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項目成果/簡介:市場背景：我國具有世界上最大的有機質廢棄物產生量：城鎮污泥年產量已經超過4000萬噸（以含水率80%脫水污泥計，以下同），以有機垃圾、餐廚廢棄物為代表的城市有機質廢棄物產量超過1億噸/年。但我國對有機質廢棄物的穩定化處理與資源化處置顯著落后于發達國家，目前我國主要處理處置措施仍為填埋和焚燒，對城市環境造成嚴重的二次污染威脅。隨著歐洲等發達國家可再生能源戰略的實施、國際能源危機的進一步加深、我國對大氣環境及水環境質量要求的進一步提高，城鎮有機廢棄物的高效生物燃氣化技術，尤其可以滿足大型城市集中式處理處置與能源資源綜合利用需要的有機廢棄物干法厭氧生物制氣技術，可以把有機質廢棄物高效轉化為生物燃氣，生產清潔能源，實現廢棄物的減量化和高值循環利用，已經成為目前國際上有機垃圾、城市污泥等富含有機質廢棄物處理和資源化利用的重點發展方向，各國紛紛在該領域投入大量研究，搶占城市有機質廢棄物資源化與能源化產業化技術的制高點。由于我國污泥泥質的特殊性，其有機質含量遠低于國外、含砂量高、生物反應池負荷低等，國外傳統成熟的污泥厭氧消化處理技術在我國無法得到穩定應用，造成國內大量污泥處理處置設施的故障閑置，城市污泥及有機質處理處置技術存在著重大的瓶頸性問題。 國內外現狀：國內外有微波強化預處理促進低有機質污泥厭氧資源化、城市低有機質污泥的好氧堆肥研究、溫和熱處理對低有機質污泥厭氧消化性能的影響等相關城市污泥厭氧化資源化技術，但針對我國污泥有機質低、含砂量高、區域差異大的特點的合適的污泥資源化處理處置技術卻鮮少，本技術方案突破了傳統厭氧消化要求進料含固率為5%的技術要求，實現了將進料含固率提升至10%~20%實現連續穩定厭氧消化的可行性與調控措施，并在國際上較早報道了脫水污泥直接實現厭氧消化的連續流試驗結果，并提出了高含固體系下污泥與餐廚等城市有機質廢棄物的協同厭氧消化調控技術，創造性的提出了適用于我國典型低有機質污泥高含固厭氧消化的技術路線。 目前本項目組針對我國污泥低熱值的泥質特點，開發了適用于生污泥與消化污泥的熱解/焚燒耦合技術，并形成核心裝備，解決了污泥及工業固廢高效熱化學處理的技術難道與成套裝備。應用范圍:項目已經進入示范運行階段，在長沙（基于熱水解預處理的高含固污泥厭氧消化工程，500噸/天）、鎮江（污泥熱水解+污泥/餐廚高含固協同厭氧消化工程，260噸/天）、麗水（市政與工業污泥熱解/焚燒耦合無害化處理，100噸/天）等地建立了示范工程，取得了良好的運行效果。 通過本技術的應用實行，市政污泥及城市有機質高級協同厭氧消化制氣技術的研發及產業化有助于解決我國有機質廢棄物處理設施普遍存在的厭氧消化產氣率低、降解率低的問題，在原有工藝基礎上提供更高的生物質能源利用率。既可以解決城鎮污泥及其他城市有機質的處理處置問題，又實現資源的充分利用和能量流的最大化循環，突破了我國在生物質能這一重大國際熱點新能源領域的技術與產業競爭力，具有重要的社會和創新效益。項目階段:其他（進入示范運行階段）效益分析:技術亮點：該項研究工作突破了傳統厭氧消化要求進料含固率為5%的技術要求，實現了將進料含固率提升至10%~20%實現連續穩定厭氧消化的可行性與調控措施，提出了適用于我國典型低有機質污泥高含固厭氧消化的技術路線，解決了我國城市不同廢棄物在高含固的條件下實現協同厭氧消化問題，增加消化設施的工程效益，提高反應效率的問題，為我國城市有機質的協同消化提供了機理與技術研究的支撐，突破了國外技術壟斷。在此基礎上，進一步針對我國污泥低熱值的泥質特點，開發了適用于生污泥與消化污泥的熱解/焚燒耦合技術，并形成核心裝備，解決了污泥及工業固廢高效熱化學處理的技術難道與成套裝備。 技術優勢：相較于傳統消化技術，解決了我國有機質廢棄物處理設施普遍存在的厭氧消化產氣率低、降解率低的問題，實現了高進料含固率下的持續穩定運行，提高了單位體積產氣率，從而提高了單位體積產能，在原有工藝基礎上提供了更高的生物質能源利用率，從而實現市政污泥、餐廚、禽畜糞便、有機垃圾等廢棄物中營養物質與能源的協調調配與高值利用。

