流动资金:50万元;投资总计:200万元;水、电、
汽要求:日水需用量:50立方米,装机容量:10kW,锅炉:
4吨。
产品成本及经济效益概算:原料成本:1200元/吨;
工资及生产费用:5000元/吨;生产总成本:6700元/吨;产
品售价:9000元/吨;年产值:450万元;年利润:100万元
。
传统的稀奶油干酪(CreamCheese)是使用稀奶油发
酵而成的新鲜干酪。
中国具有稀奶油原料的企业较少,因此该室开发了稀
奶油干酪及其类似物的制造方法。
主要技术特征是由乳脂肪(也可以是稀奶油)、乳蛋白
质、碳水化合物、调味剂、稳定剂、抑菌剂组成稀奶油干酪
及其类似物的配料。
配料经过均质,杀菌,冷却,并由乳酸菌混合发酵剂
发酵。
产品呈乳白色或微黄色,凝乳均匀细腻,无乳清析出
。
蛋白质含量大于5.0%,脂肪含量大于24.0%,添加抑
菌剂的产品在10℃冷藏条件下,货架寿命为30天。
经济效益估算:生产成本为1.2万元/吨,产品出厂
价格为2.2万元/吨。该室可以设计制造批处理50L-3000L牛
乳各种类干酪加工设备,包括凝乳槽、切割刀、模具、压制
机、翻转机、盐水槽、成型机、拉伸机和成熟库等。该室可
以承接班产1吨半软质干酪/半硬质干酪,班产3吨新鲜干酪
的生产线交钥匙工程。
投资情况:以批产3吨产品的生产线计算,不含公用
系统的设备投资为300万元。
稀奶油干酪及其类似物可以用于糕点、烹饪或直接
食用。
该项目采用具有独立知识产权的实验室自制无机高
分子复合絮凝剂对渤海近海海水进行深度预处理研究,设计
制备了混凝-沉淀一体化的海水深度预处理装置,海水预处
理后的出水指标可达到反渗透装置的进水要求。
并且在实现海水深度预处理的同时,可联产氢氧化镁
浆料,大大降低了海水预处理成本,不仅使海水预处理成本
低于单独使用絮凝剂法的成本,并且还有赢余,其联产所得
的氢氧化镁浆料的价值大于海水预处理成本。
该研究在小试装置的基础上,设计制备了3t/d规模的
海水深度预处理中试装置,探讨了海水深度除浊工艺。结果
表明,海水经预处理后,对海水的浊度、SDI、有机物、固
体悬浮物等去除效果明显,海水中剩余浊度<0.4NTU,SDI
<3.0,CODMn<2.0mg/L,SS<5.0mg/L,出水满足反渗透进
水要求。
该研究在深度预处理海水的过程中,还探讨了预处理
过程对海水中硼的预脱除效果的影响。研究结果表明,体系
pH对海水中硼含量影响显著,在pH为10.5-11.5时,海水中
硼可被氢氧化镁浆料吸附70%左右,剩余硼含量仅为0.7mg/
L,可达到灌溉用水含硼量的国际标准。
此外,该研究还对副产物氢氧化镁浆料的成分、形貌
和应用性能进行了分析研究,主要考察了其对废水的浊度、
CODCr、Cr6等的去除效率。研究结果表明,体系pH和PAM投
加量对氢氧化镁浆料的密度和形貌影响显著。与市售浆料产
品对比,自制浆料在废水除浊方面与商品浆料的效果相当,
浊度去除率达到93%以上,其去除固体悬浮物的效果要优于
商品浆料。
该课题组按照项目合同书研究内容认真圆满完成了
该研究项目的科研工作,达到了合同所规定的技术指标,研
究工作取得了较大成绩。一些主要的研究结果已在国内外重
要期刊上发表,共发表论文11篇,其中国外刊物1篇,国内
重要刊物8篇,国际国内会议论文2篇。培养了6名学生,其
中2名博士生,4名硕士生。
该项生产工艺技术糖酸转化率和产酸率均达到国内
外先进水平,其发酵周期短,产酸量稳定。
采用该成果选育的L-缬氨酸高产菌种,再加上经多种
优化法摸索出的最适发酵条件和高效的提取方法,L-缬氨酸
的生产成本将会大大降低。
该研究为实现L-缬氨酸的发酵新技术产业化奠定坚实
基础,对加快实现国内氨基酸原料药的进程,与国际市场接
轨有着推动的作用。
同时膜技术与色谱技术组合实现清洁生产技术也将解
决氨基酸发酵生产的提取污染共性难题,在节能减排方面发
挥重要作用。
该成果具有“L-缬氨酸产率高、糖酸转化率高、发酵
周期短和生产成本低”的特点,因此具有重要的推广价值和
实用性。
从研究现状分析,仍然需要在高通量筛选和理性菌种
选育技术、代谢调控技术、发酵过程优化与放大技术、自动
化控制技术、新型分离精制技术、污染物减排与资源化技术
和资源综合利用技术等产业发展关键技术环节方面实现突破
。
该项目已与江苏无锡晶海氨基酸有限公司和山东鲁
洲氨基酸有限公司达成工业化合作协议,正在向全国氨基酸
发酵行业进行推广。
该项目以茶淀玫瑰香葡萄广阔的种植面积和技术平
台为基础,进行科学规划与建设,打造以茶淀玫瑰香葡萄酒
为特色的旅游观光产业经营模式和旅游观光带。
同时,采用现代工艺技术改善酒的质量与存放稳定性
,全面提高酒的品质。研制调配型、发酵型、混合型、充气
型等系列新型风味和口感良好的各档次葡萄酒饮品。
项目以玫瑰香葡萄品种为基础,以葡萄酒酿造工艺为
依托,研制专用设备,通过吸纳→筛选→集成→工程化国外酒
堡成熟经验和国内现代化酒厂标准化核心技术,优化设计,
建造标准化酒堡。
进一步加强酒的加工个性化与HACCP全程质量控制体
系,生产高档品牌葡萄酒,再通过“农家乐”旅游、“农户
+酒堡+网络”的俱乐部联盟、自然传播等开发模式,进行中
试示范推广,最终实现酒堡产业化,拉动农村经济,缓解“
三农”问题,促进农业发展。
该课题以我国丰富的蜡资源,以乳化蜡使用方便,
价格便宜的特点,一定能逐渐取代不科学的代用品,该产品
无污染。
乳化蜡是生产各类上光剂的主要原料,如汽车、摩托
车上光剂、地板上光剂、家具上光剂等都含有不同种类的乳
化蜡产品,这类产品无污染,集清洁、上光和打蜡于一身,
并有良好的去油去污性能。使清洁上光一步完成,使用方便
,不吸尘。这类产品物美价廉,在市场上具有很强的竞争力
。。
乳化蜡产品外观为白色或浅黄色液体(或软膏状体),
固体含量从12%~24%的系列产品,pH为中性,储存稳定期大
于6个月,根据用途不同,其含蜡种类与含蜡量不同。也采
用不同的乳化工艺就可以得到不同用途的乳化蜡产品。
黄霉素属于含磷、多糖类抗生素。主要对革兰式阳
性菌有抗菌作用,对其他各种药剂产生耐药性菌也有抗菌作
用,细菌对其不易产生耐药性。
发酵单位:7000-10000u/ml,独有的后处理工艺,成
本低。
经济效益分析:投产当年可以收回成本。
投资条件:主要设备及投资额:只需要常规的好氧发
酵设备与提取设备。
转让内容及条件:转让费:500万元。
经过多年攻关,课题组开发出一条发菜细胞高密度
培养生产发菜多糖的同时,菜细胞与废液用于荒漠化治理的
绿色生产工艺路线,形成了由三项国家发明专利和两项国际
发明专利组成的知识产权保护体系。
发菜细胞培养液具有与发菜相同的药理活性,可替代
发菜作为生产功能性食品或药物的原料,发菜多糖与野生发
菜多糖结构与功能完全一致。
以一吨发菜细胞培养液计算,发酵周期为20天,发菜
多糖产量2.5kg,提取收率为60%,实得发菜多糖1.5kg,纯
发菜多糖的价格约0.8万元/kg。
同时获得发菜细胞藻种约2kg。相应生产总成本0.4万
元计,效益为:1.5kg×0.8万元/kg2kg×0.05万元
/kg-0.4万元=0.9万元。
2kg藻种可用于两亩沙漠化土地种播种,年增加藻丝
体可达到8-10kg。因此效益为:1.5kg×0.8万元/kg10
kg×0.05万元/kg-0.6万元=1.1万元。
同时,可在一定程度上有效治理两亩荒漠化土地。
因此,具有重大的经济和社会效益。
该项目在对发菜生物学特性和人工培养途径进行了
系统研究的基础上,针对发菜藻体生长缓慢,室外大田式培
养成本高、风险大等制约因素,采用细胞培养技术,对发菜
细胞进行液体悬浮培养,在较短周期内获得大量发菜细胞及
发菜多糖等生物活性物质,并以发菜细胞培养液为原料研制
开发相应的保健制品。
该研究改变了只能从发菜藻体中提取发菜多糖的现
状,实现了发菜细胞及其代谢产物的工厂化生产,不消耗野
生发菜资源,不破坏发菜生长地生态环境。以发菜细胞培养
液为原料研制开发的发菜啤酒和发菜果蔬粉,因其含有发菜
多糖等发菜生物活性物质而具有一定的保健功能,具有较为
广阔的市场前景。
该课题利用典型的白腐菌P.chrysosprium处理含氯
代酚的CEH三段漂白工业废水,对碳、氮等主要营养元素对
废水CODCr去除率的影响开展研究工作,提出最优化处理工
艺,CODCr去除率达到71.8%以上。
通过白腐菌降解氯代酚模型化合物动力学的研究,建
立氯代酚降解动力学模型。
在上述研究工作的基础上,提出白腐菌固定化反应器
设计方案并申请实用新型专利一项,发表论文2篇,其中“
抑制条件下白腐菌降解氯代酚作用研究”发表于《中国造纸
学报》18卷第1期,并被EI检索收录(EI:0339765182。
分别以富有特殊营养、保健价值的玉米、荞麦、小
米等杂粮为主要原料,加上番茄、芹菜等蔬菜配料,通过挤
压技术生产系列多功能营养方便面。
避免了传统的油炸工艺,操作程序由复杂变简化,不
但保值期长,而且油炸危害物的生成被避免。
结束了方便面制作必以小麦作原料的历史,极大保留
了食品的色香味和营养成分。
该技术生产出来的方便面具有弹性好、耐浸泡、不
沾条、复水快、不断条、不混汤、有咬劲、口感细腻、滑爽
的特点。适合广大消费者、特别是城市各类消费群体的“优
质、营养、保健、方便”的食品消费发展趋势,具有极大的
社会意义和经济价值。该技术具有投资成本低、生产效率高
、所有设备占地面积小、劳动强度低、自动化程度高、易控
制等优点,投资回报率高。经济效益估算:日产13万包营养
方便面,设备投资为230万元,年销售额为3890万元,年总
成本为2830万元,年利润总额为1060万元。
项目内容包括耐冷冻面包酵母生产菌种及其生产工
艺,主要经济技术指标如下。
(1)耐冷冻耐酵母菌种:在确定好的最佳冷冻工艺条
件下(三角瓶试验),其酵母菌种经过30天低温冷冻保存(-1
8℃),冷冻后活细胞率不低于90%,发酵活力不小于冷冻前
的85%。
(2)冷冻酵母成品:冷冻后酵母成品活细胞率不低于
85%,发酵活力不小于冷冻前的80%。
