成果与项目的背景及主要用途：本技术、设备与配套的产品应用于污水处理领域。其成果主要包括：新型膜组件反应器、新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统。其中新型膜组件反应器是以聚偏氟乙烯（PVDF）为材料，以耐腐蚀材料为骨架，具有独立知识产权；新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统能够具有：出水清澈透明、容积负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力大、剩余污泥产量低、系统运行管理简单、运行成本低、易于集成并实现自动化等特点。本产品具有联合组装曝气功能，应用该它可以很好的将区域污水、洗浴废水、生物难降解废水和医药制药废水等进行处理。处理后的出水水质完全满足国家城市杂用水的水质标准。是目前国内外公认的、在区域（小区、开发区等）中水回用领域中最先进的处理技术之一。 技术原理与工艺流程简介：近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器（MBR：Membrane Bio-Reactor）作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤膜与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器，以膜分离过程取代重力沉降过程，不论污泥颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统运行失败。此外，采用膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理含碳有机物，能使有机物深度氧化，并且能完全保留生物体，使污泥保留的时间相当长，从而完全保留体系中缓慢生长的硝化细菌，可同时通过硝化与反硝化作用成功除氮，在低温时亦能维持高处理能力。MBR 反应器能够维持高处理能力而使处理厂规模缩小，还可通过维持低 F／M 比例减少剩余污泥产量。对于各类污水，使用本产品进行处理是一种特别有效的方法，它可以将生物降解的物质分离出去，而将微生物留在生物处理池中。这样可以使生物池内微生物的含量处于最佳浓度，反应速度最快。和其他污水处理方法相比，使用膜生物反应器进行再生水处理不仅可以节约大量水资源，还可以减少设备占地，节约能源，减少设备和运行和管理费用，避免二次污染，有着很好的环境效益、社会效益和经济效益。 技术水平及专利与获奖情况： 已经获得的相关专利： 1．带有电位测控的工业废水处理系统（发明专利） 2．膜反应器（实用新型） 已经申请的相关专利： 1．超声波膜反应器（2004200289565.4） 2．工业废水气动搅拌机（200420056558.3） 已经获得的奖项：高校节水技术（天津市科技进步二等奖） 应用前景分析及效益预测：通过本产品的应用，可以带来巨大的环境效益、生态效益、经济效益及社会效益，通过中水回用项目，使天津大学成为国内第一所具有一流的教育环境、一流的节水技术（包括节水器具）全面综合开发的研发基地，为实现天津市创建环境保护模范城市的奋斗目标，为天津市的发展以及全国各高校的建设提供了一定的借鉴作用。该项目经济效益显著，其年投资与效益分析约为 1:0.4 左右，即可以得到约 40%的回报。 应用领域：环境保护、污水回用。

本项目发展了与时间相关的破坏理论，包括与时间相关的损伤理论、与时间相关的断裂理论、以及与时间相关的损伤可靠性理论，建立了高温构件损伤局部化的测量与分析方法，得出了冶金不连续结构、几何不连续结构、温度不均匀结构的损伤规律，由此形成了结构弱点识别技术，并通过与微观组织定量分析手段相结合，有效地解决了高温设备何处修与何时修的问题。同时该项目应用计算机及网络技术以促进先进的维修规划技术向企业管理的各个环节渗透。基于C/S与B/S模式相结合的思路，构建以预测为基础的过程设备管理系统，在开发设备维修日常管理系统的同时，将先进的缺陷评定技术作为转化的重点，并建立了高温设备远程寿命评估及监测的模块。该项目总体上达到了国际先进水平，许多具体技术是国内外首创的。 本项目的技术成果可应用于化工、石油化工、发电、冶金等工业领域的设备维修规划与失效预防。随着我国国民经济建设的快速发展，进入老化期的工厂（>100,000小时）越来越多，保证安全生产和降低维修成本的压力日益增大，另一方面国内高温装备制造商通过采用本项目的技术，可望提高其设备的市场竞争力。

