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利用市政污水培養(yǎng)產(chǎn)油微藻可有效解決環(huán)境水污染和能源危機(jī)的雙重挑戰(zhàn)：微藻能夠利用市政污水中的碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)，并在細(xì)胞內(nèi)積累油脂。降解污水中的污染物的同時(shí)提供了生產(chǎn)生物柴油的原料，極大限度地降低生物柴油的生產(chǎn)成本和污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)對(duì)微藻能源生產(chǎn)工藝進(jìn)行中試，構(gòu)建微藻能源規(guī)模化集成系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元之間高效率的耦合。其主要流程為：微藻培養(yǎng)、微藻收獲、微藻油脂提取與轉(zhuǎn)酯化。

一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 生物質(zhì)能是指從生物質(zhì)獲得的能量，具有分布廣、可再生、可存儲(chǔ)、儲(chǔ)量大和碳平衡等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)熱解液化技術(shù)是生物質(zhì)能的有效利用途徑之一，具有廣泛的應(yīng)用前景。本技術(shù)研究工作和成效如下：1）采用低溫預(yù)裂解和中溫重整的兩段式重整制備富氫氣體和碳納米管共產(chǎn)物的新方法，通過(guò)強(qiáng)化熱裂解階段重質(zhì)組分定向轉(zhuǎn)化與重整段聚合反應(yīng)調(diào)變，實(shí)現(xiàn)碳納米管產(chǎn)量增加，氫產(chǎn)量同步提高；2）引入電催化體系用于生物油全組分精制提質(zhì)，提出了抑制析氫、直接還原等副反應(yīng)的傳質(zhì)傳荷協(xié)同強(qiáng)化方法，開(kāi)發(fā)了原理樣機(jī)；3）提出動(dòng)態(tài)適應(yīng)生物油組分特性的高值化轉(zhuǎn)化技術(shù)匹配策略，指導(dǎo)制定實(shí)現(xiàn)生物油產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最佳技術(shù)路線。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種磷酸鈣生物活性陶瓷，所述包括多孔磷酸鈣陶瓷基體和納米改性層，所述納米改性層為納米晶磷酸鈣。所述多孔磷酸鈣陶瓷基體表面通過(guò)改性處理自組裝形成一層納米磷酸鈣，從而使材料表面/界面具有較大的比表面積，利于吸附成骨相關(guān)蛋白和細(xì)胞，材料植入體內(nèi)后能快速釋放鈣、磷離子，促進(jìn)新骨形成，進(jìn)而使材料具有更好的生物活性和骨誘導(dǎo)性，同時(shí)該陶瓷具有更好的力學(xué)性能。

載藥量高達(dá)到400%（w/w）的多功能納米載體 一、項(xiàng)目分類(lèi) 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新、關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院胡一橋教授和吳錦慧教授科研團(tuán)隊(duì)，圍繞生物材料的理化及生理特性，聚焦藥物臨床治療的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和難題，首創(chuàng)“單元-多維”生物材料成形理論，突破了“超強(qiáng)疏水/高比重”物質(zhì)的高效負(fù)載、體內(nèi)傳輸、體外貯存三大關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題，構(gòu)建了載藥量高達(dá)到400%（w/w）的多功能納米載體。 研究成果發(fā)表在Nature BME，Nature Communication、PNAS、Science Advances上，并獲得教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、江蘇省發(fā)明專(zhuān)利金獎(jiǎng)。據(jù)此項(xiàng)研究成果，建立了“Bottom-Up”的規(guī)模化制備生物納米藥物的生產(chǎn)線，完成了以蛋白類(lèi)生物材料為載體的抗腫瘤靶向藥物的規(guī)模化制備和臨床研究，相關(guān)藥物1項(xiàng)在臨床試驗(yàn)，1項(xiàng)獲得NMPA的批準(zhǔn)上市。有效的解決了進(jìn)口類(lèi)似品種價(jià)格高，患者無(wú)法承受的問(wèn)題。