(3)冷冻面团:解冻醒发后,面团体积不低于不冷冻
面团的90%。
投资情况:与普通面包酵母生产设备相同。
经济效益:按年销量1000吨ADY计,每吨产品成本
1.6万元,销售收入2800万元,年税利总额1200万元。
随着人们生活水平的提高,人们的保健意识逐渐加
强,食醋以其特有的营养和保健作用在国内外受到重视和欢
迎。
近年来,食醋的原料已从传统的粮食向果品转变。以
果代粮酿造的果醋不仅营养、风味、口感比传统食醋更佳,
而且水果所富含的维生素、矿物质、氨基酸等营养成分在酿
制中被保留下来,大大提高了果醋的保健功能。
果醋不仅具有调味、增进食欲和促进消化的功能,还
具有抗菌、杀菌、抗疲劳、美容、减肥等保健作用。近年来
,果醋的营养价值已逐渐被人们发现和认识,其作为一种保
健、营养型调味品,得到广大消费者的认可和青睐。
由果醋延伸的产品果醋饮料,被称为是继碳酸饮料、
茶饮料、果汁饮料和乳酸饮料以后的第四代饮料,自20世纪
90年代上市以来,在世界范围内尤其是欧美和日本等国受到
普遍欢迎。
中国是食醋生产和消费量最大的国家之一,开发功能
性果醋是食醋这种大宗化的酸性调味品发展的趋势,也是中
国充分开发农业资源,挖掘其潜在价值,提高农业经济效益
的有效途径,同时还能有效缓解粮价上升给中国食品工业带
来的巨大压力。
本工艺的研究开发具有自主知识产权,已申请国家发
明专利一项。。
优良菌株可以显著提高原料利用率和产品品质,从而
提高企业生产能力,为企业带来更大的经济效益。同时针对
目前市场对功能型果醋及其饮品的需求,针对果醋发酵特点
进行果醋发酵生产专用菌种的选育以及建立相适应的发酵工
艺,对于提升中国食醋企业竞争力以及促进果醋产业化具有
重要的理论价值和实践意义。
该项目使用的醋酸杆菌AC2005具有耐高浓度醋酸和高
浓度酒精的性能;醋酸杆菌AC2005具有快速发酵果酒生产果
醋的能力,利用该工艺可以实现高浓度果醋的快速生产。
本工艺的研究开发具有自主知识产权,已申请国家
发明专利一项。优良菌株可以显著提高原料利用率和产品品
质,从而提高企业生产能力,为企业带来更大的经济效益。
同时针对目前市场对功能型果醋及其饮品的需求,针对果醋
发酵特点进行果醋发酵生产专用菌种的选育以及建立相适应
的发酵工艺,对于提升中国食醋企业竞争力以及促进果醋产
业化具有重要的理论价值和实践意义。该项目使用的醋酸杆
菌AC2005具有耐高浓度醋酸和高浓度酒精的性能;醋酸杆菌
AC2005具有快速发酵果酒生产果醋的能力,利用该工艺可以
实现高浓度果醋的快速生产。
本工艺的研究开发具有自主知识产权,已申请国家
发明专利一项。
该课题来源于天津市高等学校科技发展基金项目。
由于污泥中含有大量的游离水、间隙水及结合水,含水率很
高一般都在97-99%之间,且保水性强、流动性好,单靠简单
的机械压缩过滤很难达到理想的脱水效果,由于其脱水性很
差,给其处理和处置带来很多问题。
如何提高剩余污泥处理速度、降低能耗、提高经济效
益和社会效益,越来越引起科研工作者的关注。
该研究以钢渣、硫铁矿渣为原料制备无机高分子絮凝
剂。并通过铁的形态分布、红外谱图、热失重曲线对所制备
的絮凝剂的性能进行了测试研究;根据自由基聚合原理,采
用复合引发体系,对AM、DMC进行自由基共聚反应,制备出
一系列不同分子量和不同电荷密度的高分子量阳离子聚丙烯
酰胺;将自制的无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂进行
复配,用于污泥脱水应用研究,得出最佳的污泥脱水工艺条
件,并对污泥脱水机理尤其复配增效机理、污泥脱水性能进
行了探讨。
研究结果表明,复配絮凝剂无论在污泥的沉降性能、
过滤性能方面,还是在降低污泥含水率和污泥比阻方面均优
于CPAM-2(国外产品),利用复配絮凝剂处理污泥,过滤比阻
可降至原始污泥45%左右。水分去除率为24.08%,水分去除
率比国外进口产品高出4.39%。
发表相关论文4篇,其中三大检索3篇,核心1篇,申
请专利一项。
中国污泥脱水剂的生产正面临着挑战,一是来自国
外絮凝的竞争越来越激烈,二是人们对环境质量的客观要求
越来越高,新型高效污泥脱水剂的开发已成为迫在眉睫的课
题。全国每年产生的污泥量(以水分80%计)高达2100万吨,
并且以10%-20%的速度在增长,因此高效的污泥脱水剂的研
制和新工艺的开发具有广阔的应用前景。
克拉维酸又名棒酸,是一种对许多细菌所产生的β
-内酰胺酶有抑制作用的不可逆抑制剂。
它和其他易受β-内酰酶攻击的抗生素结合在一起,可
大幅度提高抗生素的作用。
市场需求增长较快。国内仅有一家公司生产,但产量
少,水平低成本高,效益不佳。(国内发酵水平为:发酵单
位1000μ/ml,收率30%),现有技术来自国外,工业化成熟技
术。
适用范围:发酵单位4000u/ml;收率40%。
经济效益分析:投产当年收回全部投资;转让内容
及转让条件:转让条件400万元。
该项目以滨海地区非饱和带粘性土为研究对象,采
用野外调查和室内模拟相结合的方法,主要研究不同盐度入
渗水对粘性土渗透性的影响、粘性土以及粘性土中胶体对垃
圾淋滤液污染物的吸附性能,最终评价非饱和带粘性土对垃
圾淋滤液污染物的抗污染性能,为垃圾场选址以及提高垃圾
淋滤液污染治理效率提供科学依据。
得出结论:垃圾淋滤液中的重金属有在土壤中富集的
现象;垃圾污染物在土壤剖面中的滞留量一般随深度的增加
而逐渐减少;垃圾场周围土壤中污染物的含量随着距垃圾场
距离的增加表现为逐渐减少的趋势;距垃圾场越远土壤的碱
性越高。
1.该成果《多户联用家庭生活污水高效处理净化槽
的开发与示范》是基于王昶教授团队12年农村生活污水处理
经验获得的,在2006年团队首先利用单户型的净化槽在农村
进行了示范,虽然取得了很好的处理效果,但是由于投资过大
,很难适合于现行我国发展过程中经济实力的现状。
关于这一点,在单户型净化槽高效处理农户生活污水
的专项课题结题中,专家们给予本团队的肯定和希望,希望本
团队开发出投资低、效果好,便于实施的实用性较广的多户
联用家庭生活污水高效处理净化槽,与单独农户配套的净化
槽形成一个适合新农村建设的原位处理的、更广泛意义的新
模式,减轻国家、地方因集中处理耗资巨大的排水管道建设
投资的财政压力,达到保护整个水体清洁,同时达到多户联用
净化槽处理系统能够稳定运行节能减排的目的,也为我国环
保产业带来新的商机。
2.因此王昶教授团队在农村单户型生活污水分散式处
理取得成功之后,由于考虑到单户型分散处理即使效果很好
,能够稳定运行,但由于投资费用和操作费用过高,难以推广
应用,需要有投资少、运行稳定、操作费用底的处理系统和
装备,为此在单户型的基础上,对已有的净化槽进行了提升改
造,使得净化槽适用于多户农家生活污水的连续化处理,通过
曝气量的控制、好氧区域的调控、微生物的有效利用以及净
化槽的多台串并联的多组合型归一模块化处理系统更加适应
不同农户、不同水质以及不同处理量,合理地调节系统,优化
工艺、节能减排,甚至于可以做到无人值守,同时采用产品标
准化、产业化,进而采用地埋方式,不仅适合于南方地区,而
且还适应于北方地区,通过由天津市农委《多户联用家庭生
活污水高效处理净化槽的开发与示范》项目的实施,可以为
我国农村生活污水处理提出一个创新的处理模式
3.项目利用集成了平推流厌氧生物反应器和全混流生
物反应器一体化技术、生物膜滤床技术、空间上的一体化技
术的污水高效处理净化槽系统,分别对两户、十户、十五户
的生活污水进行了集中处理。污水处理系统在稳定运行状态
,出水清澈、透明、无异味,出水的生化需氧量BOD为11.6mg
/L、化学需氧量COD为38.6mg/L和悬浮物SS小于8mg/L。吨水
处理成本随着联用农户的增加而降低,吨水处理电耗0.5度,
吨水处理成本0.35元,节能减排效果明显。
1、确定了极低蒸气压的测定方法即多孔Knudsen隙
透法,购置了高真空机组和复合真空计并完成了机组的调试
工作;设计了尽量符合Knudsen隙透条件的隙透盒,调整隙透
孔数和孔径之间的关系,完成设计及加工工作,加工完成了高
真空玻璃系统,实验系统调试完毕,并测定了部分物质的蒸气
压,测定工作及物性计算同时继续进行。同时发表相关论文
,并申请了专利。。
2、采用本课题组提出的对应态基团贡献法(Corres
pondingStateGroupContributionmethod,简称CSGC)导出估
算纯物质的偏心因子CSGC-LK方程。用20类376种物质的物性
数据回归出了方程的参数,并得到了69个基团对临界温度和
临界压力的贡献值。平均相对误差为5.47%。并对未参与回
归的7种物质进行了预测,总平均误差为3.46%,能满足工程计
算的要求。该方程仅需要正常沸点和分子的基团信息,是目
前估算偏心因子比较有效的一个方法。。
3、应用的新的分子连接性指数法(NewMolercularC
onnectivityIndex,简称NMCI)是引入顺反因子的概念,同时
将分子连接性指数法与几何平均分子连接性指数法相结合提
出的一种新的物性估算方法。该方法仅需要知道污染物的结
构式就可以进行估算,是一种十分有效的物性估算方法。。
发表相关论文,并申请了专利。
1.本项目《农村生活污水处理技术集成与集中运营
模式应用》是天津市科学技术委员会(以下简称天津市科委
)资助的美丽天津重大工程之一,项目起止时间为2014年10
月-2017年9月,资助经费数额280万元,其中市财政拨款金额
250万元,企业自筹30万元。项目第一承担单位是天津科技大
学,项目负责人是王昶教授,第二承担单位是北京思清源生物
科技有限公司(现更名为北京首创清源环境科技有限公司)
。。
2.本项目是为天津市乃至全国的农村污水处理探索一
套可行的模式,还农村一个绿水青山。但是由于农村情况千
差万别,农户居住分散,绝大部分地势落差较大,难以建立集
中的污水处理设施,现已建立的一些污水水处理示范,除上述
原因外,还存在工程设施一体化程度低,后期维护难度大,运
