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基于微生物调控的水体原位生态修复技术
氮、磷过度排放导致的水体富营养化成为全球水环境面临的挑战之一，特别是由此引发的蓝藻爆发、水体生态功能丧失及饮用水资源危机成为各国政府亟待解决的关键问题。如何实现氮磷营养盐的合理分配和调控，成为防止水体富营养化和构建完善的水体生态系统的核心和关键。
微生物活化设备照片
同济大学环境科学与工程学院柴晓利教授团队研发的水体微生物活化技术，突破了传统旁通水处理工艺、水生动植物修复技术的不足，通过激活土著优势菌种，使之快速增殖，打破原有水体微生态平衡，用水体本身容积代替传统的有限生物反应器，大大增加微生物的增殖空间，充分发挥微生物对污染物的削减能力，改善生态系统赖以生存的透明度、营养盐等不利条件，重组、完善水体微生态系统，恢复水体自净能力，最终脱离人工干预回归自然，具有重要的实际应用意义。
基于微生物调控的水体原位修复技术解决了地表水环境轻度污染水体（富营养化）治理的技术瓶颈，引领了低污染负荷饮用水水源地氮素污染控制技术的发展方向，具有重要的社会环境效益。目前该技术已经获得相关授权专利11项，在全国十几个省市30多个水生态修复工程项目中得到了推广应用，累积项目合同额超过3亿元。
同济大学
2021-04-11
大型电站锅炉生物质与煤粉混合燃烧技术
随着全球能源短缺、环境污染问题的日益严重，各个国家都在加紧可再生能源的开发和利用。风力发电是目前最经济、最清洁、最容易实现大规模生产的。随着科技水平的发展，大功率的风力发电机在我国逐渐推出，而它们基本都是原型机，未经时间考验。通过风力机塔架的三维有限元强度、振动与疲劳寿命分析，可以保障机组的安全运行。
本项目采用三维非线性有限元方法，考虑风力机塔架在各种工况下的载荷，计算分析风力机塔架的强度、振动和疲劳寿命。
西安交通大学
2021-04-11
生物法净化含硫化氢废气技术研究
生物法净化含硫化氢废气技术以含硫化氢酸性气体为研究对象，进行生物法净化含硫化氢废气技术研究，以及生物脱硫基础理论研究（生物脱硫微观反应机理、脱硫菌种动力学研究与反应器流体力学模拟）。
技术特点：
1．利用低能离子注入技术诱变筛选获得适合于工业化的高效脱硫菌种；
2．构建菌体生长的多阶段发酵调控技术，采用高密度培养技术探究影响高密度培养的因素，并通过小分子化合物扰动，强化菌株脱硫机制；
3．建立脱硫菌株高性能耦合固定化体系，实现细胞固定化，降低流动性，提高脱硫效率及稳定性，降低成本；
4．研发新型生物反应器，提高传质性能及生物氧化效果；
5．建立生物脱硫装置，优化工艺参数，达到对具附加值的单质硫回收的目的，并开发高效、经济、节能、环保和具有自主知识产权的生物脱硫净化工艺及工程技术。
技术指标：
1．建立1~2Nm³/h生物脱硫模试装置，液体循环量27L/h，pH值8.5~9.0，曝气量220~240L/h，脱硫菌种固定化浓度为2.7mg/g，净化气H2S浓度小于20mg/m³，硫磺回收率为95%，获取生物脱硫工艺参数优化数据；
2．分离筛选得到了硫化物代谢活性达73.1%、稳定遗传8代的高效脱硫菌株；
3．设计生物反应器及模拟装置，建立自动化控制的生物脱硫模式评价装置，为生物法净化含硫化氢气体的工艺评价提供装备基础。
南京工业大学
2021-01-12
生物质及城市有机废物的高效、清洁发电技术
项目研究的背景及用途：本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源(如农作物废弃物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产量约每年 30 亿吨)高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物资源没有得到合理的利用。利用生物质作为能源，不仅仅是解决了长期的能源供给问题，更重要的是大大缓解了环境保护的压力。本项目的技术路线所排放的其他污染物如硫化物、粉尘粒子的浓度也大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目的技术路线具有以下优点:
(1)发电效率高;
(2)炭转化率高、能量利用率高;
(3)排放的二次污染物少;
(4)初投资和远行费用低。
