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。

项目研究污水处理优化控制与节能管理，通过人工智能技术，实现污水处理过程的优化运行和精确控制并提供具有专家经验的优化调度和管理策略，最终达到节能降耗的目的，系统分为两部分，上位机优化软件和下位机PLC控制站，上位机优化控制软件包括各种智能控制模块、优化调度策略及电能监测等功能模块，是节能降耗的集中体现，下位PLC控制站的主要作用是接收上位系统的控制指令完成控制功能。

一种超声波生物处理运行的执行终端超声波频率检测方法，它是在超声波电源的输出变压器副边，增设绕制电压检测线圈，用以检测电压频率；对谐振电感器增设副边，在该副边绕制电流检测线圈，用以检测电流频率。电压检测线圈的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子和电压信号始端接线端子，接入检测信号处理电路。电流检测线圈的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子和电流信号始端接线端子，接入检测信号处理电路。经检测信号处理电路产生电流波形上升沿过零脉冲信号，再经处理产生电流周期信号输出，由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能，计算出超声波频率数据输出，并进行控制处理。

成果涵盖如下3个主要关键技术，分别是旋流沉砂池细砂强化沉降技术、砂 水分离器细砂强化分离技术和污泥淤沙分离集成技术。 （1） 旋流沉砂池细砂强化沉降技术：结合污水厂现场中试模型实验与数值 模拟结果，确定了城镇污水处理厂旋流沉砂池细微砂去除技术的构型参数（表 1,其中n为几何相似比例），由于进水渠流速、有效水深（宜<0. 90m）等直接 影响颗粒入流沉砂区的流动特征与沉砂效能，从流态保障角度建议设计时选择 多个小型号池型并联。中试结果表明，优化条件下旋流沉砂池对粒径d>200 um 的颗粒物去除率为96. 98%,粒径在100unT200um范围的颗粒物去除率为84. 26%。 （2） 砂水分离器细砂强化分离技术：砂水分离器溢流水回流线路增设一 个旁路平流沉砂池，利强化溢流水中细微砂的去除。研究结果表明，嵌入旁 路平流沉砂池后溢流水碳源截留效果好，SS和ISS分别降低了 52%和78%,除砂 量较原系统增加1.3倍。从粒径分布来看，嵌入旁路平流沉砂池溢流水200卩m 的颗粒甚微，分离颗粒物的中位径为117. 5卩m,细砂去除效果显著。 基于重力沉降和旋流分离的理论基础，研发一体化砂水强化分离器。设置 旋流水力分离器，通过离心作用和消能作用强化有机物剥离、细微颗粒物分 离，沉降水箱中设置斜板交错布置和溢流三角堰强化细沙分离效能。运行结果 表明，一体化砂水强化分离器对粒径^200um的颗粒的分离效率可达96%~98%, 100卩mW粒径W200 um的分离效率70%~75%,有机物截留率大于85%。 （3） 污泥淤沙分离集成技术：针对旋流沉砂池系统难以实现小于100 Pm极 细沙去除的实际，研发了污泥淤沙分离集成技术，该集成技术的主要部件包括 粗筛、储泥箱、液位控制器、污泥提升泵、污泥淤沙分离器（简称“分离器"）、 细筛、溢流污泥箱、振筛机等。其核心设备为污泥淤沙分离器，中试装置的分 离器筒体直径为150mm,单台处理能力为20m/h,该分离器分离示范污水厂活性污 泥细微砂时，ISS去除率为24. 9%,分离度为1.91。中试结果表明，集成设备对示 范污水厂活性污泥中ISS的总去除率为24. 3%、活性污泥MLVSS/ MLSS比值提高 22%。

