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低溫燃料電池能有效地將化學能轉化為電能，是一種高效、低污染的能源轉化裝置，是汽車動力系統、家庭熱電聯用系統甚至航天航空等領域的可選綠色能源。氧氣還原反應是低溫燃料電池的重要組成單元，由于反應過程極為緩慢，需在較高的過電位下進行，制約燃料電池的實際應用。學界普遍認為鉑基材料能有效催化氧氣還原，但這類貴金屬的稀缺性和低 抗毒化能力使低溫燃料電池的商業化應用仍面臨巨大挑戰。 在非貴金屬催化劑研究領域，南京大學近年來提出了以氧化石墨烯和三聚氰胺為前驅體，利用固相反應制備氮摻雜石墨烯，制備的催

本實用新型公開一種多功能氧濃度監測轉換器，包括盒體，盒體一端的輸入接頭通過輸入管道連接伸縮式接頭，盒體的相對端設置輸出接頭，輸入管道通過盒體內部與輸出接頭連通，盒體內設置有氧濃度傳感器、A/D轉換器、存儲器、處理器，盒體外壁設置有顯示屏、數字鍵盤、按鍵A、按鍵B、電源開關，氧濃度傳感器與A/D轉換器電連接，存儲器、顯示屏、數字鍵盤、按鍵A、按鍵B均與處理器電連接。本實用新型能夠監測中心供氧端輸出的實際氧濃度并根據目標氧濃度進一步轉換顯示出需要設定的氧濃度或流量。

成果簡介氧槍是轉爐煉鋼工藝的關鍵設備， 氧槍粘渣一直是轉爐煉鋼生產普遍存在和難于解決的問題。 而目前工程中采用的人工清理方法， 其有效性和安全性都難以滿足使用要求， 嚴重制約了正常生產的進行及各項經濟技術指標的提高。 因此，高效可靠的轉爐氧槍自動除渣裝置， 對于加快轉爐煉鋼的生產節奏、 提高煉鋼產量和生產效率， 增加企業經濟效益， 保證氧槍設備安全可靠運行、 延長氧槍使用壽命、 減輕作業工人勞動強度等各個方面都具有重要意義。成熟程度和所需建設條件本項成果通過

江南大學安全檢測與分析研究室在有機廢氣廢水的檢測和治理方面有著多年的研究經驗，開發出基于活性氧氧化分解有機污染物的關鍵技術，為企業提供各類有機廢氣/廢水的檢測和處理工藝和裝備研發。以高效低耗、無害化、資源化處理新技術，實現廢氣/廢水達標減排；研制與資源循環利用相協調的廢氣/廢 水集成處理體系，實現工程化轉化；利用物聯網、GPRS/3G 無線通訊技術實現對企業廢氣凈化治理狀態及效能進行 24 小時在線監控，實現采集、傳輸、存儲功能一體。

產品描述： 厭氧消化儀包括2個5L的向上填充層反應堆，每個反應堆帶有進料速度和溫度控制設施，可以進行穩定，連續的操作。在過程周期內達到每天7L。 兩個反應堆可以順序操作或平行操作。兩個反應堆間有一個緩沖缸，在順序操作過程中當第二個反應堆低流速時，緩沖缸可以排除來自第一個反應堆的多余流量。通過標準化的蠕動泵設置和控制流向反應堆的流速。每個反應堆的溫度由包裹在其外面的電加熱墊子控制。每個反應堆內的溫度分布維持在±0.5℃。反應堆溫度可以在環境溫度至55℃間各自設定任一要求值。 從每個反應堆中排出的氣體進入測體積的標準收集容器中，通過排水量測量。不變的密封裝置確保反應堆中氣體的壓力在整個測量過程中保持恒定不變。在運行過程中，收集的氣體能被消耗完，收集缸內重新注滿水，不會破壞液體的密封。液體和氣體的取樣點位于圍繞反應堆的所有策略點上。在處理過程的管道工程中，單通閥和液體密封虹吸管保證了每個反應堆在恒定的體積條件下工作，不會有空氣進入或因意外的虹吸活動產生的危險。 該設備安裝在一個有著完整排水渠道的真空成型塑料底座上，能處理溢出液體和清洗液的排放。 技術規格： 反應堆：兩個一樣的反應堆，額定容量5L，填充容量4L，直徑150mm 高250mm。 反應物料：25mm直徑的生物顆粒。 溫度控制：針對每個反應堆：200W帶有來自反應堆內的溫度傳感器的PID控制加熱套，可在環境溫度至55℃間設定溫度值，加熱套通過一個設置在85℃的斷流器進行恒溫保護。 進料泵：兩個一樣的蠕動泵,使用電位計調節泵速，提供3種不同直徑的管子，1.6mm、3.2 mm和4mm，流速在0.2—5.8L/天。 