一、項(xiàng)目分類(lèi) 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 南開(kāi)大學(xué)（天津市生物質(zhì)類(lèi)固廢資源化技術(shù)工程中心）的“生物質(zhì)固廢資源化技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目屬于生物質(zhì)固體廢棄物處理處置領(lǐng)域（環(huán)境保護(hù)專(zhuān)業(yè)）。該項(xiàng)目成果經(jīng)天津市科學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)中心組織的以院士為主任的鑒定委員會(huì)鑒定，結(jié)論是“該項(xiàng)目達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。 1、主要研究?jī)?nèi)容 （1）開(kāi)發(fā)了可降解生物質(zhì)固廢（園林綠化垃圾、秸稈、禽畜糞便等）的微生物菌劑和除臭技術(shù)，可將生物質(zhì)固廢在5-10天內(nèi)快速轉(zhuǎn)化為復(fù)合微生物有機(jī)肥，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)（NY525-2012、NY884-2012）。 （2）研發(fā)的酵母菌劑能有效利用玉米芯、秸稈等農(nóng)業(yè)固廢，通過(guò)生物發(fā)酵技術(shù)提高了飼料中蛋白含量并改善飼料適口性。 （3）開(kāi)發(fā)了能在6小時(shí)內(nèi)將廚余垃圾減量化80%以上的無(wú)臭降解技術(shù)，該技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 （4）開(kāi)發(fā)了新型設(shè)施化蚯蚓養(yǎng)殖技術(shù)及裝置，有效提高蚯蚓養(yǎng)殖效率，提高蚯蚓品質(zhì)，降低人力成本。 （5）設(shè)計(jì)功能化離子液體用于提取秸稈、園林綠化垃圾等生物質(zhì)固廢中纖維素，以及離子液體催化水解纖維素生產(chǎn)化工基礎(chǔ)原料5-羥甲基糠醛。 （6）研發(fā)了多種基于生物質(zhì)的防結(jié)焦、防結(jié)渣添加劑和清潔燃料，開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，有效降低 SO2的排放。 （7）根據(jù)微生物降解菌群及酵母菌群的生長(zhǎng)、代謝特征，開(kāi)發(fā)了基于太陽(yáng)能技術(shù)的生物反應(yīng)裝置，大幅提升了資源利用效率。 2、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益 本項(xiàng)目以生物質(zhì)固廢為原料，開(kāi)發(fā)了有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)、飼料生產(chǎn)技術(shù)、高效纖維素提取技術(shù)、綠色5-羥甲基糠醛合成技術(shù)。本項(xiàng)目的核心技術(shù)已被天津、山東、江蘇、深圳等省市14家企業(yè)應(yīng)用，近三年累計(jì)銷(xiāo)售收入1.03億元。 本項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)區(qū)域的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范和節(jié)能減排起到了積極的推動(dòng)作用。

糠醛來(lái)源于自然界的C5糖，是已大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的生物質(zhì)基化工產(chǎn)品，其原料來(lái)源是農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢料，包括玉米芯、稻殼、木材廢料等。由于這些可再生資源數(shù)量非常龐大，且其綜合利用不與人類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)糧食，通過(guò)它們生產(chǎn)糠醛，進(jìn)而發(fā)展生物質(zhì)糠醛基化工產(chǎn)品具有非常大的潛力。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 隨著碳中和概念的提出，生物基材料，乃至生物基可降解材料，憑借其良好的環(huán)保特性而受到人們的廣泛關(guān)注。糠醛來(lái)源于自然界的C5糖，是已大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的生物質(zhì)基化工產(chǎn)品，其原料來(lái)源是農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢料，包括玉米芯、稻殼、木材廢料等。由于這些可再生資源數(shù)量非常龐大，且其綜合利用不與人類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)糧食，通過(guò)它們生產(chǎn)糠醛，進(jìn)而發(fā)展生物質(zhì)糠醛基化工產(chǎn)品具有非常大的潛力。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于糠醛是單官能團(tuán)化的化合物，在聚合物工業(yè)中難以發(fā)揮重要作用，因此盡管其生產(chǎn)原料廣泛、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)成熟，但市場(chǎng)容量非常有限，嚴(yán)重限制了以糠醛為基礎(chǔ)原料的聚合物工業(yè)應(yīng)用。

項(xiàng)目的背景及主要用途： 真菌疏水蛋白是由絲狀真菌在生長(zhǎng)的特定時(shí)期分泌的一類(lèi)具有特殊理化性質(zhì)的分泌型的小分子量、疏水性蛋白質(zhì)，它們可以通過(guò)自我裝配在兩相界面形成兩親性蛋白膜，改變介質(zhì)表面的親水性和疏水性，是已知表面活性最高的蛋白之一，有著很高的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。 真菌疏水蛋白是純天然生物提取制品，無(wú)毒害，無(wú)污染；耐酸堿，抗相變能力強(qiáng)。自我裝配形成有活性的蛋白膜，具有良好的熱穩(wěn)定性和透氣不透水性。由于它的特性，使得它具有眾多優(yōu)點(diǎn)：（1）自

