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本實用新型公開了一種基于陰極電勢調控的生物電化學耦合上流式厭氧生物反應裝置。該裝置中，上流式厭氧生物反應器污泥層中設置環形電極，生物電極系統為所述的上流式厭氧生物反應器筒體內陰極附近的微生物提供能量較高的電子用于污染物的降解。參比電極通過緊固螺栓固定于生物陰極附近，并通過導線與在線檢測儀和計算機連接，用于實時監測耦合反應器生物陰極的陰極電勢。可根據不同污染物降解所需的吉布斯自由能通過能斯特方程計算反應所需的電勢差，并通過調節生物電化學系統的外加電壓將陰極電勢控制在略低于所需電勢差的范圍內，達到低能耗，高效率地降解氯代硝基苯等難降解有機污染物的目的。

1 成果簡介利用生物方法進行污水處理，已經經歷了一個多世紀的發展。但是，在活性污泥法的應用中，仍然存在以下主要缺點：曝氣池占地面積很大，曝氣后氣體排放造成二次污染；曝氣過程中活性污泥、空氣和污水三相混合不均勻，氧傳遞速率較慢，氧氣利用率不高，使得曝氣效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年來對環流反應器流體力學特性和工程應用的研究，提出了采用多級環流裝置作為活性污泥曝氣的新方式，并經過 10 多年的基礎、應用以及工業化研究，形成了一套高效的活性污泥的處理污水的新工藝—多級環流曝氣工藝。該工藝可改善氧的傳質，增加氧的利用率，從而減少動力消耗；該工藝還可減少生物處理過程中剩余污泥的產量，減輕處理污泥的負擔；同時，該工藝的生物處理構筑物占地面積顯著減小，可節約投資。該工藝已經完成了 20 噸/天的工業中試，通過了專家鑒定；并在處理印 染污水等方面已經建成了工業應用裝置，目前運行良好。 在多級環流曝氣工藝的基礎上，針對含有中低濃度難降解有機物的污水，本研究室又開發了厭氧-好氧耦合環流曝氣污水生物處理技術，以提高難降解有機物的處理效率。通過在多級環流塔內的懸浮污泥中添加具有特殊孔隙結構和尺度的載體材料，利用氧的傳遞阻力在載體內部形成厭氧菌生存的環境，構成專性厭氧菌生長區。通過被動擴散和流體的沖刷作用，有機物可以擴散進入載體內部，并被厭氧菌降解，同時載體內部的厭氧降解產物也可進入流化床主體，實現厭氧生物降解和好氧生物降解的耦合。該工藝具有高效的好氧降解過程和厭氧降解過程， 且將厭氧和好像過程結合在一個裝置中進行，高度集成化，設備投資小、處理效率高、占地面積小。該工藝已經在含酚廢水、 PTA 廢水、煉油廢水方面已經開展了大量的工藝開發和工業模擬實驗，取得了理想的處理效果。2 技術指標（ 1） 多級環流曝氣：溶解氧濃度可達到 6mg/L 以上，較廊道式曝氣池，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上。 （ 2） 厭氧-好氧耦合環流曝氣： COD 的容積負荷可達到 7g/L?d 以上，對 COD 濃度小于2500 mg/L 的含酚廢水、 PTA 廢水等廢水， COD 去除率達到 95％以上。3 應用說明該技術主要針對各類石化、化工及其他含有難降解有機物廢水的處理，小規模現場集成式污水處理（如機場、遠郊住宅小區等）以及污水的點源治理。 多級環流曝氣應用包括兩種方式：① 以環流曝氣塔式設備替換現有的曝氣池、初沉池；② 在現有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造。多級環流曝氣塔為新型塔式曝氣處理設備為專利設備，具有處理效率高，占地面積小等顯著優勢。 20 噸/天的工業中試結果（乙烯綜合廢水， COD 約為 1000 mg/L，）顯示，和該廠現有的廊道式曝氣池相比，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上， 出口廢水穩 COD 定在 60 mg/L 以內，特別適合于土地資源緊張、處理效率要求高的生產、生活部門。多級環流曝氣塔頂部還有集成的泥水分離器，可將出水中的污泥分離，在污泥沉降良好的情況下，可直接排放，不需要初沉和二沉設備，使設備投資、能耗以及占地面積大幅度降低；即使對沉降性能不佳的污泥，也可達到初沉的作用，節省初沉設備和運行費用。 通過對現有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造，也可實現多級環流曝氣，方法是在曝氣池內改造曝氣系統，加裝多級導流筒內構件。其改造簡單，投資小，但對廢水處理的效果有顯著的提高。采用多級環流曝氣后，曝氣池內的溶解氧濃度提高 50% （可達到 6 mg/L以上）以上，懸浮污泥濃度提高 30%以上，在達到相同處理效果的前提下，水力停留時間可減小 50%以上，處理負荷提高 50%以上，特別適合于對現有裝置增容的技術改造。由于溶解氧濃度高，剩余污泥的產量也顯著降低。 厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝，通過在多級環流曝氣塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料內部形成的缺氧環境，可發生水解-酸化反應，通過水解-酸化將難降解有機物降解為揮發性脂肪酸，進一步由裝置中主體的懸浮污泥進行好氧代謝，實現了厭氧—好氧生物降解的耦合，提高了難降解有機物的降解效率。工業模擬裝置的研究表明，對 COD 濃度達到 3500mg/L 的含酚廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 24h 內 COD 可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 濃度達到 2500 mg/L 的 PTA 廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 16 h 內 COD可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 達到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的煉油廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 24 h 內 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述處理效果，均優于傳統的 A/O 或者 A/A/O 續批式聯合工藝，占地面積低于這些工藝的 1/8。4 合作方式商談。