氣體收集缸：兩個一樣的0-5L收集缸，帶有標尺刻度。   過程研究： 廣泛來講，厭氧過程可以劃分為兩個不同階段，（1）多數分子類物質水解為乙酸；（2）乙酸轉換為甲烷和二氧化碳。兩個階段的處理過程通過順序操作這兩個反應堆被驗證，第一階段從最基質產生揮發性酸——發酵酸，第二階段將揮發性酸轉換為甲烷和二氧化碳——甲烷的產生過程。 此外，兩階段過程的以下基本不同之處可以被驗證： 1、與產生乙酸過程相比，甲烷的產生水平要低。 2、與產生甲烷過程相比，產生乙酸排出的化學需氧量低。   分類規格： 一個進行廢水處理研究的臺式厭氧消化儀。 配備有2個5L填充層，向上流的反應堆。 每個反應堆都有氣體取樣和收集裝置。 反應堆可以順序或同時操作，使用可變速的蠕動泵。 每個反應堆的進料速度可以準確獨立的控制，使用200W的加熱套可以將溫度設定在環境溫度和55℃間的任一值。 控制恒溫的斷流器可設置到110℃。 一份描述測試和實際操作的詳細說明書，包含了已證明可行物料（合成廢水）的詳情。 工業測試性能： 廢水處理的研究，包括硬粒，凈化中碳和生物氣的平衡（COD/BOD） 決定性的最佳操作溫度，進料速度和比例 觀察PH值的影響和流入營養物的濃度 過程穩定性的研究 控制動力學的檢測 100%按比例擴展至工業要求 實際測試演示： 一個厭氧反應堆的準備，加溫和適應 驗證厭氧消化的多階段性質 保證碳平衡 研究以下因素對凈化性能的影響： 液壓裝載 進料比例 溫度 養分缺乏 流入強度 電力供應： W8-A：220-240v/1ph/50HZ@5A W8-B：120v/1ph/60HZ@10A W8-G：220v/1ph/60HZ@5A   必備附件： Armfield不提供 標準落地式的30-50L塑料進料和產 品缸。 PH測量儀   可選附件： 不提供 在大多數水質量實驗室擁有的對PH、 BOD、COD、堿性、揮發酸的總數 和擱置的懸浮體的分析設備。   尺寸： 高度：760mm 寬度：1000mm 長度：500mm   運輸規格： 體積：1.0立方米 毛重：150公斤

本發明公開了農業生產技術領域的一種富硒蚯蚓連續培養的方法。包括如下步驟：將發酵牛糞和菌渣按質量比3:1混合均勻，加入亞硒酸鈉水溶液、調節含水量、陳化，得到含硒基質；引入原代成蚓培養，分離出原代蚯蚓；繼續培養子一代幼蚓，分離出子一代成蚓；繼續培養子二代幼蚓，分離出子二代成蚓，即得連續培養三代的富硒蚯蚓。本發明采用低濃度硒培養蚯蚓，具有較好的硒富集效率，對蚯蚓產量和繁殖率基本無影響，硒含量隨著蚯蚓代際繁衍而增高，采用冷凍干燥處理富硒蚯蚓可最大限度的保留蚯蚓活性成分。基質中菌渣的密度較小，保證了良好的透氣性；發酵牛糞的比例較高，可消除菌渣分解時間長、短時間內不能被蚯蚓充分利用的影響。

一、項目背景1.1 農產品有機化與健康食品的需要現代高效農業離不開肥料的使用。然而，化學肥料的大量使用導致了嚴重的土壤酸化板結以及對地表水系的生態破壞，在回歸自然、農產品有機化的全球大趨勢中，有機肥料則成為關鍵的源頭。 近年來，世界上有機農業所占比例越來越高，各國都相繼頒布了相關法律法規，多數國家規定只有通過有機認證的農產品才允許進口。人們對農產品的需求在悄悄的改變，溫飽問題解決以后，人們更加重視食品的安全、口感、健康和環保。而直接關系生態環境、食品安全、身體健康的關鍵因素就是農產品種植所必須的肥料、農藥等生產資料。因此，在食品安全革命的背后是一場肥料、農藥等農資和種植技術的革命。2002年4月，農業部和國家質量監督檢驗檢疫總局發布了《無公害農產品管理辦法》，隨后又出臺了相關標準；當年7月，國務院又發布了《關于在全國范圍內開展無公害食品行動計劃》的綱領性文件，對食品生產所采用的肥料、農藥、土質等作了全新的規定，并逐漸成為全社會的共同要求和必然趨勢。一個全新的、有著巨大潛力的朝陽產業和新型項目——有機農業所必備的生產資料——高效生物活性有機肥的時代來臨了。 近年來，國家加大了對農業的投入，大部分的省份加大了農業補貼的力度。