本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。成果水平及主要技术指标:本技术水平处于国内领先水平,在国际上也是领先的。目前正在申报发明专利 2 项。所需厂房占地面积:需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应(年需要量为8000 吨左右);设备相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂;厂房面积约为15000～20000 平方米;投资规模在 500 万左右。
市场分析及效益预测：本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资源，可发出功率为 90～100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规模在 2000～4000 kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。
天津大学
2021-04-11
生物转化甲烷气体联产细胞蛋白和多糖
针对我国蛋白饲料和多糖产品的巨大市场空间，团队借助专有的合成生物学技术平台自主研发了甲烷气体高值化生物转化技术，拥有我国行业内首个专利授权。利用该技术可以实现将页岩气、沼气等甲烷气体通过微生物高效转化为细胞蛋白和多糖。
所产甲烷基细胞蛋白富含包括全部必需氨基酸的 18 种氨基酸，菌体粗蛋白含量大于 60%，其中 9 种必需氨基酸在总氨基酸中占比达 30%，其在总氨基酸含量、限制性氨基酸含量等参数水平上明显优于豆粕蛋白，并与鱼粉蛋白相似。
所产多糖经权威机构鉴定，其结构与保湿霜类护肤品添加剂海藻多糖结构相似度达97%，具有保湿、修复等功能，目前主要应用于医美产品添加剂与化妆品添加剂。
本项目具有生产成本低、制备工艺简洁高效和制备过程环保无污染的优势。通过前期建立甲烷生物制造的全链条研发平台，该技术已完成从实验室向产业化的推进。
西安交通大学
2025-02-08
重金属低积累作物品种的筛选鉴定及产业化
近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，我国土壤环境中的重 金属（尤其镉和铅）污染日益严重。传统的重金属污染土壤治理存在 着以下缺点:(1)成本高;(2)破坏土壤生态环境;(3)可能造成二次污染。 因此，一般很难在大面积中-轻程度污染的污染土壤修复治理中实际 推广应用。 本成果已获得授权国家发明专利（周启星, 刘维涛, 魏树和. 一 种筛选重金属低积累作物品种的方法，授权日期：2012 年 12 月 12 日, 专利号：ZL200810229329.X），通过筛选和培育排异和低积累土壤镉、 铅、砷等有害元素的农作物品种，提供了一种在重金属中-轻程度土壤 进行农业安全生产的技术方法，是一种成本低、操作简单、对土壤干扰小，原位绿色和安全高效的技术途径，利用本方法可以达到边安全 生产边修复土壤污染之目的。 本项目初步制定了低积累品种筛选标准(1)该植物的地上部和根 部的污染物含量都很低或者可食部位低于有关标准，尽管其它部位可 能污染物含量较高；(2)该植物的富集系数(BFs)小于 1.0，即植物体内 污染物浓度低于土壤中污染物浓度；(3)该植物的转运系数(TFs)小于 1.0，即植物吸收的污染物主要累积在根部，向地上部转运较少；(4)该 植物对污染物具有较高的耐性，在污染环境中能够正常生长且生物量 无显著下降。 该方法与传统的污染土壤治理方法相比，具有投资少、工作量小、 技术要求不高等优点，具有一定的创新性和实用性；而且作为一种污 染土壤的安全生产技术，所收获作物地上部重金属含量低于国家相关 标准，食用该作物不会对人体产生危害，可以通过出售该作物获得较 高的经济效益；对作物根进行集中处理，不会造成二次污染，同时固 定修复进程不仅不会破坏土壤生态环境，还有助于改善因重金属污染 而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高其生物多样性。因此， 在重金属中-轻度污染土壤种植低积累作物具有良好的经济、环境和 生态效益。
南开大学
2021-04-11
重金属低积累作物品种的筛选鉴定及产业化