营费用不落实,导致不能正常运行。因此,探索适应我市农村
污水处理模式及其运营模式,建立一整套与自来水化工程相
配套的、行之有效的分散式一体化污水原位处理示范工程,
纳入统一监管长期稳定运营尤为迫切,不仅投资少,而且还便
于推广应用。。
3.因此本项目的是针对农村不同情况,选择具有代表
性的村庄进行示范,采用低耗高效、运行稳定、达标排放的
集成技术,对重要的参数实时监控,分别对单户、多户以及相
对集中的农村生活污水进行分散式一体化处理,通过示范实
现长期有效运行,改变以往的运行困难,处理不达标的现象,
开发一整套适合于农村生活污水处理、管理和运行模式,为
美丽天津一号工程,实现农村生活污水全面处理提供一整套
行之有效的一体化分散处理系统
4.该项目研发了分散式的净化槽系统和集中式的SSL
E设备,建造了单户型净化槽原位处理示范3户,5联户净化槽
原位处理示范七套,20联户SSLE处理示范一套,50联户SSLE处
理示范一套,农村小区SSLE处理示范一套,以及稳定运行的实
时监控系统一个。分散式污水处理系统一直稳定运行,出水
清澈、无异味,出水水质达到国家一级排放标准(BOD去除率
>90%,BOD<20mg/L。
本课题采用实验测量和数值模拟相结合的方法对气
液反应器内的流体力学行为进行了全面的研究和考察,从更
深层次上揭示了气液两相流体系内部的流动机制,并为改进
和开发更为高效的气液反应器提供了可靠的理论指导和依据
。
⑴研究和改进了双探针电导探头测试系统。在全面分
析传统的双探针电导探头测试技术的基础上,并开发了相关
的数据处理软件,可以同时获得气含率、气泡尺寸及分布、
气泡上升速度和频率以及气液相界面积等参数信息。
⑵对气升式外环流反应器内的流体力学行为进行了较
系统的实验测量和研究。发现流体力学参数受液相黏度和表
面张力的影响较为显著,但其各自的变化规律则不尽相同。
基于实验数据建立了适用于本实验条件下的局部气含率与轴
径向位置之间的计算关联式以及平均气含率与表观气速、液
相黏度和表面张力之间的计算关联式。
⑶以商业软件CFX4.4作为计算平台,基于双流体模型对
气液体系内部的流体力学行为进行了数值模拟。。
⑷以气泡聚并和破碎模型为基础,进行了各种相关模型
的分析和论述,对模型中的不同参数采用不同的模型进行计
算,确定了较适宜的综合模型进行气泡聚并和破碎过程的模
拟。。
⑸采用实验研究和数值模拟相结合的方法代替传统的
基础研究模式,对于研究气液反应器内的气泡行为和流体动
力学极具发展前景和应用价值。
农村生活污水处理与农村自来水化的相辅相成工程
是美丽乡村建设的重要内容之一,本项目针对农户居住地分
散和地势差异以及生活污水复杂等,使得管网建设难度大、
费用高以及处理困难的国情,建立了分散式处理的归一模块
化净化槽串并联系统,开发了归一化预处理的水解技术,使水
解槽的上部形成好氧区,借助于好氧微生物分解浮渣,确保出
水水溶性化,解决农村收水难的关键难题;提出了平推流和全
混流模式的耦合技术,有效抑制高浓度区污水返混到后区,充
分利用曝气实现单元系统的全混模式,提高生化反应的效率
;净化槽串并联系统使A/O的脱氮组合和铁盐与生态滤床的耦
合,实现了生活污水处理的深度处理;在污染底物与生物膜的
生化反应的平衡理论的指导下,采用曝气环流技术,抑制了活
性污泥的产生,抗冲击性强,无人值守;不同组合可以实现不
同的出水水质标准,吨水处理成本低于0.6度,节能减排,管理
便捷;不受南北方的气候限制,已在天津和其他省份推广应用
。
农村生活污水归一模块化净化槽串并联处理系统示范
推广的核心是归一模块化的系统,由6种技术的耦合集成,能
够彻底解决农村生活污水处理的技术难题。
(1)平推流和全混流模式耦合技术。
在小型净化槽处理系统中首次提出平推流和全混流模
式的耦合技术,从整体的流动过程中建立严格的平推流模式
,有效抑制高浓度区污水返混到后区,充分利用曝气实现单元
系统的全混模式,提高生化反应的效率。
(2)归一化预处理的水解技术。利用气压差的烟囱
拔风原理,使水解槽的上部形成好氧区,借助于好氧微生物分
解浮渣,取代化粪池浮渣过剩带来的后期处理以及固体物对
污水管网的堵塞,实现小管径多户连接,真正解决了农村收水
难的关键技术。
(3)多台净化槽串并联集成技术。不仅由装备的小
型化实现大流量的处理过程,而且还可以充分利用槽内的各
区作用,实现A/O的脱氮组合。
(4)生物滤床中的环流曝气技术。减少曝气给予生
物滤床上的微生物膜气力冲动,确保与底物成平衡的微生物
膜的稳定性,提高了生化处理的效率。
(5)借助于生物膜中的微生物与污染物底物的平衡
理论,采用多级串并联方式,抑制了污泥的产生,实现了系统
的简单运维。。
(6)铁盐与生态滤床的除磷耦合技术。利用磷酸铁
溶度积小的原理,在PPM级的铁盐投加下,替代传统的絮凝剂
法,抑制絮体产生,让分子级的磷酸盐在生态滤床中吸附沉积
,实现对磷的深度处理。
这项技术达到的经济指标如下。
1.归一化预处理的水解技术解决了收水难的问题,大
大降低了管网建设投资,比起常规管网建设可以降低70%费用
2.用户联用越多,吨水处理电就越少,日处理50吨系统吨水电
耗低于0.6度。
3.系统抑制了活性污泥的产生,实现了无人值守,大大
地降低了运维费用。
4.净化槽串并联系统出水水质指标(COD、BOD、NH3
-N以及SS)达到一级A,进一步采用A/O/A/O净化槽系统和铁
盐与生态滤池的耦合技术可以实现系统出水水质(COD、BO
D、NH3-N、SS、TN以及TP)一级A指标。
1.如何处置城市污水厂产出的大量污泥,是一个值
得深入研究的课题。对污泥的处置首先应该注重无害化、资
源化和能源化,对污泥的资源化利用本身就是节约能源和资
源,为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变
废为宝的合理出路,实现经济效益与社会效益同步增长。而
在这方面,我国和国际上发达国家尚存在一定差距,我们应当
在传统工艺基础上致力于新技术的开发,以对成份日趋复杂
、数量不断增多的污泥进行更有效、更经济的处理。
2.污泥制油是近几年发展起来的技术,污泥通过低温
热化学反应,将污泥中的脂肪族化合物和蛋白质转化成油、
炭、气和反应水。这种油可用于现场发电和作为燃料出售。
该技术可用于处理市政污泥、造纸污泥、制革污泥等等。
3.与国外相比,直接热化学液化法污泥制油的研究在
国内刚刚起步,由于直接热化学液化法原料不需要干燥,运行
过程只要使用过程生产的70%的油量就可以满足过程消耗的
能量,30%的油量可以过剩,利用价值高。由此决定直接热化
学液化法必将成为污泥油化的发展方向。利用直接热化学液
化法污泥油化是解决当前能源问题和环境问题的新途径,具
有广泛的应用前景。
取得的成果。
(1)研制和建立产氢海洋光合细菌和厌氧发酵菌分离
、筛选和动态检测的技术设备,组成微型实验室,使菌种的
分离、筛选通量比常规技术提高10倍以上。
(2)首次以红树林淤泥作为产氢菌株筛选的材料。
采用三层平板法共筛选出20株具有较好耐盐性的兼性
厌氧产氢菌株,其中包括细菌和酵母。其中,成团泛菌经优
化成为高效产氢菌株。成团泛菌在海水条件下,葡萄糖浓度
为10g/l,pH值为7.2时,菌株BH-18最大产氢量和平均产氢
速率分别为2246ml/l和160ml/l/h;成团泛菌BH-18在淡水条
件下和海水条件下产氢能力都较高。淡水条件下该菌的平均
产氢速率比海水条件下提高27%。
意味着菌株能够成为淡水和海水有机废水和废物生物
制氢的候选工程菌株,为沿海城市有机废水的综合利用奠定
基础;热带假丝酵母BH-16与成团泛菌BH-18的混合产氢试验
结果表明混合平均产氢速率比单一菌株纯培养的平均产氢速
率有非常明显的提高,说明在混合产氢代谢中存在协同效应
。
(3)至今大多数暗发酵处理有机废水都应用于与淡水
领域,很少有文献报道将其应用于海洋环境,尤其是海水养
殖废水我们从淡水环境中筛选出具有高度耐盐性的发酵产氢
菌阴沟肠杆菌XA-2,然后逐渐将其驯化为海水条件下产氢。
(4)首次将转座子插入突变应用于海洋产氢细菌,成功构建
了转座子突变库,筛选一批高效产氢突变菌株,为暗发酵产
氢机理的研究奠定了基础。
(5)完成暗发酵/光发酵耦联容积1300L系统的研制,
已用于耦合制氢研究。利用有机废水的光-暗耦联微生物制
氢技术进入产业化的"瓶颈"问题有两点,一是高
效菌种的获得,二是制氢的工艺过程(包括反应器等)。本
研究针对这两个关键问题,开展了卓有成效的工作,为该技
术的进一步产业化奠定了基础。
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1)突出国际合作项目的特点,与国外大学(比利时
Gent大学和越南CanTho大学)和国内企业(山东埕口盐化集
团、河北鑫海生物技术有限公司、长芦汉沽盐产有限责任公
司)进行了的广泛合作,签署了六项合作协议。通过聘请外
国专家来华参观讲学、派科研团队人员赴国外培训、学生联
合培养和参加国际研讨会等方式,为盐田卤水生物学学科的
发展奠定了基础,有利于科研成果的转化应用。
2)本研究在国内外首次调查海水淡化浓排水对盐田生
态环境的影响。项目对淡化浓排水和吹溴后卤水的理化性质
进行了分析,摸清了走水过程中卤水pH的变化规律,并对其对
盐田生态系统的影响进行了取样分析调查,虽然与本底调查
数据相比差别不显著,推断其负面影响应在今后较长时间(
3~5年)后显现,本研究为今后的进一步研究提供了基础数
据。
3)渤海湾盐区是我国传统生物海盐生产区域,但缺乏
盐田生态方面的基础数据积累。本研究对渤海湾盐场进行了
卤水理化性质和生态状况本底调查,本研究填补了盐场该项
基础数据的空白,对盐业生产和卤虫资源开发具有重要价值
。
4)对越南产A.franciscana和渤海湾孤雌生殖卤虫在
渤海湾盐度、温度、饵料和pH条件下适应能力进行了深入研
究,掌握了大量有关卤虫生长和繁殖的数据。
进行了两年野外接种实验,该结果为今后在渤海湾盐