同時，農產品的銷售價格大幅上揚，農民收入增加了，生產積極性高漲。然而，由于長期施用化肥、農藥使土壤板結、肥力下降，還造成了環境污染，影響了農業的可持續性發展。另一方面，包括化肥在內等農業生產資料價格大幅上漲，使農產品生產成本上升。因此農民急需尋找一種能部分或全部替代常規化肥、改良土壤、優質高效、價格實惠的新型肥料。 近年來，以施用有機肥料為主而生產的綠色食品深受廣大消費者的青睞，綠色食品的生產增加了有機肥料的需求。對應4000多億元的化肥銷售總額，生物有機肥僅占2%左右，約74億元。由于生物有機肥的諸多優勢逐步被人們認可，加上國家政策的傾斜，生態有機肥將成為未來農業生產的必需品。據有關部門預測，未來5年內，我國生物有機肥市場將以每年5％的速度增長，2015年預計將超過1500億元的產值。從而給高效生物有機肥的生產創造了巨大的市場空間和商業機會。 目前，由于人們認識上的誤區以及技術手段所限，有機肥中磷、鉀元素的補充仍然延用磷酸銨、硫酸鉀等常規化學肥料，對肥料的全面有機化形成了技術障礙。 清華大學與合作者經過十年潛心研發，富磷鉀無機有機復合肥突破了非水溶性磷肥制備的技術瓶頸，為有機農業的發展奠定了補充磷鉀元素的技術基礎。 1.2解決磷資源短缺與傳統磷肥環境問題的需要磷，是人類賴以生存且不可替代的資源，而作為農業生產基本物質的磷肥消耗了80%的優質磷礦資源。我國耕地面積占世界的9%，養活了20%的人口，使用了全世界30%以上的化肥，仍造成70%的土壤缺磷。在大力使用速效化肥創造糧食生產奇跡的同時，也引發了水污染、土壤板結、磷石膏堆放等一系列環境問題。特別是磷肥工業仍以酸法制備水溶性化學磷肥為主，2006年以來，我國每年使用化學磷肥1100萬噸（按照純P2O5計量），而生產與使用酸法水溶性磷肥已導致一系列環境與資源問題： 充分利用磷礦資源的要求。磷礦資源是非可再生資源，近幾年來，全球的高品位磷礦資源儲量急劇下降，作為磷肥原料的磷礦品位逐年降低。據IFA統計數據顯示,世界磷礦石折P2O5后含量降低,1999年為31.41%,而2006年為31.04%,品位下降了0.4個百分點,對于大噸位磷礦石來說,磷礦品位下降,不僅是有效磷含量的降低,而且還會導致磷礦加工成本的上升。磷礦資源大國已開始有意識地減少磷礦開采，以保證國內磷肥企業的可持續性發展。據統計資料顯示，1999年世界磷礦石出口量為3278萬噸,2006年為2965萬噸,礦石出口下降了9.5%,年均復合降低1.42%個百分點。世界磷礦出口減少，供需趨緊,價格上升。我國擁有資源儲量為178.6億噸，其中儲量11.8億噸，基礎儲量31.7億噸，居世界第二位，僅次于摩洛哥，中以中低品位為主，P2O5平均含量不足17％，富礦儲量僅占6.6%。國土資源部已把磷礦列為不能滿足國民經濟發展需要的礦種之一。利用微晶化納米粉體加工技術和生物發酵技術可以充分利用我國的中低品位磷礦資源制成生物磷肥，保障磷肥供應，平抑磷肥價格。 低碳清潔化磷肥生產的需要。首先，酸法生產化學磷肥的雜質含量影響用酸量的多少，關系到生產的成本和工藝復雜性，雜質含量高的磷礦甚至造成生產中斷。故酸法磷肥生產直接使用的磷礦粉一般是品位28%以上、雜質含量低的優質磷礦。因此普遍存在用富棄貧的現象。選礦產生的含磷低于10%的尾礦和生產過程產生的磷石膏堆積成山，不僅占用大量土地資源，也給周圍安全帶來威脅有些磷礦，甚至品位較高的磷礦，因選礦難度大而沒得以利用。其次，磷肥生產產生大量的廢水廢氣也污染周圍環境。再次，酸法生產過磷酸鈣和磷銨的耗酸量巨大。2008年我國生產磷銨（MAP+DAP）類肥料總計740萬噸 P2O5，共耗用優質磷礦近2800萬t，耗硫酸2100萬t。我國缺少硫磺資源，用硫磺燃燒制備硫酸需要大量進口硫磺；國內用硫鐵礦燃燒法制硫酸從開采、運輸到冶煉，都會帶來不容忽視的污染問題，有些地區還會帶來酸雨危害。微晶化納米粉體加工過程是純物理過程，沒有“三廢”排放，能耗低；生物發酵過程消耗工農業廢棄物，變廢為寶、清潔環境的工藝。 