通過多年集中攻關，針對性地解決了生物質氣化轉化效率低、焦油、粉塵污染等問題。開發了較空氣氣化、 氧氣氣化等技術具有明顯優勢的秸稈等氧氣—水蒸氣聯合氣化裝置及工藝，大幅促進了氫氣、碳氫化合物的生成。整個系統實現了高品質富氫燃氣大規模生產、余熱利用、基于焦油完全轉化利用的污染物零排放。目前整套技術已經在研發建設的秸稈處理量 1t/天氣化系統上完成調試，正在進行系統大型化、集成化、工程化研究。

近年來，隨著納米技術的不斷發展，聚合物基納米復合材料由于其優異的力學性能和功能性在材料領域發揮著越來越重要的作用。然而，如何實現聚合物基納米復合材料的高效、大規模、綠色環保、可持續且高度可控的制備仍然是一個世界難題。然而，對微生物輔助復合材料制備過程的探索有望為該問題提供一種全新的解決方案。

本成果發明了以秸稈和廢棄動物蛋白酸解氨基酸為原料，物料和空間均無需嚴格滅菌下大規模制造木霉固體菌種的技術工藝，突破了木霉全元生物有機肥制造技術瓶頸。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 木霉生物量大、根表定殖能力強、次生代謝產物種類多和含量高，促生和生防效果比細菌更顯著，但木霉在液體擴繁后期不能有效產孢，需再進行固體發酵才能獲得高濃度木霉固體菌種，傳統工藝原料貴、物料嚴格滅菌成本高，難以擴大規模，這是木霉生物有機肥產業中的技術瓶頸。本成果發明了以秸稈和廢棄動物蛋白酸解氨基酸為原料，物料和空間均無需嚴格滅菌下大規模制造木霉固體菌種的技術工藝，突破了木霉全元生物有機肥制造技術瓶頸。

近日，東南大學醫學院張薇/陳佳林團隊在國際權威學術期刊Advanced Materials在線發表題為Silk fibroin and sericin differentially potentiate the paracrine and regenerative functions of stem cells through multiomics analysis的研究論文，報道了蠶絲材料-干細胞相互作用的最新進展。

