成果与项目的背景及主要用途： 污泥包括含城市污水厂污泥、给水厂污泥、排水沟道污泥、水体疏浚淤泥等， 其量远大于城市生活垃圾量，而且城市污泥含有较高的污染物含量。其中城市污 水厂剩余污泥的有机质含量为城市污水的 10 倍，污水厂脱水污泥饼中的致病微 生物含量比城市生活垃圾高几个数量级。此外，各种污泥中还可能含有重金属、 剧毒有机物等污染物质。因此，城市污泥对环境可能造成的危害是严重的。经机 械脱水后的污泥含水率仍高达 75～85％。如此高的含水对于污泥后续处理产生 了很大困难和较高的经济成本，如焚烧、填埋等，而污泥干燥则需要消耗很大的 热能，其成本更高。电渗透脱水（又称电场脱水或电脱水）是一种可以实现深度 脱水的技术方法。该技术是基于电场下固体颗粒表面产生的电渗流而进行的固－ 液分离过程，即利用外加直流电场增强物料的脱水能力。目前电脱水法的电场多 为双滚筒电场和板式平行电场。在应用中，双滚筒电场存在电脱水时间偏短和脱 水效率偏低的问题，板式平行电场则存在电场稳定性差和压力分布不均等问题。 技术原理与工艺流程简介： 在阴极侧添加吸水材料来改变水分的分离方式，实现电脱水中脱出水分的及 时转移，进而提高脱水率并降低电能消耗。 一种电场与压力协同作用下的污泥脱水造粒装置，其特征是由板状电极和造 粒挡板共同组成封闭或半封闭腔体，腔体两侧分别为板状导电体作为脱水电场的 阴阳极；阳极为金属平板，阴极为金属网状平板电极，分别与直流电源的正负极 相连接；造粒挡板的排泥口尺寸设计决定于出料颗粒大小要求和物料压力需要， 其开孔率为 30%—80%。在阴极与阳极之间将形成电场，机械压力在进泥的同时 直接作用在污泥上，电场的电压控制在 10～100V 之间，施加在泥饼两侧的机械天津大学科技成果选编 压力差值控制在 1000Pa～0.3MPa 之间。所述的直流电源采用非连续性供电方式。 所述的污泥与网状阴极间采用滤布隔离。所述的电场网状阴极外侧用吸水材料吸 去移动而来的水分，或采用刮板刮去移动而来的水分，或采用刷子刷去移动而来 的水分。 技术水平及专利与获奖情况： 连续自动脱水的水分转移装置及操作方法 200910069423.8 电场与压力协同作用下的污泥脱水造粒装置及方法 201110354974.6 环状电场与压力协同作用的污泥脱水造粒装置及方法 201210149545.X 应用前景分析及效益预测： 针对污泥机械脱水（仅能降低污泥含水率至 80%左右）这一瓶颈问题，采用 无滤布电渗透脱水方法进一步降低含水率至 60%以下，不仅减少污泥体积，且降 低污泥干化、焚烧的热能消耗，节省干化成本 20%-30%，并开发出操作简单、 运行可靠、经济适用的电脱水设备。 应用领域：环保工程 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模） 已有完整电脱水设备，欲与一家制造环保设备的企业合作实验。 合作方式及条件：面议

水渣是指炼铁高炉矿渣。它在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫形状，乳白色，其质轻而松脆、多孔、易磨成细粉。它是泡沫硅酸盐建筑制品和矿渣吸音砖及隔热层、吸水层的松软材料。 水渣是把熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成的，主要有渣池水淬和炉前水淬两种方式。

水渣是指炼铁高炉矿渣。它在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫形状，乳白色，其质轻而松脆、多孔、易磨成细粉。它是泡沫硅酸盐建筑制品和矿渣吸音砖及隔热层、吸水层的松软材料。