解決土壤面源污染、優化土壤環境的新思路。近幾年的研究表明，農田過量使用化肥是造成河流湖泊等水體富營養化的主要原因，而磷是水體富營養化的決定因素。水溶性磷肥施加到田間后磷酸根極易隨灌溉或雨水流失。大量磷元素隨農田進入河流湖泊，形成藻類繁衍基礎物質的富磷化面源污染。太湖流域每年每畝農田施用化肥34公斤左右（約1/3的磷肥）。約30億立方米“回流水”攜帶大量由化肥產生的氮磷污染物，從而造成太湖流域大面積出現藍藻。水溶性化學肥料剛施入土壤后，造成局部濃度過高，會毒害作物根系和土壤微生物；之后又在環境因子作用下揮發、流失或沉淀，造成肥料利用率降低，磷為2—25％，氮為30—60％，鉀為30—60％。生物磷肥是利用微晶化磷礦粉結合生物發酵制造而成，由于主要養分形態為非水溶性態，在土壤物理的、化學的和生物的因素作用下緩緩釋放，不但根系土壤環境，發酵產生的有機酸還能促進土壤團粒結構的形成，刺激作物生長。施用非水溶性磷肥減少了磷的流失，從而降低環境水體富營養化的風險。 可結合農作物秸稈與畜禽糞便的循環利用實施。我國每年產生各類農作物秸稈約6.5億噸，畜禽糞便產生量約20億噸，是工業廢棄物的3倍。隨著種植和畜牧養殖業的發展，農業廢棄物數量還在增加。農業廢棄物不但污染農村環境，還易引起火災。利用農業廢棄物制造生物磷肥，不但凈化農村環境，而且變廢為寶，成為優質肥料，是農業物質循環利用的一條新途徑。 農業科技發展的新提示。我國農業專家李振聲院士多年來從事磷高效基因型作物品種的選育工作，利用改良作物品種提高作物對非水溶性磷素的吸收能力，并取得巨大成功。這也啟示我們，非水溶性磷也是作物吸收利用的重要磷源。許多農業專家研究表明，改性磷礦粉在北方石灰性土壤上也具有明顯效果。非水溶性的磷代替高消耗高污染的水溶性磷肥在實踐上是可行的。 有機農業發展的好助手。隨著我國農業產業化水平的提高和人們健康意識的增加，有機無公害農業在我國取得快速發展，有機農業面積已躍居世界第二位。但有機農業要求禁用化學人工合成的肥料。現在有機農業基地主要采用有機肥和骨粉補磷。有機肥含磷量低，骨粉資源不足且價格高昂。長期下去必然造成有機農業基地土壤磷的虧缺，造成作物生長不良，產品品質下降，產量和效益降低。采用天然礦質和生物發酵技術制成的生物磷肥，符合有機農業用肥要求，試驗證明在實踐上也是可行的，是一種質優價廉的有機農業用肥，具有廣闊的發展前景。 適合國情的可持續發展之路。酸法磷肥帶來的“生產環節環境負擔大—優質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統磷化工產業和化肥體系基礎之上的，特別是近幾年水溶性磷的產能激增，與我國主要以中低品位磷礦為主、硫資源不足的資源特點不相適應。用微晶化納米技術和生物技術生產生物磷肥，直接利用中低品位磷礦，不耗酸，降低選礦成本，減少施肥污染，是環境友好型的低碳農業用磷途徑。我國幅員遼闊，氣候土壤類型眾多。過磷酸鈣和磷銨等對農業增產增收雖然做出巨大貢獻，但并不是適合所有土壤的最佳選擇。我國南北方都有土壤酸化問題，過磷酸鈣含有游離酸，會加重土壤酸化。而生物磷肥可以平抑土壤酸性，改良土壤結構。水田施用非水溶性的磷更能降低肥料損失。坡地施用生物磷肥可減少翻耕，降低水土流失風險。 多年來，我們以多學科交叉合作的方式，深入探索創新材料微晶化技術，將難選的中低品位磷礦利用與農業廢棄物資源生物發酵等新技術結合，形成具有獨立知識產權的原創新技術，制備能夠替代水溶性化學磷肥的新一代緩釋性生物磷肥，已在小麥、玉米、棉花、大豆、花生、水稻、茶樹、冬棗、橡膠、蔬菜、荔枝、鴨梨等作物的試驗中取得了與水溶性磷和骨粉等同的效果，并正向更多作物種類試驗推廣。二、產品的技術特點“有機農業發展的肥料瓶頸—生產環節環境負擔大—優質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。雖然，傳統磷化肥為人類生存的糧食生產做出了不可磨滅的貢獻。