青岛思普润水处理股份有限公司（以下简称思普润）成立于2006年，是以移动床生物膜技术（MBBR）为核心，提供水污染全过程治理服务的国家级高新技术企业，注册资本超过1.17亿元。自2016年起，上海复星、山西太钢、陕西航空、青松资本等优质资本入股，成为思普润重要股东，开启“技术+资本”双引擎发展模式，助力企业快速发展。 思普润以移动床生物膜技术（MBBR）为核心，形成了包括生物膜速净床（BioFIMag®）、厌氧氨氧化（Nauto®）、超效分离、高级氧化（HYRASAOR）、一体化设备（SPRINTAGE）在内的多个工艺包，研发运营智慧水务云平台及人工智能系统，主要服务于市政、工业、镇村等污废水处理，逐步延伸到市政给水预处理、河道及黑臭水体治理等领域。为客户提供定制服务，解决客户面临的污水处理设施新建、原位提标&扩容、截污应急处理、微污染水脱氮、河道断面考核不达标、一体化设备难离人等难题，形成了具有思普润特色的解决方案。 截至2021年4月30日，思普润已实施水污染治理设施新建及升级改造业绩水量近1500万吨/天，另实施近600套思普润一体化设备服务于点源污染治理，业绩遍布国内30个省级行政单位，在MBBR细分领域市场占有率遥遥领先。2019年，思普润MBBR相关技术，被住建部科技与产业化发展中心的院士专家组鉴定为“国际领先”。 思普润是“国家知识产权优势企业”、“工信部环保装备制造业规范条件企业”、“山东省专精特新企业”、“山东省瞪羚企业”，并获批建有“青岛市企业技术中心”、“青岛市技术创新中心”、“青岛市工程技术中心”、“青岛市自养脱氮专家工作站”等研发平台，多次获得住建部“华夏建设科学技术奖”及省市技术奖，参编了《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》行业标准。截至2021年4月30日，思普润已获得授权专利74项，其中发明专利20项，实用新型53项，外观设计1项，另有软件著作权8项，并多次承担国家“863”课题，国家十二五、十三五水专项课题，引领MBBR及相关集成技术发展。思普润MBBR及相关技术，入库国家及省市环保技术/产品推荐目录，并通过了行业院士、知名专家的鉴定，得到了包括MBBR工艺发明人挪威科技大学哈尔瓦·欧德格教授等顶级专家的认可。  

大连工业大学艺术与信息工程学院是一所经教育部批准设立，由大连工业大学按新机制和新模式举办的全日制普通高校(独立学院)。学校成立于2002年6月，现有全日制本科生7500余人。学校先后获得“辽宁省高校毕业生就业工作先进集体”、“辽宁省大学生创业教育示范校”、大连市教育系统“青蓝工程先进集体”等荣誉称号。 学校地处素有“北方明珠”、“浪漫之都”之称的辽宁省大连市，新校区位于大连北黄海经济区——大连市庄河，这里山青水绿，钟灵毓秀;这里碧海蓝天、风光旎丽;这里环境优美，风景如画。 校园环境宜学宜居。新校区占地面积770余亩，建筑面积18.5万平方米，“人文校园、文明校园、生态校园、智慧校园”处处得到彰显，校园规划现代别致，文化气息浓厚。教学楼、图书馆等楼群端宁恢弘，井然有致，学生公寓设施完备，功能齐全，让学子拥有“家”的感觉。学校是一所宜学宜居，充满生机和活力的现代大学。 教育教学特色鲜明。学校以立德树人为根本任务，依托大连工业大学学科专业优势，以建设特色鲜明的应用技术大学作为办学定位，以“学生为本、教学为重、特色为先、就业为上”作为办学思路;以培养德、智、体、美全面发展的应用型、技术技能型本科人才为培养目标，根据经济建设和社会发展需要，开设了24个本科专业，形成了工、管、经、艺、文等5大学科交叉渗透、协调发展的办学格局。 学校师资力量雄厚。学校现有专任教师383人，其中硕士以上教师242人，副教授以上96人，形成了一支师德高尚、业务精良、结构合理的专兼职教师队伍。同时学校还定期聘请国内知名专家、知名企业家、社会知名学者等人士到校讲学。 人才培养因材施教。学校始终坚持构建知识与能力统一、理论与实践结合的人才培养模式。重视课堂教学与实习实践、工作室教学相结合;校内教学与校外实习基地教学相结合。学校开展部分专业大类招生，入学后学生可根据兴趣爱好选择专业，使学生的兴趣爱好与专业学习相得益彰。近三年，学生多次参加国家、省、市级创新创业大赛，并取得较好的成绩，先后获得国家级奖项4项、省级奖项14项、市级奖项12项。 学生就业前景广阔。建校以来，学校为地方经济建设和社会发展培养了数以万计的合格人才，先后与省内外知名的百余家企事业单位签订了战略合作和校企合作协议，为学生学习就业打造更多空间和机会。学校开设辅导课程鼓励和引导毕业生学习深造，先后有毕业生考入清华大学、中国传媒大学、大连理工大学、四川大学、鲁迅美术学院等知名学府攻读硕士学位。近年来，毕业生初次就业率位居全省同类院校前列，毕业学生受到用人单位的普遍好评。 国际交流广泛多元。学校先后与美国、日本、韩国、澳大利亚等10余所知名大学建立校际友好关系，联合开展交换生、游学活动，拓展学生国际视野。学校针对有意愿出国留学的学生，开设英语辅导课程，提升学生语言能力。 校园文化丰富多彩。学校始终把开展丰富多彩的校园文化活动作为培养青年学生文化素质的重要载体，努力营造健康高雅、生动活泼的校园文化氛围，极大地丰富了学生的课余生活。学校现有各类学生社团组织30余个，青年志愿者、社会义工1000余人。每年都举办“校园文化节”、“读书节”等品牌活动及各类文体活动，彰显青年学子风采。 站在新时代，大连工业大学艺术与信息工程学院以“科教兴国”为已任，努力把学校建设成为省内一流、国内知名、特色鲜明的应用技术型大学。