超临界水氧化技术是用于高浓度难降解有毒有机废水深度处理的一种高效技术。所用的氧化剂可以是纯氧气、空气或过氧化氢等。其工艺流程如图所示。用高压泵将废水打入热交换器，废水从换热器内管束中通过，之后进入缓冲罐内，同时启动氧气压缩机，将氧气打入氧气缓冲罐内。废水与氧气在管道内混合之后进入反应器，在超临界条件下，废水中的碳氢化合物被氧化分解成无害的CO2、H2O；含氮化合物被分解成N2等无害气体；S、P等元素则生成无机盐。由于气体在超临界水中的溶解度极高，在反应器中成为均一相，从反应器顶部排出；无机盐等固体颗粒在超临界水中的溶解度极低，沉淀于反应器底部。超临界水与气体的混合流体通过热交换器冷却后进入气液分离器进行分离。与常规的水处理技术相比，本技术具有明显的优越性：（1）氧化效率高，处理彻底，水溶液中有机物的去除率可达99.99%以上；（2）反应在密闭容器中进行，密封条件极好，有利于有毒、有害物质的氧化处理；（3）不产生二次污染，处理后的水直接排放或完全回用，节约了资源和能源；（4）应用范围广，几乎对所有有机污染物均可进行氧分分解；（6）由于均相反应停留时间短，反应器结构简单，使用较小体积的反应器就可处理较大流量的有机污染物，有利于工业运行。应用本技术时，需消耗一定的能量以加热废水及驱动高压泵，但废水中的含能物质COD在超临界状态下发生氧化反应时会放出一定的热量，为了降低过程的运行成本，本技术的应用与否取决于废水的COD浓度。研究表明，如果废水的COD小于30000 mg/L时，应用本技术时的运行成本较高，将达到150元/吨废水左右；如果废水的COD浓度为30000~45000 mg/L时，考虑到热量回收，其运行成本接近零；如果废水的COD浓度高于50000 mg/L时，考虑热量回收的价值，此时的运行成本将为“负值”，即在盈利状态下运行。这也是本技术与传统废水处理技术的最大区别：传统技术要求废水的污染越低越好，而本技术恰好相反，废水越污越好。采用本技术存在的最大问题在于过程中产生的腐蚀与盐堵问题。针对这种情况，我们进行了新型反应器的开发并申报了国家发明专利。目前，本技术已申请国家发明专利5项，获授权一项。本技术适用于高浓度难降解有毒有机工业废水，可广泛应用于化工、石油炼制、纺织印染、造纸、医药等行业。

成果简介： 目前国内染料厂、农药厂、制药厂、造纸厂、化工厂、食品厂等，每年排放的高浓度难降解废水约30亿吨左右。对这类高浓度难降解工业废水的处理一直是困扰国内环保界的难题。超临界水的特殊性质使其在有机废水治理方面所具有的无可比拟的优点。

目前主流的抗菌膜制备方法是在基膜表面接枝抗菌物质，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、抗菌聚合物、金属离子等，但这些材料普遍存在着接枝方式复杂，且对环境有危害的缺陷。相比而言，季铵盐类抗菌剂具有抗菌效果好，环境友好等特点，目前水溶性的小分子或高分子季铵盐抗菌剂已经广泛应用于水处理、食品、医疗卫生和包装材料等领域。然而，将季铵化合物直接接枝到膜表面所制备的抗菌膜仍存在制备流程复杂，成本较高等问题，这也使得目前开发的大部分季铵盐功能膜无法大规模应用于实际水处理系统。因此，为解决以上问题，开发新型亲水抗菌功膜的制备方法是目前业内所亟需的。 本成果中提出的制备方法将氯甲基化聚合物制备为中空纤维多孔膜，并制作为管壳式膜组件，之后采用过滤操作模式直接将叔胺化合物接枝到组件中的中空纤维膜丝上，从而制备出具有优良抗菌性能的季铵化功能膜组件。该制备方法简单便捷，且接枝稳定性高，适合长期大规模应用于实际膜法水处理体系中，且制备的超滤膜具有良好的亲水性和抗菌性。抗菌膜制备简单便捷，常温常压过滤操作即可完成接枝，且接枝稳定性高，成本低，对水体中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（内外表面，孔道壁面）生长。 图1.性能参数