然而，在資源短缺、環境與健康矛盾日趨尖銳的今天，需要重新考慮如何突破傳統水溶性磷肥技術瓶頸，開發高效非水溶性生物磷肥。100多年前，化學家認為作物必須通過水溶性磷化合物才能吸收磷元素；而近代植物營養學家研究卻發現：植物根系對磷元素的吸收，主要是靠根部分泌的生物酸緩慢分解土壤中的含磷礦物質而進行的。 我們能否找到一種在弱酸或自然狀態下，能夠向土壤中補充作物所需要磷元素的技術途徑呢？ 針對上述問題，清華大學、山東農業大學和中國農科院等單位歷經10年努力，開發了“富磷鉀礦物有機無機復合肥”。本產品是采用經過高能活化的磷鉀礦物為主要原料，在特效菌種的作用下與有機質共同發酵處理而得到的；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料的使用可以優化土壤礦物組成和結構，避免了化學肥料對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除磷鉀礦物外，發酵過程中的有機物料可以利用各地農作物秸稈、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、各種炸油廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。 該技術的研發得到了科技部農業科技成果轉化項目的支持，獲得多項國家發明專利，并通過教育部組織的專家技術鑒定。鑒定委員會認為，該項目總體達到國際先進水平，中低品位磷礦微晶化活化磷元素的技術達到國際領先水平。中國農科院、山東農業大學、山東林科院、海南大學的作物科學、資源環保學、土壤肥料學等方面的專家、教授參加、主持多次的大田試驗、科研論證，在山東、浙江、江蘇、遼寧和海南等30多種作物上推廣示范使用，都取得了令人矚目的效果。中國化工報、中國礦業報、農資導報、農民日報、糧油市場報等各大媒體專題報道，它的普及推廣將為我國發展節本增效、綠色、環保的現代農業起到極大的推動作用。 三、產品的應用效果 3.1與其他化學肥料的對比與差異分析“富磷鉀礦物無機有機復合肥”生產技術開辟了磷肥生產的新途徑，工藝簡單，成本降低，且對環境無污染。我們歸納了幾種常用磷肥的的生產工藝、肥效與環境效果，請參閱以下流程圖和表1。表1 本產品與化學磷肥的對比磷肥種類磷礦原料品位加工條件供磷機理供磷速度肥效供求平衡生產使用對環境的污染磷銨高品位加溫耗酸水溶性很快短前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結過磷酸鈣中高耗酸水溶性枸溶性快較長前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結鈣鎂磷肥中低高溫水溶性枸溶性慢長供<求有，易造成土壤板結磷礦粉中低-水溶性枸溶性很慢最長供<求無富磷有機無機復合肥中低-非水溶性枸溶性適中適中供=求需求拉動釋放無，改良土壤 3.2在蔬菜種植中的試驗研究3.2.1蕹菜圖1為施用相同含磷量不同磷肥時，蕹菜的生長狀況。可以看出，施用四種磷肥的蕹菜長勢差異性明顯，由好到差的順序為：富磷有機無機復合肥>過磷酸鈣>普通磷礦粉。圖1施用不同肥料的蕹菜收獲圖片（山東泰安） 表2中PB1、PB2、PB3 為不同微晶化程度磷礦粉的處理，且PB1 處理號Treatment 葉長(cm)Length(cm) 葉寬(cm)Width(cm) 株高cmHeight(cm) 鮮重g/盆F.W. 增產%Rate of increment 較CK0 較CK1 較CK4 空白CK0 8.00 2.80 19.50 76.21 - - - 過磷酸鈣CK1 7.90 2.93 18.63 86.61 13.65 - - 普通磷礦粉CK4 7.20 2.43 17.33 66.64 - - - 富磷復合肥PB4 9.10 2.77 22.00 111.47 46.27 28.70 67.27 3.2.2油白菜油白菜是對磷比較敏感的植物，幼苗期如果缺磷會導致植株矮小，生長發育緩慢，根系小且發育不良，葉片少、小而厚，嚴重時葉片蜷曲。