微生物菌制劑處理禽畜糞便，使禽畜糞便無(wú)臭味，進(jìn)一步把大分子有機(jī)物發(fā)酵降解為小分子有機(jī)物，使植物更容易吸收利用。在高溫發(fā)酵階段溫度可達(dá)60～70℃，經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理的雞糞變?yōu)闊o(wú)病毒、無(wú)蟲(chóng)卵、無(wú)害蟲(chóng)的衛(wèi)生肥料。變臭糞為綠色食品生產(chǎn)的上等肥料，既改善環(huán)境又增加了有機(jī)肥資源。特別適合養(yǎng)雞戶多的縣，或者大的養(yǎng)雞廠，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。微生物菌制劑凈化養(yǎng)殖水，也可以?xún)艋坝^用水，比如旅游地的湖泊、水庫(kù)、河流受到污染，或者城市公園的水富營(yíng)養(yǎng)化等都可以用本菌制劑治理，達(dá)到污水變清、保護(hù)水資源的

該研究集中于探索發(fā)酵肉制品中生物胺的檢測(cè)、主要來(lái)源以及控制措施。研究建立了用液相色譜檢測(cè)常見(jiàn)生物胺的方法。研究還發(fā)現(xiàn)，在肉制品發(fā)酵成熟階段存在于其中的生物胺產(chǎn)生菌是生物胺的“主要貢獻(xiàn)者”，通過(guò)添加發(fā)酵劑可以有效控制發(fā)酵肉質(zhì)品種生物胺的產(chǎn)生。研究結(jié)果為肉制品生產(chǎn)者控制生物胺的產(chǎn)生提供了有效的方法。