场进行卤虫接种提供了很好的借鉴。
5)探究了日晒盐池条件下饵料水平对A.franciscana
卤虫产卵量影响,发现C/N=10的条件下,适当增加投喂量(1
10%),增加卤虫卵产量大2.7倍。推测与碳源与氮源的加入
,促进单胞藻繁殖和生物絮团(Biofloc)的形成有关。该研
究成果为提高卤虫产量、研究生物絮团在卤虫养殖中的应用
提供了借鉴。
6)进行了不同盐度盐池嗜盐细菌的分离纯化,分离鉴
定出20株细菌,对其形态和性质进行了深入研究,发现可能成
为新种的一株细菌SM20-5,为嗜盐细菌的应用研究打下了很
好的基础。
1.本项目于2015年4月立项,项目名称为“人工海岸
对渤海风暴潮影响的数值模拟与灾害预警”,属于天津市应
用基础及前沿技术研究计划项目,技术领域为资源与环境,应
用产业领域为能源,承担单位为天津科技大学理学院。
2.立项依据主要考虑到风暴潮灾害一直位居各种海洋
灾害之首,平均每年的直接经济损失占海洋灾害总损失的80
%。2000年到2010年的10年间,由于围填海工程的建设,自然
海岸线减少,人工海岸增加,有可能削弱海岸带的减灾防灾能
力。本项目旨在研究人工海岸建设前后渤海风暴潮灾害的时
空变化过程,提出灾害预警方案,为渤海海岸线的建设提供科
学指导,同时也为海洋资源的可持续发展提供科学依据。
3.该项目基于三维近海海洋模式--FVCOM动力学模型
(theFiniteVolumeCoastalOceanModel),利用中尺度气象
预报资料WRF风场数据(theWeatherResearchForecastingm
odel)和大小网格嵌套方法,通过潮汐和风场共同驱动,建立
渤海潮汐和风暴潮模型。使用2000年渤海岸线和围填海工程
之后提取的2010年渤海岸线,进行渤海典型风暴潮过程的数
值模拟。
研究岸线变化前后渤海风暴潮灾害的变化规律,给出
岸线变化前后风暴潮增水曲线、增水分布图、流场分布图,
并进行对比分析提出海岸建设的相关建议,给出风暴潮灾害
预警方案。该项目的研究,有利于提高海岸线建设和海洋开
发规划的科学性,对促进海洋资源开发利用和保护人民财产
安全将起到重要的支撑作用。
(1)渤海风暴潮预报模式研制。
基于三维近海海洋模式--FVCOM动力模型,建立了以渤
海湾沿岸为重点的精细尺度的潮汐和风暴潮三维数值模型。
模型采用三角形网格,利用有限体积法进行数值计算,利用大
小区域网格嵌套模式,对海洋潮汐动力和风应力驱动的渤海
风暴潮预报模式进行调试和验证。其中大模型研究区域包含
黄海和渤海(33.72oN-41.05oN,117.56oE-126.93oE),其中
小模型研究区域包含整个渤海(37.13oN-40.92oN,117.57o
E-122.91oE。
(2)对渤海潮汐过程进行了数值模拟。
在开边界,利用OTPS软件预报得到实时水位驱动,研究
渤海潮汐增水情况。收集各个验潮站记录的实测数据,对潮
汐增水模型进行校正,使FVCOM模型能够较好反映潮汐增水现
象。
模拟数据和实测数据对比基本一致,模拟的M2分潮和
K1分潮的振幅和迟角与各测站位的实测数据基本一致,渤海
等振幅和等迟角图与海图对比也基本一致,这说明模型能够
模拟渤海的潮汐动力过程。
(3)对渤海典型寒潮风暴潮过程和台风风暴潮增水
过程进行数值模拟。利用(1)建立的风暴潮预报模型,利用
中尺度气象预报模型WRF模型(WeatherResearchForecasti
ng)模拟的风场数据,利用潮汐调和数据(OSUTidalPredic
tionSoftware,http://volkov.oce.orst.edu/tides/)作
为海洋水边界条件,对典型渤海风暴潮过程进行数值模拟,包
括:1985年8月(Mimie)、1997年8月(Winnie)、2005年
8月(Matsa)台风风暴潮和2003年10月的温带风暴潮过程,
并与实测数据进行对比分析,验证模型的有效性。模拟结果
显示,模拟风暴潮在増水极值及时间上与实测数据基本吻合
,这说明模型能够用来较好模拟渤海寒潮风暴潮过程和台风
风暴潮过程。
(4)岸线变化对渤海风暴潮灾害的影响评估。利用
2000年渤海岸线和2010年围填海工程后提取的渤海新岸线,
设计敏感性实验,对渤海风暴潮过程进行数值模拟。
2000年的水深资料是Choi(LaboratoryforCoastala
ndOceanDynamicsStudiesSungkyunkwanUnivercity)提供的
1′×1′的东中国海水深数据,插值到研究区域的网格点
。
2010年渤海的海岸线变化数据是利用美国陆地资源卫
星Landsat的传感器TM/ETM遥感信息,采用Canny算子半自动
提取获得的,2010年的水深数据是根据渤海岸线变化,对水深
数据进行修正得到的。
通过对渤海风暴潮过程进行模拟,研究岸线变化对渤
海风暴潮的影响,主要是对渤海湾、莱州湾和辽东湾风暴潮
增水的不同影响程度。分析不同的寒潮风场或者台风路径,
对渤海沿岸不同区域的影响。重点研究了岸线明显变化的曹
妃甸、天津港和黄骅港海区的风暴潮增水空间分布。分析1
0年岸线变化,各个港区风暴潮增水增加的可能性以及危害程
度的大小。结果显示,岸线变化后,渤海湾三大港区的风暴潮
増水有增加的趋势。
同时研究了岸线变化对渤海流场的影响,岸线变化后
,渤海流场有减弱的趋势。
(5)渤海风暴潮灾害评估与预警对渤海风暴潮进行
长期数值模拟,提取典型风暴潮个例,进行统计分析,研究渤
海风暴潮的发生以及分布规律,与气象数据相结合,进行渤海
风暴潮的灾害预警,并制定预警方案。对模拟数据进行统计
推断,得到渤海湾三大港区(曹妃甸港、天津港和黄骅港)
的风暴潮増水的可能性,给出灾害预警方案。
党的十九大报告指出:“坚持陆海统筹,加快建设海
洋强国”,“实施流域环境和近岸海域综合治理”,建设美丽
中国近年来天津市风暴潮灾害损失已达4亿,减少灾害损失的
效益不可估量。
该项研究对提高海洋发展规划的科学性,为海洋灾害
预警预报提供科学基础。
1.作为一种发酵酒饮料,葡萄酒口感好、营养高,具
有保健功效,其消费热潮逐步升温。但是近两年受进口酒的
冲击,我国葡萄酒销售收入正在下降且面临亏损。氨基甲酸
乙酯(EC)是葡萄酒生产过程中的副产物,具有致癌作用,而
我国缺乏对葡萄酒等发酵饮料中EC含量限定的相关标准,导
致国内葡萄酒缺乏国际市场竞争力。针对该问题,本项目研
究葡萄酒生产中EC的控制与品质提升的关键技术,对提高国
产葡萄酒的国际竞争力和市场占有率具有重要意义。
2.本项目以葡萄酒生产中有害副产物氨基甲酸乙酯含
量为控制指标,通过筛选具有优良性能的、低产尿素的葡萄
酒酵母菌株,对其进行定向改造,选育出低产尿素并适量低产
高级醇的葡萄酒生产安全的酵母菌种,在此基础上,开展葡萄
酒活性干酵母(ADY)生产与应用研究,最终确定葡萄酒活性
干酵母的应用方案,生产风味浓郁、健康安全的绿色葡萄酒
产品,实现葡萄酒的安全生产。
3.项目研究对学科建设、行业技术进步、新兴产业培
育及社会进步、自主创新等方面的具有重要意义;该项目的
实施完成,对发酵食品微生物的菌种选育提供了新的思与方
法,为葡萄酒生产中有害物质氨基甲酸乙酯和高级醇含量的
控制提供了有效的技术手段,该项目研究成果的应用可有效
提升葡萄酒的品质,实现葡萄酒的健康安全生产。
将本项目研究中构建选育的优良葡萄酒酵母菌种以及
发酵工艺进行中试生产应用,取得良好效果,获得了具有自主
知识产权的优良低产尿素和适量低产高级醇的葡萄酒酵母菌
株。
1.近年来人们对食品安全、营养健康的更加关注,
对果蔬加工行业提出安全卫生、保鲜营养、环保便捷的发展
要求。特别是对于果蔬腌制品,以成本低廉、风味多样深受
广大人民所喜爱。目前,我国果蔬腌制企业多建于农村,主要
以中小型企业为主,其生产方式、技术水平较落后,市场竞争
力弱。随着市场竞争和发展需求,注重高新技术的转化与应
用,不断地将机械化、自动化、智能化、食品安全技术、节
能环保技术等融入对果蔬清洗工艺的研究,提高产品的科技
含量,从而既可获得科学利用价值,又可产生较大的社会效益
与经济效益。
2.本项目研究成果的应用将改善果蔬加工行业中腌制
厂的传统加工工艺存在的高浪费、高污染、高成本等诸多问
题,开发设计适用于腌制厂机械化盐水清洗工艺及废水回用
集成设备,并将其应用推广建设示范工程。
3.该项技术的推广和应用,将有效改善腌制行业高污
染、高浪费、高运行成本的现状,实现废水零排放和腌制行
业节能减排“低碳”行业的建立,大力促进我国腌制行业的
规模化发展和技术水平的提升。在2012年至2013年在天津市
思瑞食品有限公司进行中试试验与应用。按该企业平均年加
工量10000吨鲜辣椒计,年用水量高达150000吨,同期,辣椒清
洗工人80人次,人工费用近百万元/年。运用集成系统后高盐
清洗水总用量基本控制在20吨左右,用水成本大大缩减。
4.此外,采用机械化盐水清洗设备后,用工人次减少到
20人次,洗后产品进行腌制出成率提高了15%左右整个机械化
清洗工艺较原生产加工工艺降低成本近200多万元。此项技
术的应用,即减低产品成本,提高经济效益,又高效的利用水
资源,保护了生态环境。
5.在腌制行业进行推广与实施,将为该行业带来有巨
大的经济效益和社会效益,同时也促进该产业的节能环保、
规模化发展,为食品行业发展树立节能减排新典范。
1.瓶装“太空水”,又称纯净水,是由自来水、深
井或其他来源的水经过一系列水处理过程而完成过滤、脱盐
、除菌、消毒灭菌。再经灌装入瓶。瓶装“太空水”具有高
度纯净,不含任何对人体有害的物质,饮用时清凉甘甜,与
市售的其它饮料相比,它更适合人们日常补充水分的需要,
因而在目前市场上颇受消费者欢迎,销量递增。
2.工艺流程:原水,石英砂过滤,精细过滤,中空纤
维过滤,紫外线杀菌,装瓶,成品。
3.所城需厂房:总占地200m^2(不包括仓储),设备投
资:(不包括配电设施),按每小时产3000瓶(600ml瓶)1.5吨
/小时能力计,设备总投资:40万元。能量消耗:原水:2.