仓储害虫每年在世界范围内造成的损失在 10 亿美元以上。目前的防治方法都以化学农药（熏蒸剂）为主，但随着人们对农药残留、害虫抗药性等问题的日益关注，研究包括生物防治在内的绿色替代方法越来越受到重视。该技术研究了杀虫微生物、天敌昆虫、以及植物源杀虫剂等环境友好型防治方法的应用基础。研究了主要天敌昆虫麦蛾柔茧蜂滞育及扩繁机制；系统调查了我国不同仓储生态系统杀虫微生物苏云金芽孢杆菌的资源及其与麦蛾柔茧蜂互作机制；研究了植物提取物对主要仓储害虫的杀虫活性及其机理；在阐明仓储害虫的抗药性机理基础上，集成了仓储害虫综合防治技术体系。对解决仓储害虫熏蒸残留等问题具有重要意义。 利用生物防治资源来防治仓储害虫具有安全，高效、无污染、无残留等优点，具有广阔的市场前景及预期经济效益。 转化条件：苏云金芽胞杆菌、麦蛾柔茧蜂和植物源杀虫活性物质等在实际应用过程中需要大规模扩繁的场地和条件 成果完成时间：2013年

应力腐蚀和疲劳是石化、化工、电力等行业核心装备最危险的失效形式，每年造成经济损失仅石化和化工等行业就高达数百亿元。因此，开发低成本、高效、可靠的抗应力腐蚀和疲劳失效的表面处理技术成为保障石化、化工、电力等行业长周期安全运行的重大需求。项目以历经十余年攻关和实践，突破了特种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳失效的关键核心技术。该项目获授权发明专利 15 件，发表学术论文 67 篇。 主要创新点包括：1.创新提出了表面冲击强化结构的残余应力场和微观组织变化的预测方法。突破了焊接与表面冲击两个强非线性过程的残余应力场直接耦合模拟技术；首次发现了冲击中心区域存在“残余应力坑”特征；实现了材料动态响应及微观组织演化过程的仿真，揭示了表面冲击压应力层晶粒纳米化机制，为表面冲击强化工艺制定以及应力腐蚀和疲劳寿命评价提供关键参数。2.建立了材料表层应力腐蚀及疲劳裂纹扩展速率的预测模型，实现了表面冲击强化后构件应力腐蚀和疲劳寿命的科学预测。揭示了表面冲击强化技术提高材料抗应力腐蚀、抗疲劳的理论机制。突破了精确制定局部发生应力腐蚀和疲劳损伤装备维修策略的瓶颈，奠定了表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳定量寿命评价的理论基础。3.发明了基于玻璃、超声、激光的三种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳技术。研制了超声、玻璃、激光表面冲击强化装置，提出了表面冲击处理后微试样性能评价方法，构建了冲击工艺—微观结构—强化效果协同评价体系，解决了石化、化工、电力等领域关键装备的抗应力腐蚀和疲劳失效防治的难题。

碟簧作为一种弹性补偿元件，被引入螺栓法兰连接系统，可有效地解决因诸多因素引起的法兰接头的螺栓预紧力松弛问题。当螺栓拧紧时，碟簧吸收机械能并将其转化成弹性势能储存起来，当法兰接头由于温度变化、压力波动、机械振动或自身各元件的蠕变导致螺栓预紧力或螺栓力松弛时，碟簧将释放其储存的弹性势能转化成机械能，对螺栓预紧力或螺栓力进行补偿，从而使螺栓力始终保持在垫片密封所需要的区间范围内，保证法兰接头长周期紧密不漏。本成果基于PVRC泄漏紧密性等级，考虑法兰、螺栓、垫片及碟簧的变形协调，对碟簧结构进行优化设计，并通过材料、加工及热处理工艺的深入研究，为石化、炼油、电力、核能、冶金等领域的高温高压或温度压力波动的螺栓法兰接头提供高品质的密封辅助元件。

公共建筑由于建筑各异，形状特别，热环境设计最初气流组织方案对比对设计方案的确定非常重要，研究团队曾进行十余项（世博国家馆、世博文化中心、光源工程储存环送风均匀性模拟、海航大厦等）建筑热环境模拟以解决工程实际问题，如世博地区馆层高9m，空调面积24000m2，层高不算高，但跨度达百余米，研究团队通过顶送和侧送三种方案的热环境、速度场、舒适性指标等的比对后，确定了顶送气流组织方案；下图中还演示了一个地板送风的程控机房室内热环境问题，研究团队利用模拟技术找到了室内不均匀根源，通过送风系统改造解决了热不均匀问题；诸如此类利用模拟技术进行工程问题的有多项。

发明了白酒特征风味强化新技术，稳定了白酒中的特征风味。首次鉴定出产生白酒不良风味的微生物，发明了不良风味消除新技术，降低白酒中不良风味物的浓度。形成了发酵—风味微生物组合纯种制曲新技术。实现了原酒品质鉴别与基酒组合过程的科学定量控制。