圖2為棕壤上的盆栽對比試驗。在對照不施磷肥的處理中，油菜幼苗生長不正常，植株矮小，莖葉纖細；施用生物磷肥提高了油白菜幼苗的葉片數、葉面積、根長和干重。圖3 生物磷肥對油菜的肥效（山東泰安） 由表3可以看出，在相同施磷量處理下，與原磷礦粉CK2相比，富磷有機無機復合肥1、2、3、4產量分別提高5.62%、6.95%、10.57%、15.39%。在相同施磷量處理下，富磷有機無機復合肥3和4比鈣鎂磷肥CK1有增產作用，分別在0.69%和5.08%。 表3 不同處理對油白菜生物量的影響編號處理方案株高（cm）鮮重(g/盆)增重(%)較CK0較CK1較CK2CK0不施磷肥17.33356.21---CK1鈣鎂磷肥24.33410.6115.27-9.82CK2原磷礦粉18.63373.914.97--1PR1+FYM+PSB20.83394.9910.89-5.622PR2+FYM+PSB21.00399.9112.27-6.953PR3+FYM+PSB22.00413.4316.060.6910.574PR4+FYM+PSB24.67431.4721.135.0815.39 圖3 盆栽油菜（浙江長興）3.2.3西蘭花在北京近郊有機蔬菜基地的潮土上，施用生物磷肥的西蘭花比僅施用有機肥對照組的生物產量和經濟產量都顯著提高，研究發現葉片的SPAD（葉綠素相對含量）含量高、平均花頭更重。 圖5 施用富磷有機無機復合肥對西蘭花生長的影響(北京昌平)3.2.4辣椒在浙江長興辣椒幼苗的盆栽試驗中，土壤類型為紅壤，施用等磷量的辣椒幼苗的生長量：生物磷肥與鈣鎂磷肥、磷酸二銨效果相當，均優于普通磷礦粉與空白。圖6 不同磷肥對辣椒生長的影響（浙江長興） 3.2.5葉用萵苣南方紅壤上的葉用萵苣盆栽試驗表明，在等磷量的施肥水平條件下，分析土壤中的有效磷含量：過磷酸鈣>富磷有機無機復合肥>對照處理；土壤容重：生物磷肥>對照處理>過磷酸鈣處理；植株鮮重：生物磷肥>過磷酸鈣>對照處理。這是因為生物磷肥的有機活性因子刺激了植株的生長。圖7生物磷肥對葉用萵苣生長的影響（浙江長興） 3.3在小麥玉米種植中的試驗研究3.3.1 小區小麥試驗從表4看出，施用生物磷肥和過磷酸鈣處理能提高小麥的生物產量和經濟產量。富磷有機無機復合肥處理PA4的生物產量和經濟產量與過磷酸鈣相當，顯著高于對照和普通磷礦粉。 表4小麥田間試驗的產量和磷的吸收處理生物產量kg/mu經濟產量kg/mu籽粒含磷量g/kg秸稈含磷量g/kg總吸磷量kg/mu空白CK1880.00387.535.341.582.86過磷酸鈣750kg/ha CK21024.49498.035.432.243.88普通磷礦粉750kg/ha CK3947.69442.255.941.643.46生物磷肥750kg/ha PA41029.38498.335.521.523.56圖8 小麥小區試驗（左為對照，右為生物磷肥，山東泰安）3.3.2小麥—玉米輪作體系下的肥效試驗該試驗在山東農業大學資環試驗站進行。前季小麥和后季玉米的活化微晶化磷礦粉處理和生物磷肥處理，在植株生物量、經濟產量、磷吸收量等方面接近或超過過磷酸鈣處理，較空白對照和普通磷礦粉處理都達顯著或極顯著水平。該試驗表明，活化微晶化磷礦粉和生物磷肥不僅對當季作物有效，而且對后季作物有一定程度的肥效。圖9小麥-玉米輪作肥效試驗（山東泰安） 3.4生物磷肥的推廣應用3.4.1在大田小麥上的應用（1）生態小麥增收試驗。試驗點位于黃河三角洲高效生態園區陽信現代農業示范區，小麥品種為魯麥23，土壤類型為黏質鹽化潮土，自2010年10月16日播種，2011年6月16收獲。結果表明，施用富磷有機無機復合肥的小麥較對照增產8.2%，施用等施磷量的傳統磷肥（磷酸二銨）的小麥增產8.7%，這證明了這類非水溶性肥料與水溶性磷肥的肥效相當。