5吨/小时,电力:10-15KW。
4.效益分析:设计生产能力3000瓶/小时,每日工作
8小时,年工作200日。年产理:0.3万*8*200=48万瓶,每
瓶盈利15元,全年可获利税72万元。
1.本成果主要是在进行高盐有机废水生物处理过程
中实现资源化利用,以达到循环经济的目的。
2.该成果主要包括两部分内容。
1)利用高盐有机废水的微生物制氢和微藻藻株的筛选
培养。从海洋高盐环境中尤其是红树林地区大规模筛选耐高
盐的高效微生物菌株100多株,驯化淡水体系高效微生物菌株
5株,同时采用分子生物学方法构建高效专一的工程菌株34株
,对高盐有机废水中的有机物进行降解和利用。
2)其次,还筛选并改造可利用无机盐进行光合自养的
微藻藻株50余株,对经过微生物降解有机物质后的高盐有机
废水进行处理,以吸收利用高盐有机废水中的无机盐成分。
经过微生物和微藻的协同处理,高盐有机废水基本达到清洁
处理。
3)与此同时,微生物降解有机物过程中产生大量清洁
能源—氢气,微藻吸收处理无机盐离子中还可以获得高值产
物(藻胆蛋白和类胡萝卜素等)以及生物柴油等,实现高盐
有机废水处理与资源化利用的耦合。
3.项目提交的10篇代表性研究论文SCI引用次数172次
,其中,SCI他引100次以上的研究论文1篇,JCR分区Ⅰ区的研究
论文4篇,影响因子4.0以上研究论文5篇,表明该项目具有极
高的国际认可度和学术价值。
项目提交的10篇代表性研究论文SCI引用次数172次
,其中,SCI他引100次以上的研究论文1篇,JCR分区Ⅰ区的研究
论文4篇,影响因子4.0以上研究论文5篇,表明该项目具有极
高的国际认可度和学术价值。
主要成果:。
建立了实验室分离培养的天津近海浮游生物污染和赤
潮原因物种藻种库,分离纯化5-10株赤潮浮游植物。
更新和完善了天津市近海浮游生物多样性的种名录。
研究了不同区域天津市沿海浮游生物群落结构的周年和季节
变化,并结合环境条件分析其对种群变动的影响。
发现浮游植物生长率在夏季明显高于其他季节,春季
比秋季略高,冬季最低,微型浮游动物对浮游植物有较强的
摄食控制作用。
创新点:。
通过近岸和外海典型站位的设置,周年和季度的调查
,从时间尺度和多样性方面深入研究了天津市沿海浮游生物
的种群变动规律,进一步了解富营养化对近海浮游生物群落
周年和季节变化的影响作用。
对采集浮游植物样品进行实验室内进行分离、鉴定以
及培养,建立天津近岸浮游植物污染指示物种和赤潮原因物
种的藻种库。
结合浮游植物群落和微型浮游生物群落结构,研究了
天津近岸浮游植物生长和摄食死亡的周年和季节变化,分析
了微型浮游动物摄食对赤潮原因物种的下行控制作用。
本项目属于应用基础与前沿技术研究,研究领域为海
洋调查,主要应用于环境治理、生态系统功能评价、海区功
能区划及经济可持续发展相关关键科学问题提供基础和前期
探索。
3.生态效益:查明了天津市近海浮游生物的污染指示
物种和赤潮原因物种,探讨及其与氮磷硅等基本生态环境因
子之间的影响关系,为天津周边海域的环境污染治理监测和
赤潮减灾提供科学依据。
4.对社会的持续影响:天津近海污染物排放和富营养
化问题较严重,同时还具有港口压舱水等外来物种的侵入,通
过本项目的本底调查,基本厘清天津市近海基本的生态系统
结构和生态过程。生态学的研究是个长期和系统的过程,天
津近海受陆源影响较大,包括自然生态区、港口区和吹沙填
海区等,应该进行长期和连续监测,对研究人为活动和全球自
然变化等相互作用过程机制具有重要参考价值。
1.生物监测技术是环境监测评价方法中不可或缺的
部分,生物多样性指数是评价环境质量优劣的常用方法。对
渤海湾天津海域的历史生物资料,以及现场调查的生物数据
进行了分析;包括了大型底栖动物、小型底栖动物(自由生
活线虫)、浮游植物、浮游动物和鱼类等生物类群的多样性
分析,以及其在环境监测中的应用分析。梳理了香农多样性
指数等在应用中的问题并提出建议,一些指数中的对数底数
不同,建议使用自然底数,和国际接轨。评价环境质量时,指
数所用的阈值范围也比较混乱,建议采用四档的评价标准,和
海水水质评价结合起来。化学单因子和多因子的评价结果差
异大,也会影响了与生物结果的比较,建议在个别环境因子超
标严重的时候用单因子,而超标不严重时结合多因子的综合
评价。
2.多样性指数的结果与取样方法及生物类群有关。在
同一站位,网采法和瓶采法的指数结果不同,有些存在统计学
的差异;而且不同生物的多样性指数结果不同,影响了环境状
况的评价。分类学差异性指数表现出了较好的应用效果,受
取样方法影响较小,没有统计学差异。但是分类学多样性指
数也和生物类群有一定关系,例如小型底栖生物和大型底栖
动物的分类学指数都能区分出污染严重的区域,但是区域大
小并不完全相同,细节问题有待深入研究。研究内容涉及了
较多的生物类群,具有很好的代表意义和实践推广价值。
可分选式电路板破碎机,结合破碎和分选两种功能
,高速旋转的刀具破碎物料高效快捷,大大提高工作效率,
同时尺寸不同的刀具可以保证废弃电路板破碎程度符合筛网
通过尺寸,具有对称结构的刀具可以多次利用,降低成本;
刀盘之间装有定位套,便于刀具的安装和拆卸;刀具固定于
刀具转轴之上,减轻了破碎过程中刀具与电路板的碰撞切削
造成的冲击对主轴、刀具转轴和电机的影响;
破碎机采用磁选皮带和重液相结合的分选方式,极大
程度上分离出金属与非金属,便于金属材料的回收,有效节
约金属资源,减小环境污染。
针对红霉素发酵废渣废水中的红霉素残留,开发了
其微生物法降级处理技术,包括通过高效红霉素降解工程菌
株的构建和筛选,红霉素发酵废渣的微生物发酵处理和有机
肥制备技术,红霉素发酵废水通过发酵-微滤偶联法连续多
批次降解红霉素的处理技术。
我国抗生素产业规模庞大,产量世界第一,但同时产
生的海量抗生素废渣废水,对我国环境和生态安全造成了巨
大的威胁,是目前我国抗生素产业健康发展急需解决的重大
难题。
该研究成果为红霉素发酵菌渣和废水建立了安全、可
行和高效的处理技术,将为企业实现菌渣的无害化和增值化
处理清除障碍,解决红霉素废水处理的老大难问题,同时促
进生态环境的保护,强化我国的循环经济和绿色制造发展战
略,维护我国抗生素产业的健康发展。
该成果已经申请了发明专利。
(1)工业酶制剂的开发及应用;(2)重要工业菌株的
遗传改造;(3)甾体激素类药物的生物转化;(4)益生菌筛选与
功能食品的开发
本实用新型提供了一种发酵尾气高效处理装置,包
括罐体、第一气液分离器、发酵液储罐、卧式碱液罐、第二
气液分离器、喷淋塔、清水池、转子流量计和循环泵。
所述装置对发酵尾气携带发酵液、碱液进行及时分离
回流,有效解决了碱液翻腾,尾气携带大量碱液在管路结垢
,造成阻塞,后续清理的麻烦,实现了设备循环利用、在位
清理、尾气清洁排放的问题,适合大型生物反应应用。
致力于氨基酸、核苷及其衍生物的高效绿色生物制
造等
该项目利用全棉秆原料生产漂白化机浆,成浆白度
70%-75%ISO,裂断长3000m左右,松厚度2.0-2.4cm3/g。
可替代阔叶木漂白化机浆或化学浆用于白卡纸芯层配
抄和轻型纸配抄生产。
该技术主要利用企业现有PRC-APMP生产线实现全棉秆
漂白化机浆生产,另需少量药品配制槽(罐)、计量泵等设
备。
与杨木原料相比,在达到同等质量指标条件下,全棉
秆漂白化机浆化学品费用较高而原料成本明显降低,预计综
合制浆生产成本可节约数百元/吨浆左右。
研制成环境矿物材料(含多种金属氧化物和微量稀
土元素的红土原土、硅藻土、膨润土等)与高分子材料进行
原位聚合、两次接枝成的共聚物多孔状环境矿物多功能生态
水凝胶材料,红土原土添加量>60%,吸水倍率为100~100
0倍可调节。
研制成环境矿物材料与高分子材料复合的保湿生态砖
,在降小雨时,吸附雨水,涵养水分,其强度与普通地面砖
强度相同。
在小试的基础上进行了中试放大实验,共生产环境矿
物多功能生态水凝胶5吨,中试产品吸蒸馏水100~1000倍,
在干旱条件下7~15天可保水>30%。
研制成环境矿物材料(蛭石、珍珠岩、沸石、岩棉等
)、微生物相结合的城市雨洪水快渗净化生态材料--环境矿
物材料与去除雨水氮磷微生物相的组合式雨水净化系统。雨
水通过该系统,去除城市雨水中SS、COD、BOD、TOC、TN、
TP指标均超过技术合同要求。
研究了铬渣的浸出及环境矿物材料对含铬废水中铬
的吸附,研究了改性泥炭、改性褐煤和褐煤与泥炭复合吸附
剂等对浸出液中铬的吸附,为无害化处理铬渣提供理论依据
。国内未见与该项目技术特点相同的城市雨洪水收集净化材
料的文献报道,雨洪水收集快速净化材料的研究填补了城市
雨洪水蓄积、净化材料的空白,该项目达到国内领先水平。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。该技术涉及CaCO/Fe(OH)复合动态膜去除模拟放射
性废水中的锶33离子,并进行了小试实验研究。在膜反应器
中,以复合动态膜中CaCO3晶种作为强化沉淀的晶析诱导因
子,过滤过程中,小颗粒快速通过膜孔,增大了溶液与晶种
之间的剪切力,实现强化共沉淀除锶的目的。絮体形成滤饼
层可以阻挡小颗粒进入膜孔内部,同时吸附作用助于除锶。
该技术形成的颗粒粒径大、结构紧凑、沉降性能好,有效的
提高了污泥浓缩
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。课题组经过多年筛选和分离了若干株具有生物降解
或环境生物修复功能的高效微生物种质资源,并深入研究了
其生长和降解特性,进行了相关微生物生理生化、16SrDNA
等相关鉴定,通过菌剂制备等进行了环境修复方面的应用研
究。微生物可降解底物包括焦化废水中的吡啶、喹啉、苯酚
等主要污染成分,以及硝基苯、苯胺、多环芳烃等多种芳烃
类化合物,还包括水、土中的六价铬污染的还原脱毒等多类
型污染的功能微生物。本研究结合目前成为研究热点的微生
物固定化技术,进行微生物的进一步强化,以利于在高盐、
高COD、复合污染下的污染环境的高效生物修复。并着手将
固定化微生物技术进一步与流化床和固定床等生物反应器紧
密结合,以利于大规模工业水处理应用或污染土壤、空气的
处理。项目期间成果包括:申请专利4项,发表论文2篇。
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。大量高浓度有机废水(甘薯淀粉加工废水、造纸制
浆、工业发酵和农林畜渔食品加工行业)进入污水处理系统
,不但增加了后继处理系统的负荷,还需要消耗大量的能源
进行处理,本成果为一种高效生物转化装置,将高浓度的有
机废液资源化,培养用于土壤修复的高效微生物,可实现废
液资源化和减量化。目前转化液土壤修复技术国内相对很少
有人提出,是一个新兴技术,我们可以对甘薯淀粉加工废液
进行枯草芽孢杆菌生物转化,并应用到对蔬菜土壤的修复之
中,预测会得到良好效果。在前期实验阶段,我们确实得到
了预期结果,为了能够得到经济效益,利用连续发酵设备,
对甘薯淀粉加工废液进行枯草芽孢杆菌的生物转化,是在前
期有力的实验成果基础之上,做出进一步的研究。这是把废
水处理,废物资源化利用,土壤生物修复联合起来的一种产