項目組研發了一種樁土互動漿固散體材料樁復合地基施 工工法，主要包括：鉆機進入地基至設計深度成樁孔，樁孔周邊采用泥漿護壁, 在樁孔內放入注漿管，然后向樁孔內投入骨料，由灌漿泵通過注漿管向樁孔內的 注入漿液，漿液與骨料固結后成樁并滲入到樁周土體中去，在樁頂鋪設褥墊層， 形成復合地基。在具體實施方式里，還詳細地講述了該施工工法的步驟，包括： 成孔、投石洗孔、注漿加固、褥墊層設置等。漿固碎石樁的施工機械高度低，可圓滿解決施工場地上方存在既有障礙 物的難題、且無噪音、不擠土、對周圍建筑物無影響、施工機械輕便、施工速 度快。樁身強度高，能夠改善樁周土、樁端土性質，提高復合地基的承載能力并 減小沉降變形，因此具有很好的實用性。

低聚糖、多糖具有較低的代謝能（1 kcal/g），在食品加工中可作為填充劑 部分替代脂肪、蔗糖或淀粉，提高產品的感官特性、儲藏性能及調節機體能量代 謝等功能特性，是一類具有促進腸道健康功能的益生元，可以調節腸道氧化應激， 促進益生菌增殖，提高體液免疫和細胞免疫功能，改善機體血脂代謝。 目前，聚糖的制備主要依賴于天然資源的提取、水解和衍生。天然資源的生5 長周期性和提取工藝的復雜性嚴重制約了聚糖產業的發展。 微波技術在有機合成中已多有應用，我們研究發現微波輔助雜多酸催化技術 可用于制備低聚糖、巨寡糖，采用該技術在特定微波和物料條件下，10 分鐘內快 速合成了高得率（90%以上）的低聚葡萄糖、低聚甘露糖、低聚木糖、葡-半乳聚 糖、類蟲草多糖等產品。比較分析目前食品加工中使用的聚糖化學結構、營養功 能，發現微波固相合成聚糖具有一致的化學和生物學性能。

固相催化劑包括：固相生物催化劑（即固定化酶）   固相化學催化劑（固體酸、固體堿、固體金屬）  通過本課題組研究的專利技術，把企業生產中需要的成本較高的，或者是產生污染的催化劑固定在特殊的載體上，使催化反應完成后實現催化劑的回收再利用。達到即節約成本又減少污染的目的。  項目優勢：固定化的催化劑能夠回收并重復使用。  技術水平：有專利技術和獨特的固定化載體作支撐，使該技術在國內處于領先水平。

為解決有機固廢來源廣泛、熱解特性差異大、熱解裝置運行不穩定等難題，針對不同來源有機固廢，構建了差異性的熱解策略，開發了氣固雙循環熱解技術、靜態回轉熱解技術、旋轉步進熱解技術以及旋轉耙式熱解技術等。已在新疆、重慶、湖北、黑龍江、江蘇等地推廣建立了20余套工業應用裝置。用戶認為，熱解裝置運行穩定性強、處置效率高、經濟效益好。 目前，項目團隊正與多家央企單位進行合作洽談。該成果申請國家發明專利21項，其中授權14項。多項具有完全知識產權的核心技術突破了行業發展壁壘，達到了國際領先水平，榮獲中國發明協會發明創新一等獎等獎勵5項。