圖10 生物磷肥小麥高產示范(山東陽信)   表5 施用生物磷肥對小麥產量的影響處理產 量 結 構產量（kg/ha）較對照增產%畝穗數（萬/畝）穗粒數（個/穗）千粒重（g）空白26.3540.4254.228771.9習慣施肥（二銨）27.4043.3051.649531.58.7生物磷肥26.4644.1049.489489.88.2 （2）有機小麥增收試驗。試驗點位于山東省菏澤市銀香偉業有機農業基地，土壤類型為黃河沖積砂質潮土，輕鹽堿。供試小麥品種為新麥9408，2010年10月30日播種，播種量為7.5公斤/畝，2011年6月5日收獲。圖11 富磷有機無機復合肥在有機小麥高產示范（山東曹縣） 表6為苗期小麥的出苗、分蘗和植株生長狀況。施用生物磷肥促進了小麥的出苗率、分蘗和冬前生長，高于對照，與磷酸二銨相近。生物磷肥1是活化磷礦粉與有機物發酵制成，含有生物活性因素，對種子發芽和幼苗生長具有刺激作用，價格低廉，已有多項指標超過磷酸二銨。從冬前苗期生物量和年后總分蘗數上看，生物磷肥都顯著高于對照和單施磷酸二銨處理 表6 富磷無機有機復合肥（生物磷肥）對小麥生長的影響處理出苗影響萬株/畝冬前分蘗數個/株冬前主莖葉齡數平均總分蘗個/株冬前生物量g/株Kg/畝空白CK13.461.003.002.750.2838.32磷酸二銨14.321.863.343.110.3550.17等磷生物磷肥115.391.833.253.450.4061.58等值生物磷肥115.902.173.224.130.4774.35等磷生物磷肥215.291.403.065.580.3960.08等值生物磷肥214.631.433.164.020.2942.22表7示小麥產量狀況。可以看出施用各種磷肥都較顯著提高小麥的畝穗數。由于該試驗地塊處于沙質潮土上，土壤肥力薄，無水澆條件并有輕度鹽堿化，小麥后期群體和個體發育矛盾突出，生育期偏短，穗粒數和千粒重低于對照，但施用生物磷肥處理的每公頃產量都在6300kg以上，增產在17%以上。 表7富磷有機無機復合肥（生物磷肥）對小麥產量結構的影響處理畝穗數（萬株/畝）穗粒數（粒/穗）千粒重（g/千粒）產量（kg/ha）較對照增產%空白CK24.729.648.985379.36—磷酸二銨35.327.447.976960.8729.40等磷生物磷肥135.226.345.486307.8017.26等值生物磷肥135.125.846.366300.2417.12等磷生物磷肥232.228.646.616437.0219.66等值生物磷肥233.228.146.416492.4020.69 3.4.2在油菜上的應用油菜是我國的重要油料作物，也是對磷敏感的作物。在浙江長興的紅壤上，施用富磷有機無機復合肥（生物磷肥）增加土壤有機質，改良土壤結構，降低土壤酸度，促進植株生長。油菜幼苗的生物量：生物磷肥>鈣鎂磷肥>普通磷礦粉>對照。 圖12富磷有機無機復合肥（生物磷肥）的油菜試驗（浙江長興） 3.4.3在有機紅菜頭上的應用圖13 施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭與對照（北京昌平） 在北京昌平興壽保護地有機蔬菜基地上，在普施有機肥的基礎上，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭較對照平均鮮重和葉面積顯著提高。生長50天的幼苗鮮重，施用生物磷肥處理較空白單施有機肥處理增重18.5%，商品增重13.0%。 表8富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產量（鮮重）的影響處 理施肥量 kg/畝總 產商品產量kg/畝增產%kg/畝增產%空 白—1600.00—1600.00增產生物磷肥801896.3018.51807.4113.0生物鉀肥1002168.8935.62008.8925.6生物磷鉀肥P80+K1002115.5632.21866.6716.7有機蔬菜安全無公害，很受人們歡迎，價格較高，從表9看出，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）具有較高效益，畝增值在萬元左右，產投比較高。 