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本發(fā)明采取先深入研究城市污水傳統(tǒng)A2/O工藝等同步脫氮除磷的優(yōu)缺點、重點研究反硝化脫氮除磷的新技術(shù)原理，再開發(fā)同步脫氮除磷新工藝。本發(fā)明對單泥SBR系統(tǒng)、雙泥SBR系統(tǒng)的反硝化除磷的原理與工藝進(jìn)行深入研究, 以此為基礎(chǔ)，按反硝化除磷原理進(jìn)行一體化擴(kuò)大設(shè)計（7920倍）, 研發(fā)出新的工程流程和示范設(shè)備系統(tǒng), 獲得成功，為城市污水的大規(guī)模處理與工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。從而，解決了城市污水處理領(lǐng)域同步脫氮除磷的關(guān)鍵性、共性技術(shù)難題。 本發(fā)明開發(fā)的同步脫氮除磷新工藝，對比當(dāng)前國內(nèi)外同類相關(guān)技術(shù)

1 項目特點和優(yōu)勢 （1）本項目特點。本項目瞄準(zhǔn)資源微生物學(xué)科前沿，以石油化工領(lǐng)域節(jié)能、環(huán)保、高效高溫采油污水處理新技術(shù)的重大需求為導(dǎo)向，開展極端微生物（主要為嗜熱細(xì)菌）的前期開發(fā)及其在高溫采油污水處理中的應(yīng)用研究，為極端微生物資源的應(yīng)用開發(fā)提供了一種新思路，并為這些極端微生物后期生物工程和環(huán)境保護(hù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。 （2）本項目優(yōu)勢。獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)工程應(yīng)用菌株，并

本成果發(fā)明了推壓-膨化-拉伸技術(shù)加工聚四氟乙烯中空纖維膜，自主研發(fā)了工業(yè)化可行的全套加工設(shè)備。打破了美國戈爾、日本住友等公司的壟斷，填補了國內(nèi)產(chǎn)品空白。該材料具有孔隙率發(fā)達(dá)、強度高、耐酸堿、耐腐蝕、耐溫等特點，克服了傳統(tǒng)膜材的性能缺陷?？刹捎媚ふ麴s或過濾方式處理廢水，用于酸性、堿性、腐蝕性強的廢水處理領(lǐng)域。本技術(shù)已獲發(fā)明專利 3 項。

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針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認(rèn)定：材料儲氫密度可達(dá)4wt%以上，系統(tǒng)儲能效率大于40%，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

項目研究的背景及用途:在工業(yè)循環(huán)水中需要使用大量的阻垢分散劑。 主要目的是阻止結(jié)垢。目前，工業(yè)上主要使用有機酸聚合物(聚丙烯酸、聚馬來 146天津大學(xué)科技成果選編 147 酸、二元或三元共聚物等)。實踐證明，現(xiàn)在使用的有機酸聚合物的降解率很低， 這些化合物最終將作為廢物排放，對環(huán)境造成污染。 聚環(huán)氧琥珀酸(PESA) 是一種綠色阻垢分散劑，無磷無氮、生物降解性 能好并適用于高堿、高金屬含量水系。美國 90 年代初就開發(fā)了這種藥劑。日本 及其他發(fā)達(dá)國家也相繼對 PESA 及其衍生物進(jìn)行了研究。在我國，該項目作為國 家“十五”科技攻關(guān)項目于 2002 年立項。聚環(huán)氧琥珀酸是我國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委 員會制定的當(dāng)前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)之一。 技術(shù)原理及流程:天津大學(xué)自 1998 年開始進(jìn)行該項目的研究。目前，已 經(jīng)具備了進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)。合成的工藝條件溫和(<100℃，1 大氣壓)，工 藝路線短。整個生產(chǎn)工藝中無任何污染物產(chǎn)生。該產(chǎn)品可以取代工業(yè)循環(huán)水領(lǐng)域 正在使用的聚丙烯酸、聚馬來酸、二元或三元共聚物等。特別適合于需要同膦酸 酯、有機磷酸等含磷緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配。例如，海上石油、天然氣開采，工業(yè)循環(huán) 水等。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):國際先進(jìn)水平，已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利。 主要設(shè)備:搪瓷釜、加料罐、儲罐、泵等。建設(shè) 1200 噸(30%固含量)的 生產(chǎn)裝置，主要設(shè)備投資 40 萬元。此外，還需要蒸汽(4 kg 壓力)、循環(huán)冷卻水。 市場分析及效益預(yù)測:按每噸(30%固含量)產(chǎn)品計，原料成本:2150 元/噸。 綜合成本:3400 元/噸。預(yù)計售價 7000 元/噸，利稅:3600 元/噸。 