主要针对我国甾体药物原料来源单一、初加工污染严重、甾体药物合成路线 长等问题，重点开展薯蓣皂苷元清洁生产、植物甾醇生物转化以及屈螺酮重要中 间体三羟基雄甾烯酮化学合成路线的生物替代等技术研究，旨在大幅度降低原料、能耗及生产成本。 创新要点 利用有高效转化能力的菌种，建立甾体的一步发酵或半合成技术，开发绿色的产物萃取技术及原位随程提取新工艺。 

传统椰浆椰果生产多采用经验式、作坊式的生产模式，存在菌种活性不易控制、易受气候影响等问题。项目采用传统椰浆椰果生产菌种，系统研究了椰浆椰果发酵使用原料、菌种、发酵环境以及发酵条件对椰浆椰果生长的影响，解决了椰浆椰果工业化规模化上产过程中的原料、菌种、发酵环境等技术难题，实现了椰浆野果的工业化、常年化生产，社会和经济效益明显， 推广应用前景广阔。 成果的技术水平： 项目通过检测分析不同国家椰浆的相关理化、微生物指标，研究了不同椰浆对椰果发酵生产的影响：通过醋酸控制杂菌生长，实现了椰浆无需热力杀菌：菌种经过驯化选育后通过环境控制及发酵调控技术，实现了远离椰子产地的椰果工业化生产，在国内首次解决了椰浆椰果不能常年生产的技术难题。通过对椰浆和环境原始菌数控制，采用菌种逐级扩培的工艺，降低接种量，缩短发酵时间，并建立了工业化生产菌种长活力的判定方法。在农业部《椰纤果》标准的基础上，制定了椰果企业标准及椰浆原料标准；优化了 工业化生产椰浆椰果的工艺；设计建成了现代化、十万级的净化车间，实现通风和温度的实时控制。最终椰果产品得率≥58%，收率≥28kg 椰果/kg 椰浆，95%以上处于厚度 10~13mm，白度 35%~40%，硬度 4~7N 优级品德范围。本技术达到国际领先水平，建议推广应用。 

本项目创新性地对经纱泡沫上浆技术进行系统研究并实现产业化应用。在保证浆纱质量和织造效率的前提下，经纱泡沫上浆技术可显著降低浆纱过程中浆料用量和蒸汽能耗，使得织物后加工容易退浆而减少退浆用水量和污水排放，实现浆纱工序的资源节约和低耗减排。 关键技术 （1）经纱泡沫上浆系统的研发：包括浆液发泡装置、浆泡供给装置、泡沫施布装置和泡沫浆纱装置，率先实现了经纱泡沫上浆技术的产业化应用； （2）泡沫上浆发泡原液的制备：包括发泡助剂优选、发泡参数优化、高性能淀粉浆料研发和浆料配方优化，所制备的发泡原液及其发泡泡沫满足了经纱上浆的要求； （3）经纱泡沫上浆工艺的研究：包括浆纱工艺参数优化、经纱上浆前的预处理以及预处理与泡沫上浆工艺的协同，确保经纱上浆质量，满足后道加工要求。 知识产权及项目获奖情况 已授权发明专利 6 项，实用新型专利 3 项。 2015 年中国纺织工业联合会科学技术一等奖。 项目成熟度 采用泡沫上浆协同经纱预湿性能调控上浆，可在保证浆纱质量以及织机效率的前提下，降低纱线上浆率2个百分点，可节约浆料26.93%，节约标准煤21.62%，退浆工序退浆助剂用量减少 34.4%，用水量减少 25.38%，退浆废水处理费用减少10.6%，每台浆纱机每年可累计节约资金 393.13 万元。 投资期望及应用情况 本项目自 2011 年开始在鲁泰纺织股份有限公司实施产业化应用，上浆品种为 100/2 及以下的合股品种和 50 支以下单纱品种，实现泡沫浆纱的常态化，每月在改造的祖克双浆槽浆纱机上采用泡沫上浆技术生产订单数量在 120 多万米，织机效率与非泡沫上浆相当，成品织疵率也保持在正常水平，质量稳定，实现了泡沫浆纱由试验阶段到产业化推广的突破。七年多的生产实践表明：与传统浆纱方式相比，该技术具有室温上浆、低上浆率、易退浆等特点，显著降低了浆纱工艺的原料消耗、能量损耗以及污水排放量，在色织行业具有较高的研究和推广价值。