成果描述：1. 对含重金属的各类废物，如：垃圾焚烧灰、污染的淤泥、土壤等进行无害化处理。 特别是对于垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰，利用高效的重金属处理药剂，结合先进工艺对其进行无害化处理，使其达重金属浸出毒性到国家相关标准。 2. 对工业废弃物，在充分研究其化学成分的基础上，进行资源化利用。 特别是对于垃圾焚烧灰渣、钒钛工业废渣、废玻璃等固体废弃物，使之转化为陶瓷瓷砖、多孔砖等建筑材料。 部分成果为校企产学研合作成果。市场前景分析：对含重金属的工业固体废弃物进行无害化处理，达到国家处置相关标准，具有巨大的环境效益。 对工业废弃物进行资源化利用，使之转化为建筑材料，产生附加价值，具有巨大的经济效益。与同类成果相比的优势分析：以专利技术为依托，为技术需求方进行针对性定制工业废弃物无害化处理方案或资源化方案。

采用工业H2S尾气，用新方法生产硫脲，可减少环境污染，缩短工艺路线，降低消耗指标。该项目投资不大，产品质量好、价格高，具有很好的经济和社会效益。1. 硫脲的作用硫脲是制造硫胺药物，驱蛔灵，避孕药的原料，用于合成抗甲状腺机能亢进药物，抗结核病药物，静脉注射麻醉药物等；它可用作染料、合成树脂、压塑粉的原料；还可制造橡胶硫化促进剂、合成纤维着色、增白和防止褪色的助剂、丝绸印染处理剂、金属矿物的浮选剂；代替氰化钾进行电镀等。