針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認(rèn)定：材料儲氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認(rèn)定：材料儲氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認(rèn)定：材料儲氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認(rèn)定：材料儲氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

水是生命是源泉，是人類生存和發(fā)展的條件之一。我國是一個貧水國家，水的供需矛盾就成為我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的制約因素之一，保護(hù)水資源、合理使用水資源和節(jié)約水資源成為我國水法的主要目的，也是關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。在我國2000年工業(yè)用水占總用水量的18.6%，而在工業(yè)用水中80%是循環(huán)冷卻水，因此節(jié)約工業(yè)循環(huán)冷卻水是合理利用水資源的關(guān)鍵之一。各國逐漸認(rèn)識到提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是降低工業(yè)用水量和污染排放的最好途徑，要解決有關(guān)問題就是開發(fā)和使用水處理藥劑，也就是水質(zhì)穩(wěn)定劑。我國七十年代后期開始較大規(guī)模研究和使用水質(zhì)穩(wěn)定劑，逐步在石化、化工、冶金、電力等工業(yè)得到了廣泛的使用。 我國水處理技術(shù)起步較晚，雖然經(jīng)過“八五”、“九五”攻關(guān)在水處理藥劑，在水處理劑開發(fā)方面達(dá)到了較高水平，但是目前在阻垢分散劑方面較好的品種主要有有機膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，這些含膦酸基的水處理劑在使用和排放中會產(chǎn)生正磷酸鹽影響水體，隨著環(huán)保和節(jié)水意識的加強，“綠色阻垢劑”的概念已經(jīng)被提出，并成為21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向，但是真正“綠色阻垢劑”還在開發(fā)之中。因此，在水處理藥劑的低磷化、無磷化、環(huán)保化方面，在水處理藥劑生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化方面，水處理藥劑生產(chǎn)過程中的監(jiān)測和控制技術(shù)方面相對滯后，影響了我國水處理技術(shù)的整體水平，與國際水平存在一定差距，難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)水資源日益提高的要求。本專題以我們自主開發(fā)的新型無磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)的工業(yè)化生產(chǎn)為目標(biāo)，產(chǎn)品無磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團(tuán)，產(chǎn)品的阻垢、分散性能優(yōu)良，所研究建立一套1000T/a的示范工程裝置及相應(yīng)的軟件包，可操作性強，對水處理藥劑的生產(chǎn)有示范作用，能夠提供成套生產(chǎn)技術(shù)對國內(nèi)外進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓。本專題的成功開發(fā)，可大大縮短在水處理劑的研究開發(fā)、生產(chǎn)方面我國與國外先進(jìn)水平的差距，極大地提高我國水處理技術(shù)的技術(shù)水平和技術(shù)含量，為保護(hù)水資源、節(jié)約水資源方面作出一定的貢獻(xiàn)。因此本專題具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。4. 設(shè)備或產(chǎn)品的應(yīng)用范圍新型無磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水處理藥劑，該化合物分子中同時含有磺酸基、羧酸基和醚鍵等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)是目前一般水處理劑的活性官能團(tuán)，該化合物將這些官能團(tuán)集于一體，利用它們之間的協(xié)同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同時該產(chǎn)品的無磷和氮，對保護(hù)環(huán)境有利；并且本產(chǎn)品原材料簡單易得，生產(chǎn)成本少，價格低，易被客戶接受，容易推廣。因此，本產(chǎn)品是一新型的水處理劑，是目前使用的有機膦酸、磺酸等水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可在在石化、化工、冶金、電力等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中廣泛使用，具有非常好的推廣應(yīng)用前景。

近日，南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯(lián)合俄勒岡大學(xué)教授馮振興團(tuán)隊在單原子催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發(fā)表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負(fù)載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介紹，負(fù)載量難以提高是目前單原子催化劑發(fā)展的主要瓶頸之一，而這項研究不僅將單原子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負(fù)載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩(wěn)定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進(jìn)一步獲得了高負(fù)載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實用且可靠的研究思路。

所謂厭氧消化是指在無氧氣條件下，利用厭氧微生物的作用，有控制地使廢物中可生物降解的有機物分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷和許多穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過程。該領(lǐng)域最常見的就是CSTR工藝，即連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)（Continuous stirred tank reactor），其原理是在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生的過程。反應(yīng)器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運行。新進(jìn)入的原料由于攪拌作用很快與反應(yīng)器內(nèi)的全部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。