人類(lèi)在發(fā)展過(guò)程中目前面臨能源危機(jī)和環(huán)境污染雙重壓力。在能源消費(fèi)方面，目前世界能源消耗91%的是一次性礦物燃料能源，但礦物燃料是有限的，不可能成為人類(lèi)的永久性能源。因此尋找可替代化石能源的新能源是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 據(jù)估計(jì)，全世界每年由光合作用而固定的碳達(dá)2×1011 噸，含能量達(dá)3×1018 千焦，可開(kāi)發(fā)的能源約相當(dāng)于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物質(zhì)約為1700 億噸，而目前將其作為能源來(lái)利用的僅為13 億噸，約占其總產(chǎn)量的0.76％，生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。據(jù)測(cè)算，我國(guó)擁有的生物質(zhì)能資源為50 億噸左右，是我國(guó)目前總能耗的4 倍左右[5]。生物質(zhì)資源雖然豐富，但由于保存和轉(zhuǎn)化的技術(shù)落后導(dǎo)致生物質(zhì)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，如秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物在田間焚燒，林業(yè)產(chǎn)品加工產(chǎn)生的木屑、鋸末等被直接丟棄，食品加工的殼、皮等被當(dāng)作垃圾填埋，這不僅污染了環(huán)境，還造成了生物質(zhì)資源的巨大浪費(fèi) 利用生物質(zhì)制備炭材料，在能源領(lǐng)域利用可以直接作為燃料使用，可以避免生物質(zhì)原料本身能量密度低、體積龐大難于運(yùn)輸?shù)缺锥耍瑫r(shí)相對(duì)于燃煤可以減少硫排放，從而減少對(duì)環(huán)境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的場(chǎng)合才使用，目前生物質(zhì)炭在能源方面主要作為高端的燃料電池正極材料。另一方面生物質(zhì)炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)以及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，在環(huán)保領(lǐng)域?qū)χ亟饘倭己玫奈叫阅埽虼藢?duì)重金屬?gòu)U水處理及土壤恢復(fù)與改良具有巨大的應(yīng)用潛力[8-14]。 由于傳統(tǒng)工藝制造活性炭成本高，因此限制了其應(yīng)用范圍。如何最大限度降低制造成本是科研工作必須努力的方向。 生物質(zhì)炭的制備方法主要分為：熱分解法，微波炭化法，水熱炭化法。熱分解炭化法是目前制備生物質(zhì)炭的主要方法，熱分解制備生物質(zhì)炭是在隔絕空氣條件下生物質(zhì)的高溫裂解成炭，一般需要炭化與活化兩個(gè)過(guò)程且二者可分步或同步進(jìn)行。首先炭化過(guò)程是在300 –1000 0C下使生物質(zhì)中分子鏈中C-O、C-C鍵斷裂成炭，隨著溫度的升高, 生物質(zhì)炭的產(chǎn)量降低, 含碳量逐漸增加。活化的目的是利用氣體或化學(xué)物質(zhì)改變炭化料的內(nèi)部結(jié)構(gòu), 擴(kuò)大孔體積, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸氣、空氣、CO2進(jìn)行活化；化學(xué)活化則采用化學(xué)物質(zhì)如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物質(zhì)炭產(chǎn)品。熱分解法的缺點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)耗能大，傳熱效率低和反應(yīng)原料加熱不均勻等。微波炭化法則是通過(guò)被加熱體內(nèi)部偶極分子的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使分子間相互碰撞產(chǎn)生大量摩擦熱量，繼而使物料內(nèi)外部同時(shí)快速均勻升溫從而達(dá)到裂解及炭化的目的。微波加熱具有操作簡(jiǎn)單、升溫速率快、反應(yīng)效率高、可選擇性均勻加熱等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)通過(guò)微波炭化處理其活性炭得率較高(一般達(dá)到40%左右)且表面積大。但微波炭化的不足在于物料的反應(yīng)溫度不能精確控制，過(guò)量的微波輻射將對(duì)人體健康有損害且工業(yè)化放大過(guò)程比較困難。水熱炭化法是在一定溫度(一般200 ℃)和壓強(qiáng)（下將水熱反應(yīng)釜內(nèi)的生物質(zhì)( 碳水化合物、有機(jī)分子和廢棄生物質(zhì)等) 、催化劑和水進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)炭化的過(guò)程。水熱炭化一般制得的生物質(zhì)表面積小一般500m2/g以下，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，因此生產(chǎn)成本較高。 總之制備生物質(zhì)炭材料具有豐富的原料來(lái)源，同時(shí)在能源及環(huán)境方面具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在重金屬污染治理及土壤恢復(fù)及改良前景更為廣闊。但目前生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為炭流程長(zhǎng)，分解溫度高，造成生產(chǎn)成本高而致使生物質(zhì)的利用率低。如何更高效、成本更低廉實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的炭轉(zhuǎn)化，無(wú)論對(duì)于人類(lèi)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化及環(huán)境保護(hù)均有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本項(xiàng)目提出了一種酸催化裂解炭化生物質(zhì)原料的方法，采用酸催化直接將生物質(zhì)分解及炭化，并在低溫下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 過(guò)程，吸收炭化及活化過(guò)程蒸發(fā)的酸及液態(tài)有機(jī)物，酸進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭材料綠色制備。由此可以制備出生物質(zhì)炭材料比表面在1000m2/g以上，得率達(dá)到50%以上，從而降低生物質(zhì)炭的制造成本，拓寬其應(yīng)用范圍。二．技術(shù)路線酸催化生產(chǎn)技術(shù)路線見(jiàn)下圖，生物質(zhì)粉碎后，采用一定酸浸濕潤(rùn)，干燥后進(jìn)行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷卻，炭化活化過(guò)程進(jìn)行酸回收并返回使用，炭化完全后冷卻，加粘結(jié)劑壓塊便得到生物質(zhì)炭。  圖1 酸催化制備生物質(zhì)炭工藝流程三．技術(shù)開(kāi)發(fā)內(nèi)容及指標(biāo)技術(shù)開(kāi)發(fā)內(nèi)容生物質(zhì)原料的篩選及酸種類(lèi)的篩選溫度、時(shí)間工藝參數(shù)的優(yōu)化；粘結(jié)劑的選擇與添加工藝確定日處理1噸中試放大設(shè)備選擇與設(shè)計(jì)；技術(shù)指標(biāo)生物質(zhì)炭得率大于50%；生物質(zhì)炭的碳含量高于80%；生物質(zhì)炭燃燒后的灰分小于5%；生物質(zhì)炭材料比表面在1000m2/g以上。四．經(jīng)濟(jì)效益初步分析生物質(zhì)炭售價(jià)按3000元/噸計(jì)算，原材料及處理成本約1500元/噸；按年生產(chǎn)1萬(wàn)噸計(jì)算，年效益為=（3000-1500）x10000=1500萬(wàn)元。 本項(xiàng)目作為生物質(zhì)炭新工藝相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，大幅度提高了生物質(zhì)炭的轉(zhuǎn)化效率及降低了生產(chǎn)成本，因此經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，如果作為活性炭使用效益更加顯著。同時(shí)具有很好的推廣前景。