一、装置概述 PUAA-Q型挥发性有机废气治理技术综合实验装置是根据高等教育的改革方向，顺应国家培养应用型高技能人才的战略思想，以前沿技术为导向，紧密结合挥发性有机废气实际处理工程的功能和特点，并针对高等院校对挥发性有机废气处理工艺应用和创新实验教学的实际需要而专门研制的综合性实验装置。本装置涉及放电等离子体技术、光解技术、吸收技术、吸附技术以及智能程控技术等多方面、深层次的内容。装置工艺流程简洁、美观，可视化程度高，具有处理效率高、彻底、无二次污染等优点，非常适合大专院校的相关专业开展实验、实训、设计、创新创业训练等。 二、主要参数及指标 （1）处理能力：能处理苯、甲苯、二甲苯等多种挥发性有机废气； （2）处理负荷：<2000mg/L； （3）处理气量：<500L/min； （4）处理效率：≥95%； （5）装置净重：300kg； （6）外形尺寸：2200mm×700mm×1800mm； （7）供电电压：AC220V、50Hz； （8）运行功率：＜4kW； （9）操作条件：常温、常压； （10）安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准。 三、主要配置及性能 采用自主知识产权的双介质阻挡放电等离子体反应器，放电均匀、稳定，活性物种产率高。 高频高压电源采用两级控制，安全、可靠，输出频率和电压可调。 可视化的吸收池中安装全潜式UVC杀菌灯，能够直观观察光解过程；UVC杀菌灯配套专用整流器、高品质石英套管、防水接头，UV穿透率高，可在水中长时间工作。 多段蒸笼式撬装活性炭吸附塔，吸附效率高、活性炭更换方便，并配套活性炭再生设备，可延长活性炭使用寿命。 吸收液通过气液混合自吸泵输送，并采用自动和手动相结合的控制模式，灵活、方便。 废气发生器智能程控，有机废气浓度可在0~2000mg/L范围内调控。 采用电磁式增氧气泵作为载气泵，气量大、稳定、噪音低。 316L不锈钢材质的臭氧热解器中填装有高效的臭氧淬灭催化剂，可将尾气中的臭氧快速转化为氧气，并通过智能程控调节尾气净化器的温控设备，运行成本低。 水温、水位、气压等变送器0.2%精度、稳定性能±0.1%FS、输出信号4-20mA，精度高、性能稳定、可连接PLC控制器，不锈钢材质变送器探头耐磨、耐冲击、抗干扰强。 三菱FX3U系列PLC主机和模拟量输入输出模块完成设备运行控制，10英寸彩色触摸式液晶显示屏实时显示控制按键、装置运行状态及时间、水温、水位、气压、电流等重要参数。 所有设备模块化安装于304不锈钢材质的柜体中，柜体前后开设有视窗，顶部安装有可调速换气扇，底部配有禁锢万向脚轮。

目前，生物法是工业废水处理的常用方法，但其在处理含盐高浓度有机废水时效果不理想。焚烧法是一种简单高效的化学处理方法。高浓度有机废液中的大分子有机物在高温下会氧化分解，转化为二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物质，从而达到无害排放目的。 常见废水焚烧装置主要有三种：液体喷射炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。这些焚烧炉的燃烧室大多由耐火材料砌成，对有机废水的盐分、pH要求较高，否则在焚烧过程中会产生低熔点共晶体，导致炉膛结焦、结渣以及造成炉膛酸碱腐蚀，严重影响焚烧炉使用寿命。 东南大学提供了一种含盐高浓度有机废水处理装置及方法，用于处理含盐高浓度有机废水。该工艺集蒸发除盐、喷射焚烧、废液浓缩、烟气处理等于一体，对于极难处理的苯环类、杂环类等各类含盐高浓度有机废水具有很好的处理效果，工艺简单，处理效率高，成本低。 本技术已申请国家发明专利2件（授权1件），发表学术论文8篇，获国家“973”、江苏省环保厅科技项目支持。