本發明公開一種復合型重金屬污染土壤的化學和微生物聯合修復方法和應用，其通過添加污染土壤化學改良劑以固定污染土壤中的重金屬離子，再通過高效重金屬抑制微生物功能菌劑和土壤改良微生物功能菌劑持續強化受污染土壤的修復，克服了傳統的化學改良劑針對單一或性質相近的重金屬固定效果很好，而對復合型重金屬污染土壤修復不能完全達標的缺陷；同時兼顧了經濟和環境效益，可以大規模應用于復合型重金屬污染土壤的修復。

本發明公開了一種將生物質萃取產物作為添加劑應用于配煤煉焦的方法，包括以下步驟：(1)使用有機溶劑萃取提質生物質，得到高分子量生物質萃取物和低分子量生物質萃取物；(2)將生物質萃取物用于配煤煉焦：將高分子量生物質萃取物和低分子量生物質萃取物的至少一種按 0.5％～3％的質量百分比與配合煤混合煉焦。通過將低分子量生物質萃取物和高分子量生物質萃取物的至少一種與配合煤混合煉焦，能夠在普通配合煤的基礎上，降低焦炭粒焦反應性 P

1 項目簡介本項目建立的生物云平臺，以基于 Web 的方式提供服務，用戶可以輕松快速獲取服務，國內外普遍缺乏成熟的技術，標準和平臺。我們首次把獨具特色的機器學習模型預測算法與最新的高通量測序方法（ non-polyA RNA-seq） 相結合。我們的研究對象為長鏈非編碼 RNA（ non-PolyA），目前國際上還很少有人通過高通量測序技術對疾病的 lncRNA 進行全面預測分析和功能分類。隨著測序速度不斷提高，測序成本不斷降低，本項目將來可以發展為面向人民大眾的個性化醫療服務的平臺。 圖 1 生物醫學信息云平臺的產業化方向 http://www.incrna.org圖 2 生物醫學信息云平臺的應用程序一覽 http://bioinfo.life.tsinghua.edu.cn/serve 本項目使用的核心技術“基于整合性生物信息云計算和新一代測序技術（ incRNA） 的非編碼基因組疾病（如癌癥）檢測技術平臺”已經通過軟件查新認證（ 20121022044750914）。正在準備申請國家版權局軟件著作權登記證書。2 效益分析（ 1）隨著新一代高通量測序技術的發展，生物信息數據爆炸式增長，數據解讀成為生物醫學研究和臨床應用的巨大問題，我們團隊依托清華大學生命學院魯志實驗室在生物信息學，尤其是在 lncRNA 領域的技術專長開發的云計算平臺將為廣大科研工作和和臨床用戶提供可靠的數據分析云服務，提高他們的科研效率，為科學的發展做出貢獻。 （ 2）我們團隊通過與中國人民解放軍總醫院，上海肝膽醫院等十多家臨床單位的合作，將為鑒定癌癥的早期診斷和藥物治療提供新的靶點，這不僅會增強中國基礎臨床科學的發展，通過臨床應用還會為病患者帶來癌癥早期診斷、健康管理等個性化醫療服務，這將具有廣泛的社會效益。 （ 3）通過我們打造高通量測序數據分析云計算平臺和開展以癌癥早期檢測為主要內容的個性化醫療服務，將為中國培養一批高水平的生物信息數據分析人才，這將增強中國在生物信息學方面的實力。

本發明公開了一種采用核殼微膠囊生物反應器實現細胞細胞高通量分選的方法。該方法采用皮升注射技術對封裝有細胞的單分散性顆粒進行高通量包埋，制備具有核殼結構的微膠囊生物反應器，通過熒光分選技術對生物反應器中的細胞進行高通量分析和篩選。該微膠囊生物反應器的核相為具有良好生物相容性的高分子材料為細胞提供生長和增殖空間，殼相為具有穩定性的高分子材料可以增強微球穩定性，避免細胞的逃逸，可以實現細胞的長時間穩定培養，提高被測物濃度，同時允許熒光信號的傳遞和檢測，實現對細胞的高效分析與篩選。