业化途径,有着较大的科学价值和应用潜力。连续转化装置
的转化率达到75%以上;(2)生物转化物用于土壤生物修复对
病害菌的抑制率达到85%以上。预期转化后废液COD从10000
-20000mg/L降到4000mg/L以下,对蔬菜农田进行浇灌和喷施
后,能够改良土壤环境和对蔬菜植株生长、种子发芽起到明
显促进作用。项目已获得申请“一种甘薯淀粉废水连续生物
转化装置”等相关专利3项,同时还申请相关专利6项。相关
成果获得1项省部级科技奖。该成果被天津市科技局鉴定为
国际先进水平。
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。该项目研发了排水管渠原位固化修复材料-内衬管
,并进行了产业化实现和工程应用示范。通过技术集成和工
艺优化,创新了软管接缝同步复合技术和装备,研究了产品
标准,实现了材料的标准化生产和质量控制;经过软管厚度
和幅宽设计,与用户需求和复杂管情紧密结合,确保了软管
与树脂浸渍效果,保证了施工质量和固化质量。该成果可拓
展用于给水管道、燃气管道、石油管道及化工管道的原位固
化修复过程中,具备较大的价格和供货优势,并可替代进口
产品。课题组开发的内衬软管同步复合装备,经过数年的优
化,已具备较好的拓展性,制备管径满足DN300-2500要求,
单套日产量高于500m/d,可提供个性化定制服务,满足异型
管道及检查井的修复需要。设备可销售、可租赁,也可提供
培训服务,较国外进口装备具有较强的价格优势。目前采用
该系统装备已生产了10km的软管,其中2.8km用于重庆渝中
区和永川区示范工程,为当地管网综合整治贡献了力量,恢
复了管网的通水功能,延长了管道的使用寿命,为企业实现
直接经济效益约2000万元,间接经济效益约5000万元,获得
了业主和用户的认可。项目期间成果包括:申请专利14项,
授权3项专利;发表论文7篇。
(1)高分子材料改性及加工技术;(2)热稳定及
防老化技术;(3)生物医用高分子材料;(4)电化学柔性
高分子材料;(5)聚烯烃分级及其构效关系;(6)高分子
材料高
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
本项目利用废弃土制备免烧骨料以代替沙石制备新
型环保建材,包括免烧砖、透水砖和人造卵石。
自主研发免烧法裹壳骨料技术,其具有原料广泛易得
、制造工艺简单、自动化生产、成本低、节能环保等优点;
免烧骨料的绝干泥的掺入量不低于63%,骨料筒压强度大于
6.5Mpa,冻融损失率低于10%;骨料其他性能满足轻集料标
准(GB/T17431.1-2010);污染物含量指标满足建设用碎石
、卵石标准GB/T14685-2011;骨料可替代沙、碎石、卵石等
天然骨料,应用于免烧砖、透水砖、混凝土砌块。
免烧砖满足国标GB28635-2012,抗压强度最高达到5
3MPa;透水砖抗压强度大于20MPa,透水系数大于0.1mm/s;
人造卵石表面光滑,内部致密坚实,具有良好性能。
此项技术可有效解决大宗废弃泥土处理难题,授权发
明专利7项,申请国内发明专利4项、国际PCT专利2项。
废弃土制备建材样品实物照片
授权发明专利7项,申请国内发明专利4项、国际P
CT专利2项
(1)军工新材料研制;(2)精细化学品制备与应
用;(3)污染控制技术;(4)定位分布贡献方法;(5)
分布构效关系。
我国是世界第一疏浚大国,年疏浚量超过10亿立方
米,疏浚底泥数量庞大、组成复杂,难以直接处理利用,且
易造成二次环境污染。
本项目研发了环保疏浚“助滤干化一体化”技术,针
对疏浚泥浆的理化特性,开发了环保疏浚底泥助滤干化一体
化技术,两次加药(絮凝剂/助滤剂)、两次脱水(一次脱
水体积减容70-85%,二次脱水减容体积8-25%),大幅度降
低板框压滤机的处理量、提高工效。
本项目创新性引入助滤体系,有效提升机械脱水效率
,不改变余水pH(无需中和处理),不改变淤泥的土壤性质
,不限制其资源化利用范围。
此项技术可有效解决疏浚行业泥浆脱水困难、处置难
题,授权发明专利7项,申请国内发明专利4项、国际PCT专
利2项。
“助滤脱水一体化”工艺流程简图
授权发明专利7项,申请国内发明专利4项、国际P
CT专利2项
(1)军工新材料研制;(2)精细化学品制备与应
用;(3)污染控制技术;(4)定位分布贡献方法;(5)
分布构效关系。
在海洋化工、盐湖化工、工业含盐排水等卤水中,
通常含有钠、镁、氯、硫酸根组分,通过蒸发结晶等常规手
段实现资源充分利用非常必要。
例如:海洋化工中氯化钾过程副产的高低温盐,以氯
化钠和硫酸镁的混合物;又如山西的运城盐湖、埃及的卡伦
盐湖为硫酸镁亚型盐湖,经过长年的滩晒制盐和冷冻提硝(
硫酸钠)后,剩下大量的废弃母液、富含氯化钠、氯化镁、
硫酸镁。
由于体系复杂,复杂的成盐,是综合利用和可持续开
发的障碍。为此,该技术,利用非平衡态成盐规律特征,开
发了多效蒸发制盐同时产生高浓硫酸镁溶液的技术方案,结
合七水硫酸镁和一水硫酸镁的方案,可实现氯化钠与一水硫
酸镁,或七水硫酸镁的联合生产。
本发明的方法设备简单、工艺简单,氯化钠析出的
充分,七水硫酸镁的纯度和收率高,过程中无除杂盐环节,
实现氯化钠和七水硫酸镁的联合生产。
该技术已经成功用于埃及卡伦盐湖苦卤生产精制盐
和七水硫酸镁过程;盐湖老卤与产硝卤水综合调配,生产氯
化钠和颗粒一水硫酸镁,已进入工业试生产阶段。
1、该技术适合于含有钠、镁、氯、硫酸根等组分的
复杂卤水资源的综合利用。
2、对促进海洋化工、盐湖化工、工业水处理等领域
的资源综合利用有重要的经济价值和社会意义。
本技术获得国家发明专利授权。
(1)化工分离与纯化理论及应用;(2)复杂体系
含盐废水分质结晶处理技术;(3)含盐废固的资源化利用
;(4)蒸发结晶工艺与装置的研究与设计;(5)卤水化工
与热力学。
在盐湖硫酸镁资源、工业含盐废水的硫酸镁资源的
综合利用,以及低品质硫酸镁的品质提升过程中,硫酸镁溶
液蒸发浓缩以及饱和析出过程,硫酸镁通常不容易结晶,固
液混合物呈粥状,不易分离。
针对这一难题,开发的一水硫酸镁结晶技术,以含氯
水溶液为结晶环境、以升温蒸发过程的沸点升为控制条件,
所得产品的一水硫酸镁颗粒为球状晶簇,沉降速度高,易于
固液分离。
该技术可单独用于硫酸镁生产,也可以根据资源状况
,形成综合利用的一个重要环节。
一水硫酸镁球状晶簇的电镜图
经济和社会价值:对促进海水及盐湖硫酸镁资源利
用和资源的综合利用、工业含盐排水中硫酸镁的回收并生产
饲料级硫酸镁产品、对低品质硫酸镁的品质提升过程都有重
要意义。
发明专利:一种一水硫酸镁的生产方法,专利申请
号:201810081748.7,发明人:周桓
(1)化工分离与纯化理论及应用;(2)复杂体系
含盐废水分质结晶处理技术;(3)含盐废固的资源化利用
;(4)蒸发结晶工艺与装置的研究与设计;(5)卤水化工
与热力学。
1、技术背景
从盐湖、地下卤水、地热水资源中提取锂,对于促进
我国地热水资源的综合利用及可持续发展意义重大。目前,
由于吸附法成本低、吸附性能好受到人们的广泛关注。开发
的离子筛对锂具有吸附容量大、选择性高和稳定性好等特点
,是具有应用前景的锂吸附材料。
2、技术内容
离子筛是对特定金属离子具有特定的接受性能的离子
筛,结构较为稳定。其吸附原理为:首先通过Li+和H+进行
交换从锂填充态[LIS(Li)]剥离Li+,形成充氢态[LIS(H)]的
锂离子筛,然后充氢态[LIS(H)]的锂离子筛通过对Li+的选
择性吸附再生为[LIS(Li)],因离子筛为超细粉体难以实现
工业应用,因此需要将离子筛造粒成型,并调控提高其吸附
性能。
3、授权专利情况
针对盐湖卤水、地下卤水、地热水资源中锂等稀散战
略性元素资源,开发了多项具有自主知识产权的绿色、环保
高效分离提取关键专利技术多项。
4、经济社会价值
锂及其化合物的应用范围逐渐增大,中国高新技术发
展水平逐渐提高,锂的需求量也在逐年增长,而该技术刚好
可以解决吸附剂无法成型的难题,可进行工业化生产。
油气资源作为一种战略资源,不仅关系到国家经济
的可持续发展和社会的稳定,还会对世界的经济格局和政治
、军事形势也会产生深远的影响。
地下盐穴储气库在战略能源储备以及和平时期的能源
调峰方面不可替代的突出优势引起了世界各国的重视。作为
西气东输工程的配套工程一地下盐穴储气库的建造,主要用
于解决由于季节、气候变化造成的不平衡调峰以及管道意外
故障的应急供气。
我国盐穴储气库建库地质条件复杂,具有岩盐品味差
、厚度薄、多夹层等特点,导致造腔周期及造腔形态设计指
标与实际相差较大,使得建立的地下盐穴储气库难以满足要
求。团队针对我国盐穴储气库建设面临造腔速度慢、成效效
率低、形态难以控制,国外造腔理论、数值模拟手段和工艺
体系无法满足我国层状岩盐建库及造腔的需要等难题,开展
了多夹层岩盐水溶造腔机理与数值模拟研究,进一步完善多
夹层盐穴储气库水溶造腔机理,建立了不同地质特征、不同
造腔方式等多因素耦合条件下盐腔水溶造腔数学模型,初步
形成了适用于我国岩盐地质特点的水溶造腔数值模拟技术和
软件。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
一、主要技术内容
本技术主要用于能源与环境化工过程的新型、高效催
化剂的设计与制备,利用缺陷与表界面结构的调控解决限制
光催化处理废水与光解水产氢过程的瓶颈问题。针对常见氧
化物光催化剂二氧化钛和氧化锌进行了氧缺陷和金属缺陷调
控,并基于氧缺陷型半导体和金属缺陷型半导体构建了p-n
同质结,并系统研究了缺陷位调控与光催化性能的构效关系
,可用于光催化降解水中污染物如印染废水,芳香类废水等
,性能显著提高。此外,该技术可用于Co,Mn,Ni等单金属
/多金属型非贵金属氧化物中缺陷的调控,有效改善其OER和
ORR性能,显著提高水分解效率。
二、经济社会价值
本技术为新型、高效催化剂的设计和构建提供了重要
的理论基础,经济效益视投资规模确定。
申请中国发明专利2篇,研究论文先后发表在J.Am
.Chem.Soc.,NanoEnergy,Appl.Catal.B,J.Hazard.Mate
r.等能源与环境化工顶级期刊。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
本技术以化工生产过程排放的大量气味重、高COD
、酸碱性强、高盐度、可生化性差的各类化工废水为处理对
象,自水样采集分析为起点、根据水质特点,为各类水质开
发废水处理工业化过程。
图1典型工程案例图:(A)丁辛醇缩合废水处理现场
(B)管道酸洗废水处理工程(C)1000t/d撬装式水处理系
统
相关过程和装备已申请专利5项。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
本技术以淡化浓海水为进滩卤水,优化自然蒸发及
卤水工艺条件,采用真空膜蒸馏技术浓缩淡化浓海水和(或
)盐田初级制卤区重新改造设计的方案,可实验淡化浓海水
直接生产日晒海盐,有效节约传统滩晒初级制卤区面积,在