HSAN-C吹脱回收硫酸铵技术： 新型吹脱塔是氨氮废水在碱性条件和一定温度下，通过高频超声的空化作用和专用塔板，在空气的动力作用下，使废水中的游离氨最大程度进入空气中，从而降低废水中氨氮含量的新型设备，吹脱出的氨气进入高效回收塔，可回收25%的硫酸铵产品，也可通过分离装置直接回收高纯度的硫酸铵晶体。 经过我公司多年的研究、改进和优化，吹脱塔一次性吹脱效率可达92%以上，该设备目前已广泛应用于煤化工、有色金属、精细化工等行业，并已出口至台湾。 蒸发回收铵盐技术： 对于偏酸性高氨氮废水，氨氮均以铵盐形式存在，如采用吹脱、蒸馏等技术需将氨氮转化为游离氨，不仅需消耗大量的液碱，而且铵盐转化为钠盐，未能根本解决出水达标问题；而采用低温多效蒸发技术，使铵盐结晶回收，冷凝出水达到回用标准，从而实现高氨氮废水处理的零排放。 特点：（1）利用负压多效蒸发技术，提高了生蒸汽的利用率，从而达到节约蒸汽的目的，通常二效或多效蒸发每吨废水蒸汽消耗量为0.28-0.33吨；（2）可直接回收高纯度的硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和硫酸钠晶体，出水可达回用标准，从而实现废水处理的零排放； 双效节能汽提脱氨成套技术： 技术特点：（1）采用双效汽提＋精馏复合工艺流程，对氨氮废水进行汽提及精馏得到浓度为10—20％浓氨水或者高浓度氨气。不仅可以实现废水氨氮含量达标排放（<15mg/L），而且实现其中氨氮的资源化回收利用。（2）在氨氮废水处理系统中采用双效节能技术有效利用系统热量，使处理氨氮废水蒸汽单耗在汽提精馏脱氨成套技术的基础上再降低45％左右，一般为90—110 kg/吨废水。

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)，是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。 原子力显微镜主要由带针尖的微悬臂，微悬臂运动检测装置，监控其运动的反馈回路，使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件，计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测，当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时，检测该斥力可获得表面原子级分辨图像，一般情况下分辨率也在纳米级水平。AFM 测量对样品无特殊要求，可测量固体表面、吸附体系等。

自然水体受污水中氮素污染，富营养化日益严重。氨氮已经成为我国污染总量控制的限制性指标。高氨氮废水成分复杂，缺乏经济有效处理技术。厌氧氨氧化工艺是解决高氨氮废水脱氮难题的最佳方案。为高氨氮废水处理提供新途径，与现有技术比较，建设和运行费用分别降低 25%、35%以上。 厌氧氨氧化生物脱氮优点 : 电耗降低 60%左右 有机碳源需求为“0” 温室气体减排 90%以上 污泥产量降低 50%以上 根本改变现有高氨氮废水处理模式, 可持续的最佳生物脱氮模式 。

项目简介 原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)，是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。原子力显微镜主要由带针尖的微悬臂，微悬臂运动检测装置，监控其运动的反馈回路，使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件，计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测，当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时，检测该斥力可获得表面原子级分辨图像，一般情况下分辨率也在纳米级水平。AFM 测量对样品无特殊要求，可测量固体表面、吸附体系等。a 传统的商业CAFM 针尖图  b 覆盖有石墨烯层的CAFM 针尖应用范围原子力显微镜(AFM) 在许多基础研究领域中得到广泛使用，是超微观察工具，特别是对于不具有导电性的生物样品和有机材料等，AFM 同样可以提供较高分辨率的表面形貌图像。同时，AFM 还具有操纵和改造原子、分子世界的手段。原子力显微镜为了避免加宽效应，一般通过电子束加工针尖使其曲率半径达到几个纳米，来提高图像的分辨率和准确度。但仍然存在着一些局限性，例如：针尖性质的变化很大，获得高分辨率的图像变得很难。另外，针尖扫描时的磨损对分辨率也有影响。AFM 能获得原子分辨率，主要是因为在其针尖的表面存在着原子级的突起，构成了与样品的实际接触。但是这些突起的尺寸形状和化学组成是未知的，而且在实验中经常发生改变，因此获得可信赖的针尖是成像过程中获得高分辨率的关键。不同的针尖适用于AFM 不同的应用领域。导电原子力显微镜（CAFM）采用固体金属作AFM 的针尖，对材料进行纳米尺度的电学表征依然存在着同样的困扰。 项目阶段北京大学工学院研究团队利用单层石墨烯包覆CAFM 金属针尖，发现石墨烯包覆的针尖保留了包覆前针尖的形状，并且包覆的针尖能承受非常高的电流和摩擦力。新型针尖具有稳定、耐磨、寿命长、图像失真度低等优点，很好的解决了现有AFM 针尖中存在的问题，提高了AFM 的仪器性能。知识产权该项研究已经申请了欧洲专利，纳米技术设备领域的诸多公司表现出了对该项研究成果的强烈兴趣。合作方式 技术转让、合作开发、技术入股。