可以量产/n一、成果描述。本项目开发了两种工艺路线，利用磷肥工业中的氟硅酸中的硅源分别合成了含铝或含钛的微孔和介孔分子筛，并将氟硅酸中的氟提取合成氟化物，其中硅资源的利用率>80%, 氟资源的利用率>90%。介孔分子筛合成的新方法以磷酸副产氟硅酸代替有机硅作为硅源，可以合成具有2-3 nm孔径的含有铝或钛的介孔分子筛MMS和具有规则六方孔道结构的介孔分子筛MCM-41，并对合成分子筛后的含氟滤液进行氟资源回收。另一种方法先提取氟硅酸中的氟制备氟化物，进而可以合成出含铝或硼的MFI，MWW及A型等微孔分子筛，通过控制微孔分子筛合成过程中氟的含量可以得到不同晶粒大小的分子筛。技术特点是直接采用工业磷肥副产的氟硅酸，不需预处理，工艺路线工业生产可操作性强，产品可调节性强。实验室合成的分子筛已经在甲苯歧化与C9芳烃烷基转移反应、乙烯齐聚反应、环氧化反应中做为催化剂，在工业磷酸中作为吸附剂脱氟，取得了很好的实验结果。。项目的成果可以为磷化工副产氟硅酸的综合利用开发新的途径，减少环境危害，大大提高氟硅酸下游产品的经济附加值，开发得到的分子筛可以作为石油炼制和精细化学工业的基础原料，拓展磷化工产业链，融合磷化工、精细化工和石油化工行业。相关成果可以在湿法磷酸企业、精细化学品洗涤剂生产企业、石油化工企业进行应用并取得经济效益。对磷肥企业可以延伸产业链，增加产品的附加值；对于精细化学品洗涤剂生产企业和石油化工企业，该技术合成的分子筛作为原料可以降低生产成本。。二、成果研发所处阶段、已投入资金、人力。 该项目前期有湖北省教育厅科学研究计划和武汉工程大学相关基础研究基金的支持，目前已经经过六年的研究，已经公开发表相关研究成果，并获得专利授权，成果正在积极寻求推广和转让。。部分代表性成果：。（一）论文：。1. Synthesis of Titanium Containing MCM-41 from Industrial Hexafluorosilicic Acid as Epoxidation Catalyst. Catalysis today, 2017, 297, 316-323. （金放，并列第一，通讯作者）（SCI，二区）。2. Synthesis of ZSM-5 with the silica source from industrial hexafluorosilicic acid as transalkylation catalyst, Chinese Journal of Chemical Engineering, 2017, 49 (1), 60-65. （金放，第一作者）（SCI，四区）。3. 工业氟硅酸合成钛硅介孔分子筛催化环己烯环氧化，化工学报，2016 ，67 (10 )，4176-4186 （金放，第一作者）（EI）。4. 工业磷肥副产氟硅酸合成硅铝MCM-41介孔分子筛，武汉工程大学学报，2017 ，39 ( 6 ), 587-593（金放，通讯作者）。5. ZSM-5分子筛催化甲苯和三甲苯的歧化与烷基转移反应，化学与生物工程，2016，33(11)：8-14．（金放，通讯作者）。6. 工业氟硅酸合成MFI 硼分子筛催化芳烃转化，无机盐工业，2017, 49 (1), 60-65. 金放通讯 （北大中文核心期刊）。（二）授权专利：。（1） 金放,等. 利用氟硅酸合成介孔分子筛并副产冰晶石的方法ZL201510600477.8。（2） 金放,等. 一种利用氟硅酸合成MWW结构分子筛的方法和应用，ZL201610783672.3。（3）金放,等.一种利用湿法磷酸副产物氟硅酸合成MCM-41介孔分子筛的方法和应用 ZL201610785670.8。支持额度：。250。万元。承接单位：。湖北省。项目进展：。湿法磷酸排放的尾气中含有大量的SiF4气体，如果把SiF4气体直接排放到大气中不仅会造成资源的浪费，而且会造成严重的环境污染。工业上通常用水直接吸收SiF4生成10~15wt %的H2SiF6溶液，但此浓度的氟硅酸溶液通常用来生产氟硅酸盐，氟盐或白炭黑等附加值一般不高的产品，利用领域受到了限制。因为回收SiF4会造成H2SiF6粗产品的积压，一些工厂甚至直接排放SiF4进入大气从而造成环境的污染。本项目属于原始创新。将磷矿副产氟硅酸为原料合成微孔分子筛同时副产氟化物，不仅解决了磷矿副产氟硅酸中硅和氟资源的利用问题,提高氟硅酸下游产品的附加值,增加企业效益，又大大降低了MFI和MCM-41结构分子筛的原料成本问题，合成出品质完全合格的分子筛。该方法具有广阔的市场应用开发前景。根据1吨分子筛价格20000元计算，可以将氟硅酸中的SiO2分离制备分子筛后大大增加企业的利润，同时合成的高分子比冰晶石也有很高的附加值，该工艺可以同时合成NaF和KF，CaF2等氟化物。本项目通过用磷肥工业副产氟硅酸为硅源代替昂贵的有机硅合成介孔分子筛，探索出了一条合成介孔分子筛的新路径。通过对合成路径的改变使得合成的介孔分子筛由无序的MMS转变成有具有六方孔道结构的介孔分子筛MCM-41。开发了新型的钛硅介孔分子筛的合成方法，合成出的分子筛具有良好的催化环氧化反应活性。并且对滤液中的氟进行回收制的高钠铝比的冰晶石。综合利用此浓度的工业副产氟硅酸，提高工业副产氟硅酸的附加值对环境保护，经济效益，资源利用等方面具有重要的意义。。项目基本内容：。湿法磷酸排放的尾气中含有大量的SiF4气体，如果把SiF4气体直接排放到大气中不仅会造成资源的浪费，而且会造成严重的环境污染。工业上通常用水直接吸收SiF4生成10~15wt %的H2SiF6溶液，但此浓度的氟硅酸溶液通常用来生产氟硅酸盐，氟盐或白炭黑等附加值一般不高的产品，利用领域受到了限制。因为回收SiF4会造成H2SiF6粗产品的积压，一些工厂甚至直接排放SiF4进入大气从而造成环境的污染。本项目属于原始创新。将磷矿副产氟硅酸为原料合成微孔分子筛同时副产氟化物，不仅解决了磷矿副产氟硅酸中硅和氟资源的利用问题,提高氟硅酸下游产品的附加值,增加企业效益，又大大降低了MFI和MCM-41结构分子筛的原料成本问题，合成出品质完全合格的分子筛。该方法具有广阔的市场应用开发前景。根据1吨分子筛价格20000元计算，可以将氟硅酸中的SiO2分离制备分子筛后大大增加企业的利润，同时合成的高分子比冰晶石也有很高的附加值，该工艺可以同时合成NaF和KF，CaF2等氟化物。本项目通过用磷肥工业副产氟硅酸为硅源代替昂贵的有机硅合成介孔分子筛，探索出了一条合成介孔分子筛的新路径。通过对合成路径的改变使得合成的介孔分子筛由无序的MMS转变成有具有六方孔道结构的介孔分子筛MCM-41。开发了新型的钛硅介孔分子筛的合成方法，合成出的分子筛具有良好的催化环氧化反应活性。并且对滤液中的氟进行回收制的高钠铝比的冰晶石。综合利用此浓度的工业副产氟硅酸，提高工业副产氟硅酸的附加值对环境保护，经济效益，资源利用等方面具有重要的意义。