產品詳細介紹SPE-8數控固相萃取儀詳細介紹 SPE-8數控固相萃取儀配備了大容量進樣系統，使大容量前處理變得更為方便，無需隨時關注儀器運行，讓操作員有更多時間處理其它事務。   SPE-8數控固相萃取儀特點 1、精確控速，單道流速0.01-7ml/min，支持大體積進樣和正壓洗脫，避免交叉污染 2、無級數控操作、LED數字顯示、可通過數字顯示轉速確定流速，并有定時功能； 3、耐腐蝕頂板，機箱磷化和多層環氧樹脂噴涂處理； 4、機箱結構方便維護； 5、多通道，小柱接頭耐酸、堿、有機溶劑、氧化劑腐蝕； 6、美國專利技術電機，采用高精度數控技術，低能耗、低噪音； 7、數控泵管采用美國原裝長壽命管材； 8、操作簡單，單人操作可同時進行1-8個樣品的處理，大大提高工作效率； 9、萃取速度一致性好、控制調整方便； 10、密封性好，穩定性強，轉速與流速呈良好線性關系。 SPE-8數控固相萃取儀標準配置 - 主機1臺 - 正壓洗脫專用架（24道）1套 - 進口數控泵管1包（8條/包） - 備用國產數控泵管1包（8條/包） - 備用小柱接頭2個 - 3ml正壓洗脫導流接頭1包（8支） - 6ml正壓洗脫導流接頭1包（8支） - 3ml大體積進樣接頭1包（8支） - 6ml大體積進樣接頭1包（8支） - 廢液管1包（8條）

產品詳細介紹產品特性：1.柜體采用1mm及1.2mm優質鋼板制作，多處加強結構，承重性能好，重疊式結構設計，密封性能極佳。2.表面處理采用先進的有18道工序組成的橘紋烤漆，耐腐蝕性強。 3.門鑲3.2mm高強度鋼化玻璃，防前傾耳式結構設計。帶平面加壓把手鎖一體化設計,有防盜功能。4.LED超高亮數碼顯示，溫濕度傳感器采用美國原裝著名品牌honeywell，溫濕度獨立顯示，使用壽命長。濕度可設定且具有記憶功能，斷電后無需再設定。5.濕度顯示范圍0%～99%RH,溫度顯示范圍-9℃～99℃。顯示精度:濕度±3%RH;溫度±1℃6.機芯利用中加(中國，加拿大)合作技術，采用進口吸濕材質，取得中國國家專利。7.行業內唯一一家擁有智能化控制系統的防潮箱。自動判斷機器內濕度來決定工作時間，節省能源，延長產品使用壽命。主機外殼采用高溫阻燃材料，杜絕安全隱患8.斷電后仍可運用物理吸濕補位功能繼續除濕，24小時內濕度上升不超過10%。9.  行業內唯一一家通過ROHS環保的產品。避免重金屬等元素污染存放的貴重產品。10.用于濕度敏感類材料的防潮保管，如IC等濕度特別敏感的材料存放，可選購防靜電. 名稱 型號 濕度控制范圍（RH） 平均功率（W） 最大功率（W） 是否防靜電 

研究還表明,氮氧化鉻(CrO0.66N0.56)納米顆粒具有優異的氮氣還原催化活性。在自制的質子交換膜電解池裝置中，氨氣生成速率在2V時可達8.9×10-11 mol s-1 cm-2 和15.56μg h-1 mg-1，其最高庫倫效率在1.8V時達到了6.7%。在相同測試條件下，氮氧化鉻催化性能遠優于氮化鉻（CrN）。研究發現，氮化物的部分氧化使得氮氧化鉻催化劑表面的電子特性發生變化，從而提高氮還原的催化活