保证日晒海盐产质量的同时,有效解决了浓海水排放带来的
环境压力问题。
为向淡化浓海水生产日晒海盐工程设计提供计算依据
,我们基于人工神经网络模型,通过模拟盐田系统建立了自
然蒸发多因素协同作用的卤水自然蒸发数学模型,首次获得
了空气温度、湿度、风速、太阳幅照、卤水温度、卤水浓度
等多因素及其协同作用对卤水蒸发速率的定量影响规律,建
立自然因素与卤水因素与蒸发速率相互作用数据库,并优化
了淡化浓海水为原料自然蒸发过程的制卤及结晶工艺条件,
揭示了钠镁比值、蒸发速率、卤水深度对成卤率的作用机理
。
图1典型案例:淡化浓海水为原料年产40万吨盐田示
范工程
采用真空膜蒸馏技术浓缩淡化浓海水和(或)盐田
初级制卤区重新改造设计的方案,可实验淡化浓海水直接生
产日晒海盐,有效节约传统滩晒初级制卤区面积,在保证日
晒海盐产质量的同时,有效解决了浓海水排放带来的环境压
力问题。
研究成果已在以淡化浓海水为原料年产40万吨盐田
示范工程中得到产业化应用。
(1)海卤水资源综合利用;(2)盐与健康及盐产
品高值化;(3)膜及膜分离技术;(4)多相催化和膜催化
。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。
在过去50年内,全球有超过三万吨的铬(Cr)排放到环
境中,其中大部分在土壤中积累,造成严重的Cr污染,并通
过农作物及生物富集作用影响人类健康。
本成果中针对高浓Cr污染土壤难于处理的特点,先采
取淋洗技术除去土壤中大部分Cr,之后采用生物质炭等复合
功能材料结合生物修复完成对Cr污染在土壤中毒性的彻底修
复。从而建立了一整套对于高浓Cr污染土壤的完成解毒、去
毒,恢复生态的行之有效的修复技术。
具体修复技术如下:
1.使用可生物降解的螯合剂NTA和两种有机酸(草酸
、酒石酸)混合的复配淋洗剂淋洗处理高浓Cr污染土壤。确
定了最优化的淋洗剂浓度、固液比、pH值、淋洗时间等因素
条件,同时分析了最佳反应条件下淋洗前后土壤中Cr的形态
变化确定了土壤的重金属迁移率及稳定性,证明了可生物降
解的螯合剂NTA能够有效替代EDTA在淋洗剂中的作用。建立
了更加环保、有效的淋洗技术。
2.(1)以生物炭(BC)和间苯二胺(PmPD)为原料制备
了一种新型改性生物炭三维材料(BC-PmPD),确定优化了其
制备方法,所得BC-PmPD具有超高的吸附容量773.8mg/g,并
具有良好的Cr(VI)特异性,通过质子化、静电吸引、氧化还
原的协同效应可以有效、快速、稳定地去除水中的Cr(VI)。
(2)用壳聚糖(CS)负载聚吡咯(PPy)制备CS/PPy复合材
料,并与一株本实验室分离得到的耐铬菌株YL3结合用于Cr
(VI)污染土壤的修复。从而显著提高了土壤肥力、土壤酶
活性、降低了Cr(VI)毒性、微生物量和相对丰度。本技术创
新性地将化学修复材料与微生物相结合用于Cr(VI)污染土
壤,为土壤修复领域中多种技术的结合提供了一条良好的途
径。
申请授权国内发明专利4项,国际专利2项,发表论
文3篇。
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。
该技术涉及CaCO/Fe(OH)复合动态膜去除模拟放射性
废水中的锶33离子,并进行了小试实验研究。
在膜反应器中,以复合动态膜中CaCO3晶种作为强化
沉淀的晶析诱导因子,过滤过程中,小颗粒快速通过膜孔,
增大了溶液与晶种之间的剪切力,实现强化共沉淀除锶的目
的。
絮体形成滤饼层可以阻挡小颗粒进入膜孔内部,同时
吸附作用助于除锶。
该技术形成的颗粒粒径大、结构紧凑、沉降性能好,
有效的提高了污泥浓缩。
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会
价值等。
课题组经过多年筛选和分离了若干株具有生物降解或
环境生物修复功能的高效微生物种质资源,并深入研究了其
生长和降解特性,进行了相关微生物生理生化、16SrDNA等
相关鉴定,通过菌剂制备等进行了环境修复方面的应用研究
。
微生物可降解底物包括焦化废水中的吡啶、喹啉、苯
酚等主要污染成分,以及硝基苯、苯胺、多环芳烃等多种芳
烃类化合物,还包括水、土中的六价铬污染的还原脱毒等多
类型污染的功能微生物。
本研究结合目前成为研究热点的微生物固定化技术,
进行微生物的进一步强化,以利于在高盐、高COD、复合污
染下的污染环境的高效生物修复。并着手将固定化微生物技
术进一步与流化床和固定床等生物反应器紧密结合,以利于
大规模工业水处理应用或污染土壤、空气的处理。
申请专利4项,发表论文2篇。
(1)互联网+环境应急(移动式)污水处理装置;(
2)管道非开挖修复材料产业化及标准化;(3)生物强化及土
壤修复技术。
技术背景:锂、铷、铯、锶、溴等稀散元素在国民
经济发展中起作至关重要的作用。特别是随着储能、电动汽
车等产业的迅猛发展,锂、铷、铯等作为战略性资源的重要
地位日益凸显。盐湖卤水、地下卤水、地热水等中具有丰富
的锂、铷、铯、锶、溴等资源,对这些资源的高效分离提取
,对于促进我国卤水资源的综合利用及可持续发展意义重大
。
技术内容:针对海卤水、盐湖卤水、地下卤水等中锂
、铷、铯、锶等的开发利用,开发了系列分离提取方法、材
料、装置或系统。例如,针对卤水中锂的分离提取,分别开
发了适用于高浓度锂的连续电化学提锂法和适用于低浓度锂
的吸附提锂法,满足对不同浓度锂的分离提取需求。特别是
针对吸附法提锂,构建了具有高吸附速率和吸附容量的新型
纺丝复合提锂新材料,开创了湿法纺丝离子筛吸附提锂技术
。
授权专利情况:已授权与锂、铷、铯、锶、溴等稀散
元素分离提取材料、方法、装备等相关发明专利10余项。
经济社会价值:对卤水锂、铷、铯、锶、溴等稀散元
素的分离提取,不仅可以保障相关行业(如新能源产业)的
发展,还对于促进地方经济建设具有重大意义。
发明专利10余项
团队利用天津科技大学自有的水处理→提取→配料→
超高温灭菌→冷却→过滤→灌装→灭菌→成品饮料工艺技术,改
善功能饮料风味,开发两种功能性饮料,并提供产业化实施
方案。产品不添加香精、无防腐剂,使用药食两用原料,具
有显著缓解人体身心疲劳,提高心脑供血量及显著缓解视力
疲劳的作用。已完成设备选型及配套设施工作,形成一条年
产20000吨易拉罐包装功能饮料生产线,产品生产稳定,风
味品质均一,环保安全,符合GB19297饮料卫生标准。该技
术已取得知识产权和成果情况简介(不超过100字):团队
主持的多项相关技术成果,如奶啤酒饮料工业化和发酵型四
季柚果汁饮料,分别在吉林通化啤酒厂和福建省福鼎市天地
源食品有限公司产业化,均通过市级鉴定,相关技术成果荣
获2000、2003、2005和2009年天津市科技进步三等奖。技术
成果的市场前景简述:该项目拟开发药食两用中药为原料的
相关功能饮料,目前在市场上为空白,生产工艺成熟稳定,
产品可满足消费者对风味口感和营养保健方面的期待,有信
心获得理想的市场回报。投资该技术成果所需要的规模、条
件等:项目可形成一条年产20000吨功能饮料生产线,需完
成好设备选型及配套设施工作,合理组织设备安装和调试,
制定严格的生产操作规程及各项规章制度,培训检验技术人
员及生产一线工人,对生产线进行试生产工作。
天然产物、生物活性物质功能及机理研究;“食品
添加剂与功能配料生产和应用技术”、“天然活性物质及其
营养调控”,从食品添加剂的绿色制造和营养功能两方面提
高食品质量与安全水平;
天津科技大学海洋与环境学院环境工程课题组经过
近七年的科学研究,成功开发了具有知识产权的、无毒生态
型的无机矿物絮凝剂。在国内首次申请了以蛭石为原料经过
酸改性制备无机矿物絮凝剂的发明专利,并于2016年获批授
权,从而开辟了天然的无机矿物絮凝剂这一新领域。
为了验证无机矿物絮凝剂对养猪废水的实用效果,图
1中的烧杯实验展示了使用无机矿物絮凝剂配合助凝剂C-PA
M对实际养猪废水和垃圾渗滤液的絮凝效果照片。从图4中可
以看出,经过干湿分离后的养猪废水呈深黄色,浊度较高(
48NTU),COD浓度较高,约为3641mg/L,有很强的刺激性气
味。当无机矿物絮凝剂的投加量为2g/L,C-PAM的投加量为
20mg/L时,经过无机矿物絮凝剂一级强化预处理后,废水的
颜色明显变浅,上清液变得澄清透明,浊度和COD浓度大大
降低,刺激性气味也有了较大程度的改善,证明无机矿物絮
凝剂配合C-PAM助凝剂可以起到良好的一级强化絮凝预处理
效果。
图1絮凝效果图片无机矿物材料絮凝剂因为原料来自
于天然矿物材料,即使进行改性后,其基本物质没有变,图
10的测试结果证明上清液、沉淀物均是安全的,上清液与沉
降絮体的重金属菌在安全限值以内,不具有生物毒性,可以
进行堆肥等资源化。
一、项目优势、独特性分析:√国内首创□传统产业转
型升级√市场前景广阔□其他,备注:二、我国相似项目数量
、质量:数量:少质量:与日本技术质量类似日本大石等公
司开发的多功能无机絮凝剂是以天然矿物和无机成分为主成
分.用于重金属等为主的复合污染排水处理。该产品正在各
种工厂排水、水产排水中广泛推广应用。其主成分是由氧化
钙、氧化铝、矾土等天然矿物和无机成分组成。产品使有机
、无机污染排水中的悬浮物絮凝分离.使溶于排水中的污染
物分离去除。在酸性、碱性、中性各区域均具净化功能,处
理后分离水显中性,而且污泥脱水性好。但该公司在国内还
无代理。
三、国际上相似项目产业化程度:高度产业化。
项目属于水处理中的混凝工艺,在各类水处理工程中
都要用到,但是目前主要是传统的PAC,PFS等混凝剂,具有
生物毒性、分离效果差等缺点,该项目的无机矿物混凝剂完
全可以替代传统的混凝剂,市场潜力巨大。
四、先期投入经费来源:横向四溴双酚A生产废水一
级强化絮凝预处理创新工艺的开发研究。
五、先期投入经费:50万元。
六、项目企业接触与企业投资情况:天津强源食品有
限公司拟采用该技术预处理厂区混合废水天津长芦汉沽盐场
有限责任公司,50万的横向项目,四溴双酚A生产废水一级强
化絮凝预处理创新工艺的开发。
七、项目后续研发情况:现阶段建立项目的示范工程
资金需求100万元成熟度80%。
当无机矿物絮凝剂的投加量为2g/L,C-PAM的投加
量为20mg/L时,经过无机矿物絮凝剂一级强化预处理后,废
水的颜色明显变浅,上清液变得澄清透明,浊度和COD浓度
大大降低,刺激性气味也有了较大程度的改善,证明无机矿
物絮凝剂配合C-PAM助凝剂可以起到良好的一级强化絮凝预
处理效果。
天津强源食品有限公司拟采用该技术预处理厂区混
合废水天津长芦汉沽盐场有限责任公司,50万的横向项目,
四溴双酚A生产废水一级强化絮凝预处理创新工艺的开发。
1、一、项目优势、独特性分析:√国内首创□传统产业转型
升级√市场前景广阔
2、我国相似项目数量、质量:数量:少质量:与日
本技术质量类似
日本大石等公司开发的多功能无机絮凝剂是以天然矿
物和无机成分为主成分.用于重金属等为主的复合污染排水
处理。该产品正在各种工厂排水、水产排水中广泛推广应用
。其主成分是由氧化钙、氧化铝、矾土等天然矿物和无机成
分组成。产品使有机、无机污染排水中的悬浮物絮凝分离.