本项目主要是针对高浓度氨氮废水处理过程中存在氨氮处理效果差，处理效率低、氨氮吹脱过程中能耗较大、粗氨气吸附提纯过程中高温对于吸附材料的影响和水蒸气对于吸附过程的影响、回收产品（氨水或硫酸铵）纯度不高等技术问题。

目前，生物法是工业废水处理的常用方法，但其在处理含盐高浓度有机废水时效果不理想。焚烧法是一种简单高效的化学处理方法。高浓度有机废液中的大分子有机物在高温下会氧化分解，转化为二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物质，从而达到无害排放目的。 常见废水焚烧装置主要有三种：液体喷射炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。这些焚烧炉的燃烧室大多由耐火材料砌成，对有机废水的盐分、pH要求较高，否则在焚烧过程中会产生低熔点共晶体，导致炉膛结焦、结渣以及造成炉膛酸碱腐蚀，严重影响焚烧炉使用寿命。 东南大学提供了一种含盐高浓度有机废水处理装置及方法，用于处理含盐高浓度有机废水。该工艺集蒸发除盐、喷射焚烧、废液浓缩、烟气处理等于一体，对于极难处理的苯环类、杂环类等各类含盐高浓度有机废水具有很好的处理效果，工艺简单，处理效率高，成本低。 本技术已申请国家发明专利2件（授权1件），发表学术论文8篇，获国家“973”、江苏省环保厅科技项目支持。

本实用新型公开了一种秸秆燃烧烟气的处理装置，包括：用于燃烧秸秆的燃烧炉；用于盛放处理液的反应池；连通燃烧炉和反应池的烟气通道，烟气通道伸入处理液中，烟气通道内安装有负压风机；用于收集反应后烟气的排放管道，排放管道内安装有二次燃烧器。在二次燃烧器的上游，所述排放管道内还安装有CO浓度检测器，CO浓度检测器和二次燃烧器均与控制器相连。利用负压风机将秸秆燃烧烟气通入处理液中，Karrikins化合物被收集起来，NO、NO2、SO2等与处理液反应，获得的反应液用于作物灌根，促进植物生长；对一级处理气进行二次燃烧，获得主要成分是CO2的二级处理气，直接排入温室中，提高CO2浓度，促进植物光合作用效率。

该项目是清华大学与锦州氯化法钛白粉企业合作，项目内容是钛白粉后处理包膜工艺条件和机理研究。详细研究了 SiO2、Al2O3、ZrO2、磷铝等无机包膜的机理，并获得最优化条件，包膜条件包括分散条件、包膜温度、包覆时间、包覆 pH、搅拌强度、熟化时间等工艺条件。研究控制钛白粉包覆膜的致密度、厚度等不同质量的包覆膜，提高钛白粉在油漆、涂料（水性或油性）、塑料（色母粒）、造纸等领域中应用性能，提高分散性，遮盖力等应用指标。能够利用高分辨透射电镜等分析手段对钛白粉的包膜质量给出详细的分析和评价。发表了有关钛白粉包膜文章和钛白粉包膜专利多篇。 分析方法： 利用 TEM，SEM，XRD，XRF，IR，BET 等现代分析手段研究钛白粉的结构和理论。采用物理、化学等检测方法，详细研究分析了美国杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930等产品的包膜工艺。包括：无机包膜顺序、可能的无机包膜剂、可能的 pH 调节剂、有机包膜剂等。通过钛白粉高分辨率透射电镜分析显示钛白粉表面包覆均匀致密膜。