近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，我国土壤环境中的重金属（尤其镉和铅）污染日益严重。传统的重金属污染土壤治理存在着以下缺点:(1)成本高;(2)破坏土壤生态环境;(3)可能造成二次污染。因此，一般很难在大面积中-轻程度污染的污染土壤修复治理中实际推广应用。 本成果已获得授权国家发明专利（周启星, 刘维涛, 魏树和. 一种筛选重金属低积累作物品种的方法，授权日期：2012 年 12 月 12日, 专利号：ZL200810229329.X），通过筛选和培育排异和低积累土壤镉、铅、砷等有害元素的农作物品种，提供了一种在重金属中-轻程度土壤进行农业安全生产的技术方法，是一种成本低、操作简单、对土壤干扰小，原位绿色和安全高效的技术途径，利用本方法可以达到边安全生产边修复土壤污染之目的。 本项目初步制定了低积累品种筛选标准(1)该植物的地上部和根部的污染物含量都很低或者可食部位低于有关标准，尽管其它部位可能污染物含量较高；(2)该植物的富集系数(BFs)小于 1.0，即植物体内 污染物浓度低于土壤中污染物浓度；(3)该植物的转运系数(TFs)小于1.0，即植物吸收的污染物主要累积在根部，向地上部转运较少；(4)该植物对污染物具有较高的耐性，在污染环境中能够正常生长且生物量无显著下降。 该方法与传统的污染土壤治理方法相比，具有投资少、工作量小、技术要求不高等优点，具有一定的创新性和实用性；而且作为一种污染土壤的安全生产技术，所收获作物地上部重金属含量低于国家相关标准，食用该作物不会对人体产生危害，可以通过出售该作物获得较高的经济效益；对作物根进行集中处理，不会造成二次污染，同时固定修复进程不仅不会破坏土壤生态环境，还有助于改善因重金属污染而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高其生物多样性。因此，在重金属中-轻度污染土壤种植低积累作物具有良好的经济、环境和生态效益。
南开大学
2021-02-01
4U-70 型手扶拖拉机配套薯类作物收获机
该机选用手扶拖拉机为配套动力，动力消耗小，便于在丘陵山 地行应用。综合采用可调升降机架以及挖掘深度调控技术和浮动式振动抖土技 术，有效提高挖掘深度稳定性和薯土分离效果。配套动力 8.8kW；收获幅宽 700mm； 生产率为 0.10 hm2/h； 损失率≤5.0 %；伤薯率≤5.0 %。与国内外同类机具相 比具有挖掘深度调节方便、作业稳定、薯土分离效果好等优点。该机已有青岛 市洪珠农业机械有限公司组织批量生产，在四川、贵州、山东、内蒙古等地广 泛推广应用。 产品研发显著提高了我国马铃薯的机械化水平，提高了相关生产企业的经 济收益和市场竞争力。项目产品，按每年生产 8000 台马铃薯收获机，售价按 3500 元/台计，每套成本 2500 左右，则生产企业年新增产值 2800 万元，可实现利税青岛农业大学科技成果介绍 2017 －65－ 800 万元，同时采用机械化作业后，还将大幅度提高劳动生产率、降低损失、缩 短耕、种、收时间，有利于劳动力向二三产业转移，增加农民收入。通过项目 实施可以有效提升西南、中南地区农业机械化水平。
青岛农业大学
2021-04-11
高杆作物柔性喷杆式喷雾机系统的精准施药控制方案
针对喷杆振动造成的喷雾不均匀等问题，基于压电智能结构，利用动力学理论、混沌优化技术、提出基于自抗扰的超高地隙自走式喷雾机柔性喷杆结构振动主动控制方案，进而达到高秆作物的高效安全农药施用控制。振动抑制下降 15dB，施药准确性提高 50%。
扬州大学
2021-04-14
重金属低积累作物品种的筛选鉴定及产业化
近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，我国土壤环境中的重金属（尤其镉和铅）污染日益严重。传统的重金属污染土壤治理存在着以下缺点:(1)成本高;(2)破坏土壤生态环境;(3)可能造成二次污染。因此，一般很难在面积大、程度轻的污染土壤修复治理中实际推广应用。 本成果筛选和培育排异和低积累土壤镉等有害元素的农作物品种，提供了一种在重金属中、轻程度土壤进行农业安全生产的技术方法，是一种成本低、操作简单、对土壤干扰小，原位绿色和安全高效的技术途径，利用本方法可以达到边安全生产边修复土壤污染之目
南开大学
2021-04-14