使溶于排水中的污染物分离去除。在酸性、碱性、中性各区
域均具净化功能,处理后分离水显中性,而且污泥脱水性好。
但该公司在国内还无代理。
3、国际上相似项目产业化程度:高度产业化项目属
于水处理中的混凝工艺,在各类水处理工程中都要用到,但
是目前主要是传统的PAC,PFS等混凝剂,具有生物毒性、分
离效果差等缺点,该项目的无机矿物混凝剂完全可以替代传
统的混凝剂,市场潜力巨大。
通过现场踏勘和取样调查工作,对湿地生态环境现
状以及动植物进行调查和分析的基础上,结合收集到的历史
卫星遥感图像资料解译,分析湿地退化的原因。
利用生态修复理论和技术,对退化湿地生态系统进行
修复,恢复湿地的结构和功能。
准确,高效,修复效果好
河口、海洋污染源、污染物的组成,污染物的迁移
转化规律,污染物对海水化学组份、生态环境质量的影响及
评价海洋浮游生物、游泳生物、底栖生物和海鸟调查和质量
监测,海洋牧场、海洋自然保护区和海洋公园的建设管理
为了提高水体中溶解氧的浓度,就要使水形成“流
动”,促使水体中的生态活化。这种“流动”能够破坏底部
的温度成层和厌氧层(水温成层:池塘和湖泊等闭锁性水域
到了夏季,因太阳热,表层的水加热了,与底层的水产生了
水温差,结果导致温热而轻的表层水和冷而重的底层水几乎
不能混合,该交界处形成急剧的水温变化(称为水温跃层)
。
因此,为了快捷高效提高水体中的溶解氧含量,本研
究开发了一种太阳能水体净化装置,以太阳能电池为动力,
带动提升螺旋桨,通过独有的喇叭状管式构造使底层部的水
以放射线形状排放到水体表层,强化水体表面的氧气向水体
中传递,既可破坏闭锁性水体的底层的厌氧层(贫氧水域)
和水温跃层,又可以大幅度提高水体中的溶解氧含量,同时
,主体装置的搅拌动力以系留浮标为中心自行作公转运动,
能解决固定式装置产生的死水部分。
水体溶解氧的提高,可使好氧微生物复活而增加其分
解有机物的能力,抑制重金属铁、锰的溶解以及磷的溶出,
防止富营养化现象的发生,同时,由于水下的藻类物质被提
升于表面,经紫外光照射,还可以抑制蓝藻的生长,有效地
促使水环境自然净化。
技术创新:利用太阳能,作为系统的动力源,无二氧
化碳排放,驱动叶轮转动,带动水体上下环流,加速氧进入
水中,增加水中的氧含量,提高水体中的含氧活性。
适用范围:景观水体、养殖水体以及封闭水域的增氧
净化,无须电力,不受环境影响,智能控制。
无机矿物材料絮凝剂的特性
主原料是天然的无机矿物材料和水。能快速捕集水中
的污浊物质,迅速絮凝。除了微量的PH调节剂外,铝和铁系
的无机絮凝剂以及有机高分子絮凝剂等的化学药剂毫无使用
。完全没有有害性和毒性,没有二次污染的担忧,对环境和
人体十分安全。使用后水相中的COD、BOD、电导率等不会上
升。原料是无机矿物材料,所以沉淀物的稳定性非常高,即
使进入环境中,也不会对生态环境产生影响。絮凝下来的沉
淀物可以再利用,处理费用低,对环境友好。
无机矿物絮凝剂的主要用途
建筑工程中产生的浑浊污水处理。河流沿岸疏浚污泥
处理。池塘、湖泊的富营养化的改善。大型水库、湖泊长期
水质浑浊的改善。污水处理的预处理或深度处理。养猪废水
、垃圾渗滤液以及工业废水的预处理以及城市生活污水、发
酵废水的深度除磷。
无机矿物絮凝剂的优点
无生物毒性,填补了我国在无机絮凝剂中的一个空白
。絮凝效果好(沉降速度快、絮体体积小、脱水性能高)。
出水水质好,其中除磷效率可达98%。稳定性好,可以直接
投加,也可以转化为水溶液投加;既可以单独使用,又可以
与PAC等无机高分子絮凝剂和助凝剂一同使用,具有很好的
协同效应。易于脱水,产生的污泥密实,体积小。可用于p
H5.0——8.0效果更好。脱氨氮效率15%-20%。应用范围广,
可以替代有毒的无机高分子絮凝剂PAC(聚铝)和PFS(聚铁
)。
在天津市科委和农委各2个水专项课题的大力支持
下,开展了科学研究、技术开发和示范工程,形成了4项关
键集成技术:
(1)生物滤床替代活性污泥的平推流与全混流耦合的
净化槽的科技创新
(2)无动力增氧归一模块化水解槽的科技创新
(3)净化槽串并联系统的科技创新
(4)无回流多级A/O脱氮工艺和电解法与生态滤床的耦
合除磷技术的科技创新
构建了国际先进的、适合于我国农村生活污水的归一
模块化净化槽串并联处理系统。水解槽集成技术能使污水预
处理后转化为统一类型的可溶态污水,降低管网投资,减少
后续的处理负荷;净化槽集成技术能减少浮渣、抑制污泥、
高效处理以及无人值守,避免日本式净化槽的定期清淤和排
泥的复杂过程。二者优化组合,既可解决污水收集和输送难
题,也可减少农村管网建设投资;既可单户,也可多户联用
;采用地埋形式,不受环境温度影响,适合我国不同地域。
通过矿化、脱氮、除磷、污泥减量化工艺的优化组合,达标
排放,在国内起到了分散处理的技术与装备的引领作用,具
有鲜明的中国特色。该项集成技术已经纳入天津市2020年史
志,其产品指定为天津市创新成果展的产品。
通过矿化、脱氮、除磷、污泥减量化工艺的优化组
合,达标排放,在国内起到了分散处理的技术与装备的引领
作用,具有鲜明的中国特色。
环境质量是人们非常关心的问题,目前的监测规范
和技术多关注化学指标。由于环境变化的效应从根本上说是
对生物系统的影响,所以生物多样性相关的监测可以更直接
地指示环境质量优劣。
生物监测能综合地反映环境因素的联合作用,有时甚
至比理化监测更敏感。目前国内的相关规范(国标、部标和
地标等)吸收了一些生物监测的技术和方法,但是存在方法
落后、应用争议大等问题。
在主持和参与国家级、省部级和原国家海洋局重点实
验室项目的基础上,对多个类群(浮游生物,底栖生物等)
的水生生物多样性的监测应用进行了研究。从分类学信息、
生物功能群等角度分析了水生生物在环境监测、评价以及生
态修复中的作用。
包括国际流行技术方法的应用比较及其在国内的实施
也进行了总结。发挥统计分析和图形技术的优势,提高生物
多样性监测技术的灵敏性和准确性,从生物学角度为环境质
量的监测和评价提供科学依据。
体现生物多样性的作用以及生态类群间的关联,深
入了解环境状况和生态平衡
微藻食品及保健品、海藻多糖、藻菌复合剂、石油
烃降解菌、水质净化、大型海藻的资源化利用及海洋微生物
治理重金属污染等领域
成果简介:
高盐废水主要指TDS含量大于3.5%的废水,其产生途
径众多,水量也逐年增加。根据化工生产加工过程的不同,
其所含的有机物种类及化学性质差异较大,常具有高污染的
特点。由于该废水中含有较高浓度的无机盐,其对生物法处
理的微生物具有抑制作用,因而高盐废水是现阶段工业发展
面临的重大环保问题。
如何实现废水的高效回收利用和盐的分离以及资源化
利用,从而实现废水零排放,促进化工及相关行业可持续发
展具有重要意义。针对高盐废水处理,我们开发了一套从污
水预处理(生物接触氧化、臭氧催化氧化、离子交换、超滤
技术、反渗透技术等)至浓盐水处理(多效蒸发、MVR、喷
雾干燥、分质结晶技术等)和工程设计的高盐废水处理及综
合回收利用技术,并实现规模化推广应用。
目前该技术已应用于数十家企业的高盐废水处理。例
如,河南纤维素公司8t/hMVR含盐废水处理总包工程、蓝星
集团10t/h多效蒸发环氧树脂生产废水处理、中海油碧海环
保公司复杂体系钻井液综合废水处理及工程设计、山东文登
热电厂10t/hMVR含混盐分质结晶废水处理和25t/hADC发泡剂
废水处理等。
锂、铷、铯、锶、碘等稀散元素在国民经济发展中
起作至关重要的作用。特别是随着储能、电动汽车等产业的
迅猛发展,锂、铷、铯等作为战略性资源的重要地位日益凸
显。
在卤水、海水特别是制盐苦卤中蕴含丰富的锂、铷、
铯、锶、碘等稀散元素,对这些资源的开发回收,对于促进
海卤水资源的综合利用具有重要意义,并可带来可观的经济
效益。
针对海卤水、盐湖卤水、地下卤水等中锂、铷、铯、
锶、碘等的开发利用,在国家自然科学基金、天津市自然科
学基金等国家级和省部级等项目的资助下,开发了相关分离
提取方法、材料、装置或系统。
例如,针对盐水中碘的回收,开发了具有高稳定性和
低成本的吸附提碘系统及吸附方法;针对锂的分离提取,开
发了具有高选择性的萃取体系及离心萃取提锂方法,以及具
有高吸附速率和吸附容量的吸附提锂材料和吸附提锂方法,
满足对不同浓度锂的分离提取需求。
目前,相关技术已完成现场中试放大实验,可大规模
推广应用。
利用ADCIRC数值模型在渤、黄、东海建立了风暴潮
模拟动力学模型,可以对渤海风暴潮进行预报研究,同时基
于模型已经模拟得到了渤海区域过去50年风暴潮变化情况,
对渤海沿海风暴潮灾害情况进行了评估,发现渤海风暴潮在
过去五十年层现显著年代际变化,同时层现减弱的趋势。
渤海风暴潮变化受AO和西伯利亚高压的影响。模型还
可以利用CMIP6预测数据,利用动力降尺度的方法开展典型
区域风暴潮、海平面灾害过程的模拟、预测与评估等工作。
近海动力和生态年际变化及其演变机制、全球变化
和人类活动
本研究提出了基于地理信息系统的城市建筑能耗模
拟与节能性能评估的系统研究方法,包括地理信息系统数据
库建立、动态建筑能耗模型自动生成、机器学习方法能耗模
型建立、节能方案评估及可视化方法四个主要部分。这种方
法即适用于新低碳城镇的设计规划,也可用于已有城区的节
能改造。
本研究得出了从三维地理信息系统提取、简化数据的
方法,同时制定了自动化建模所用数据库——建筑动态能耗
模型输入参数集(DynamicBuildingEnergyModelInputPara
meterSet,简称DBEMIPS)的架构及标准。为城市规模建筑能
耗自动化建模奠定数据基础。
本研究完成了利用三维地理信息系统建立城市建筑能
耗模型的程序化,完成形式是以计算机语言R为基础的程序包
(Collect-R),可自动生成城市区域中大量建筑的动态能耗
模拟模型。该程序包所建模型性能良好,可实现建筑物每层
的热工区划分。