1 成果简介长期以来我国制盐行业对资源的利用主要集中在制盐方面，而对于制盐副产物的综合利用及深加工方面重视不足。制盐中副产的苦卤(氯化镁含量高达百分之十以上)利用率小于20%，不但造成资源的严重浪费，而且破坏了周边地区的生态平衡。我国目前盐化工行业对镁资源利用十分薄弱，仅有少部分镁盐被用来生产廉价的六水氯化镁（ 300~400 元/吨）和七水硫酸镁（ 500~600 元/吨），其余大部分闲置在海盐区。因此镁资源的高度利用直接关系到含盐资源（海水、盐湖、地下卤水等）的可持续开发。 在镁系产品中，阻燃型氢氧化镁由于国内外市场潜力很大而独具魅力。随着塑料工业的快速发展，对阻燃型热塑性高聚物的需求与日俱增，对阻燃剂的需求特别是对无毒、抑烟、热稳定性高的氢氧化镁阻燃剂的需求将更为迫切。氢氧化镁阻燃剂可用于各种复合材料如电线、电缆、家电、建材，尤其适合与加工温度较高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我国从 80 年代后期开始进行氢氧化镁的研究与开发， 1998 年不同规格氢氧化镁总生产能力约为 1.0~1.2 万吨/年，但绝大部分产品性能较差，表现为形状不规则，粒径分布宽，纯度低，比表面积偏大，团聚现象明显，限制了氢氧化镁阻燃剂的工业应用。2 应用说明清华大学近年来一直致力于氢氧化镁阻燃剂的研究与开发，经过多年努力，现已开发出氢氧化镁阻燃剂的常温合成-水热改性技术，产品性能指标达到国际同类企业的标准。该项技术以制盐行业副产的氯化镁为主要原料， 产品附加值高（保守售价 10000 元/吨）。现已完成千吨级工业中试并通过青海省鉴定。3 技术指标形貌：六方片状；粒径： 0.2~1.5 微米；纯度： ³97 %（ 视原料纯度而定）；比表面积： 小于 25m2/g 。图 1 我系研制的氢氧化镁阻燃剂产品                        图 2 日本的氢氧化镁阻燃剂产品（ 1.5~2 万元/吨）4 效益分析按年产 2000 吨规模计，成本:约 5000 元/吨， 售价： 10000 元/吨， 年创产值（万元）：2000´10000¸10000=2000， 年创利税（万元）： 2000´(10000-5000)¸10000=1000。

乙醛酸具有醛和酸的性质,在有机合成中的独具特色的作用。用乙醛酸作原料，可衍生出 几十种有广阔用途的精细化工产品，例如香兰素、乙基香兰素、对羟基苯乙酸、对甲氧基苯甲 醛、尿囊素、胡椒醛、二苯基乙酸、苯并二呋喃酮、对羟基苯乙酸乙酯、对羟基苯乙酰胺、 3，4-二羟基苯甲醛、对羟基苯海因、丁苯羟酸、D-(-)-对羟基苯甘氨酸、D-(-)-对羟基苯甘氨酸 邓氏盐、泛酸钙、2－羟基喹恶啉、2－羟基膦酰基乙酸等产品。全球乙醛酸年需求量约30万 吨，我国目前乙醛酸的需求量约为5万吨。 乙醛酸的生产方法主要有乙二醛空气催化氧化法、草酸电解还原法和顺酐臭氧氧化法等 3种，其中草酸电解法被专家认为是最适合我国国情的乙醛酸合成工艺。此方法是用草酸作为 原料，常温下电解还原，电解液经过浓缩，分离出为反应的草酸，得到40%的产品，收率可达 95%以上。 由于电解产品中没有乙二醛，产品质量优于目前工业上大规模采用的乙二醛硝酸氧化法的 产品质量，因为硝酸氧化法的原料乙二醛在产品中无法彻底去除。因此，用乙醛酸做原料生产 香兰素、对羟基苯乙酸、尿囊素等下游产品时，残存的乙二醛会参与反应，造成其下游产品的 收率降低。例如，采用乙醛酸生产香兰素时，电解法生产的乙醛酸与硝酸氧化法生产的乙醛酸 相比，香兰素收率可提高2~4%，而且香兰素的香气更纯正。 该工艺特点为工艺简单，成本低，产品质量好，无三废污染的环境友好工艺，是最有发展 前途的生产工艺路线。本技术开发历经小试、中试研究，以及工业模式运行，技术成熟程度已 达工业应用。