氧化鋯纖維成果轉化 本項目涉及從原料的合成、纖維及其制品的制備以及相關設備等系列專利群，具有獨立自主知識產權，該發明專利群不僅在技術上處于國際領先水平，還可轉化為生產力，形成具有高附加值的產品，產生經濟價值和社會效益。本項目在國內外沒有先例可借鑒，從工藝到設備大都是自主研發設計，投入的人力、物力和時間非常大。已在山東德艾普節能材料有限公司實施轉化。 由于氧化鋯纖維具有極低的高溫導熱系數和耐溫性，決定了氧化鋯纖維及其制品在超高溫隔熱領域具有及其廣泛的應用市場前景。主要應用包括高溫電爐、退火爐、單晶爐、中高頻感應爐以及氣氛爐等的高溫面的隔熱。1600度以上的保溫，每年具有幾千噸的市場需求，可產生上百億的經濟價值。 《氧化鋁特種陶瓷材料及相關應用》成果轉化 該專利技術成果主要涉及的是氧化鋁微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁基陶瓷纖維的“溶膠-凝膠”法制備及其相關應用等，已在山東東珩膠體材料有限公司實施轉化。 氧化鋁特種陶瓷材料及相關應用市場需求大，技術轉化條件成熟，具有良好的轉化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁纖維在國際上已經得到普遍的應用和推廣，尤其是在軍事材料、航空航天材料。目前國內還是空白，但是以美日為首的西方發達國家對我國進行技術封鎖、材料禁止買賣，限制我國先進制造業、航空、航天等方面的發展，陳代榮教授團隊研究的氧化鋁特種陶瓷材料將會填補國內空白，打破美日等國對我國的技術封鎖，實現氧化鋁陶瓷材料在軍事、航空、航天、人民生活用品等方面的廣泛應用。 碳纖維復合芯架空導線 碳纖維復合芯導線是一種新型節能型增容導線，具有質輕，高強、耐腐、抗疲勞、弧垂變化小、安全節能等優點，同時可以實現倍容輸電，并具有自融冰功能，可以減少輸電回路，提高架線土地利用率，降低線路改造成本，是原有鋼芯鋁絞線的最佳替代品。適用于高地質災害、大跨越、城網改造升級、沿海等高腐蝕區域以及超高壓和特高壓輸電，有助于構造安全、環保、高效節約型輸電網絡。 本產品以高性能碳纖維及山東大學自主研發的耐高溫特種樹脂為原料，具有獨特的防劈裂結構設計，以先進的自動化拉擠機組為硬件保障，產品性能指標達到國際領先水平，六家合作企業掛網業績已達3萬公里。曾獲國家能源科技進步一等獎，山東省科技進步一等獎等獎項。 碳纖維系列成果還有碳纖維復合材料抽油桿、單兵防護、碳纖維復合材料高壓氣瓶、碳纖維復合材料三維編織體等，成熟度基本都可以量產。

一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 馮疇境 化學化工學院環境工程 2019-2023 201931043101 李暄 化學化工學院環境工程 2019-2023 201931043116 羅雨欣 化學化工學院環境工程 2019-2023 201931043111 黃品杰 化學化工學院環境工程 2019-2023 201931043110 張一丹 化學化工學院環境工程 2019-2023 201931043105 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 周家斌 化學化工學院 教授 環境材料與污染控制 劉丹 化學化工學院 講師 環境材料與污染控制 四、項目簡介 工業生產當中產生大量的有機廢水需要凈化處理，對此問題，本課題準備采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有機污染物。制備出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2復合材料來活化PMS。PMS在復合催化材料表面會迅速反應生成硫酸根和羥基的自由基，同時在光照下實現電子空穴的有效分離。通過光催化和高級氧化產生的強氧化性的活性物種會爭奪有機物的最外層電子來實現對有機廢水的高效降解。 因為CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重復使用、低毒、化學性質穩定、可見光催化活性等優點，可減少二次污染，且能夠高效的活化PMS，此外，PMS可作為電子受體快速轉移和消耗光生電子，實現電子和空穴的有效分離，提高其光催化活性。同時，通過摻雜MnO2顆粒進一步提高CuFe2O4催化劑比表面積，在反應體系中能夠進一步活化PMS產生氧化自由基，從而有效地降解有機物。