表9富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產產值的影響處理肥料投入 元/畝畝增值/元畝實增 元/畝產出/投入產值增值空 白—32000.00———生物磷肥8036148.159481.559401.55117.5生物鉀肥10040177.7813511.1813411.18134.1生物磷鉀肥18037333.3310666.7310486.7358.3注：有機蔬菜實際價格：20元/ kg3.4.4 在蘆筍上的應用蘆筍又名石刁柏、龍須菜，屬于百合科，為多年生宿根草本植物。圖14為紅壤上的保護地蘆筍種植。生物磷肥由于供肥均勻，降低土壤酸度，改善土壤結構，增加土壤透氣性，促進蘆筍健康生長。施用生物磷肥較傳統磷肥過磷酸鈣地上部莖葉生長更加健康，提高采收量和產品品質。圖14 保護地蘆筍施用生物磷肥和傳統磷肥對比（浙江長興）3.4.5在非洲菊上的應用非洲菊是多年生常綠宿根草本植物。圖15為施用不同磷肥的非洲菊。富磷有機無機復合肥（生物磷肥）含有的有機質能刺激作物生長，且供肥均勻，調節土壤酸度，改良土壤結構，促使非洲菊植株生長健壯。施用這類新型肥料的優質鮮切花的產出率高于過磷酸鈣8%。圖15保護地上的非洲菊（浙江長興）  四、工藝流程特點本產品的生產工藝流程清晰簡明，分為礦物活化、生物發酵和干燥造粒三個工序。根據實際需要，每個工序都可以形成不同階段的產品： 產品A：由磷鉀等礦物組成的活化礦物粉體，可以直接施用，也可以配送到不同地點與不同的有機質原料進行發酵處理，形成產品B或產品C。以滿足有機質原料和形成的富磷鉀有機-無機復合肥不適合長距離運輸的場合。 產品B：活化礦物粉體與有機質在菌種作用下發酵處理后的產品，可以直接施用，也可以進入下一個工序，形成高度商品化的造粒產品C。以滿足具有大批量有機質原料和有機肥用戶距離較近、生產與用戶關聯度較高的場合，避免干燥造粒的成本和干燥過程中的菌群和有機酸的損失。 產品C：將有機化處理后的富磷鉀有機無機復合肥進行干燥、造粒和包裝等成品化處理，以便用戶使用和市場流通過程中的儲存運輸。  

自養型富油微藻具有光合作用效率高、環境適應能力強、生長周期短、生物產量高的特點，是理想的生物質能源材料。利用藻類生物質生產液體燃料對緩解人類面臨的糧食、能源、環境三大危機，有著巨大的潛力。本項目開發的富油舟形藻屬硅藻類，是富油潛力藻種之一。對原始藻種馴化和篩選后，在不補充CO2的情況下，以自養方式培養藻細胞，干重可達3.66g/L，生長周期15天，油含量達到40%以上，達到了國際先進水平。現完成實驗室3L規模的小試階段，500L規模的中試培養正在進行中，10噸級規模的光生物反應器正在建設投產，可年產960kg的干藻粉。更大規模的光生物反應器正在籌備之中。富油小球藻是本實驗室開發的第二個品種。以BG11為培養基，在100L光生物反應器中，優化后的藻細胞自養培養，干重可達5.5g/L培養基，總油脂含量可達藻細胞干重的50%左右，達到國內外先進水平。已達到500L的中試培養規模，10噸級規模的光生物反應器正在建設投產。以年產10 M gallons生物柴油的投資成本計，約10年即可完全收回投資成本。自養型微藻的無機鹽占到總成本的60%以上。本項目已成功把沼氣發酵和小球藻的培養兩個體系進行偶聯，即利用沼氣發酵的沼液作為小球藻的培養基，同時把沼氣中的CO2作為微藻培養的CO2來源。偶聯后小球藻的各項指標和無機鹽培養相近。這樣既解決了微藻培養的培養基成本問題，又提高了沼氣的純度與質量，還減少了沼液的環境污染。已申請專利一項。

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。