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1. 背景隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，氨氮的排放量急劇增加，已成為環(huán)境的主要污染源并引起了社會各界的關(guān)注。氨氮是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，對飲用水的安全構(gòu)成一定的威脅。如何進一步削減工業(yè)廢水氨氮/總氮的排放總量，是改善水質(zhì)富營養(yǎng)化狀況的根本措施。2. 關(guān)鍵技術(shù)：高效吹脫與氨資源化技術(shù)及裝置3. 技術(shù)原理本項目針對傳統(tǒng)氨氮吹脫技術(shù)目前存在的缺點，通過對氨吹脫塔填料及塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)等的改進，強化氣液傳質(zhì)過程，在提高氨去除效率的同時，降低氣液比，縮短吹脫時間，從而顯著降低能耗；同時開發(fā)新型氨吸收-解吸溶劑，采用高效吸收-解吸技術(shù)獲得一定濃度的氨水，從而實現(xiàn)吹脫氣中氨的高效回收與資源化，同時吸收-解吸溶劑能循環(huán)使用，從而消除二次污染，變廢為寶，進一步降低氨氮吹脫技術(shù)的運行成本；進而運用集成化技術(shù)，對氨氮吹脫技術(shù)和氨高效回收資源化技術(shù)進行優(yōu)化集成，形成高效、節(jié)能、低成本的高濃度氨氮廢水處理與資源化預(yù)處理集成技術(shù)，滿足工業(yè)企業(yè)對高濃度氨氮廢水處理的技術(shù)需求。

成果介紹項目采用氮摻雜碳中空球為直接甲醇燃料電池陰極材料，構(gòu)建了直接甲醇燃料電池器件，提高燃料電池的比能量、比功率、循環(huán)壽命。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)采用無模板法控制合成氮摻雜碳中，空球?qū)崿F(xiàn)分子水平上對材料構(gòu)筑過程及對該含氮多孔材料結(jié)構(gòu)、組成及其對氧還原催化活性的有效調(diào)控。市場前景在當前環(huán)境下，尋找新型高效的催化劑以降低貴金屬鉑的用量，并對氧還原反應(yīng)保持較高的催化活性，已成為當前研究的一個重要課題，該項目未來社會意義和經(jīng)濟意義重大。

本發(fā)明屬高分子化學研究領(lǐng)域，具體涉及一種制備聚二氮雜環(huán)辛四烯的方法。利用均苯四甲酸二酐與取代苯進行傅克反應(yīng)，制備取代苯甲酰基對(間)苯二甲酸，并分離取代苯甲酰基對苯二甲酸和取代苯甲酰基間苯二甲酸；取代苯甲酰基對(間)苯二甲酸在氯化試劑作用下反應(yīng)制備取代苯甲酰基對(間)苯二甲酰氯，進而與疊氮化鈉反應(yīng)生成苯甲酰基對(間)苯甲酰疊氮。該疊氮化合物在高溫下通過Curtis重排生成異氰酸酯化合物，并在酸性條件下水解獲得取代苯甲酰基對(間)苯二胺，利用氨基與酮的縮合反應(yīng)，直接縮聚制備聚二氮雜環(huán)辛四烯。本發(fā)明制備聚二氮雜環(huán)辛四烯，使用原料價格低廉，反應(yīng)條件溫和，使其能夠應(yīng)用于光電材料、電驅(qū)動聚合物、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

本實用新型公開了一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器。反應(yīng)器主體為集裝箱體，內(nèi)部由若干模塊組合而成，反應(yīng)器垂向自下至上設(shè)分布區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)。分布區(qū)包含下循環(huán)道、升流導流室、降流導流室，設(shè)進水管、布水管、進氣管、曝氣管、排泥管、環(huán)流分隔支撐板、單元分隔支撐板。反應(yīng)區(qū)設(shè)直管式填料，由升流導流室和降流導流室分隔為升流室和降流室，用作脫氮污泥浮升和沉降的通道。分離區(qū)包含上循環(huán)道，設(shè)環(huán)流分隔延伸板、單元分隔延伸板，氣室，氣體排放口、溢流槽、集水槽、排水管等。本實用新型以直管式填料為內(nèi)構(gòu)件，建立多個微循環(huán)反應(yīng)單元，可提高反應(yīng)器的有效高徑比，改善反應(yīng)器水力學行為，加快生物脫氮反應(yīng)；在微循環(huán)反應(yīng)單元中，亞硝酸邊產(chǎn)生邊轉(zhuǎn)化，可消除亞硝酸所致的生物毒害和堿度消耗；反應(yīng)器采用單元?模塊?反應(yīng)器逐級集成，便于反應(yīng)器的制造、運輸、組裝、拆卸、檢修以及按需擴容和按需搬遷。

化肥的低效利用，不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，更導致了大量營養(yǎng)元素的流失，成為水系富營養(yǎng)化、土壤酸化等的重要因素，已嚴重威脅環(huán)境的生態(tài)安全與社會的可持續(xù)發(fā)展。目前我國是世界上氮肥施用量最多的國家，提高氮肥的利用率、是一項惠及農(nóng)業(yè)和改善生態(tài)環(huán)境的重要而緊迫的任務(wù)和措施。 從不同的植物資源中大規(guī)模克隆與氮素吸收、轉(zhuǎn)運、同化和再動員相關(guān)的功能基因或調(diào)控元件，通過基因表達與功能分析，篩選出一批氮調(diào)控因子與功能基因，構(gòu)建氮高效融合基因，通過農(nóng)桿菌介導的方法轉(zhuǎn)化到農(nóng)作物中去，使得農(nóng)作物提高自身對氮的吸

低成本高鹽高氨氮有機廢水處理；含鹽量〈1600mg/L,氨氮〈35mg/L，總氮〈50mg/L；本廠現(xiàn)有污水處理工藝為蒸發(fā)脫鹽后進入生化UBF+A/O達標排放，尋求專家團隊一起合作開發(fā)更低成本高效處理高鹽高氨氮有機廢水技術(shù)。

針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，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)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達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)達國家也相繼對 PESA 及其衍生物進行了研究。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)濟貿(mào)易委 員會制定的當前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)之一。 技術(shù)原理及流程:天津大學自 1998 年開始進行該項目的研究。目前，已 經(jīng)具備了進行工業(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行復配。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:國際先進水平，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)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，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)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達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)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，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)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達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)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，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)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達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)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，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)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達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、標準化方面，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，產(chǎn)品無磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團，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，為保護水資源、節(jié)約水資源方面作出一定的貢獻。因此本專題具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。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，這些官能團是目前一般水處理劑的活性官能團，該化合物將這些官能團集于一體，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。