一、 技术研发背景 （1 1 ）近年来我国垃圾焚烧飞灰产生量快速大幅增长，处置能力严重不足随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，生活垃圾产生量大幅增加，年产生垃圾量约为 2.5 亿 t，占世界总量的 1/4，相当长一段时间内还将以每年8%-10%的速度增长。目前我国垃圾焚烧飞灰的处置受场地和技术的制约越来越严重，局部地区已出现不能及时安全处置或处置成本过高而不能维持运行的尴尬局面，并严重阻碍了这部分地区生活垃圾处置由传统填埋向焚烧发电的转型。 （2 2 ）垃圾焚烧飞灰属于危险废物，需得到妥善处置根据《国家危险废物名录》，垃圾焚烧飞灰属于危险废物。垃圾焚烧飞灰对环境和人类生活的危害在于其重金属不能依靠水体和土壤自身的净化作用消除，只能迁移。由于重金属容易在生物体内聚积，随着时间的推移，当重金属在生物体内积聚到一定量以后就会导致生物体畸形或导致突变，甚至生物体死亡。重金属对人体的另一危害途径是通过食物链传递。例如，生活在重金属含量较高环境下的鱼、虾体内会富集重金属，一旦这些食物被人体摄入，经过一段时间的积累，就会对人体健康造成极大的危害。特别是发生在日本的由汞污染引起的“水俣病”和由镉污染引起的“骨痛病”事件、以及在欧洲陆续发现的由重金属污染导致的一系列公共卫生健康问题，都使重金属污染引起人们广泛的关注。垃圾焚烧飞灰中的二噁英是一种非常稳定的亲脂性固体化合物，可溶于大部分有机溶剂，容易在生物体内积累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄积性等特点。 未来随着垃圾焚烧飞灰产量的快速增加，如果不能妥善解决无害化处置垃圾焚烧飞灰的问题，不但会制约垃圾焚烧产业的健康发展，同时会对该地区的环境造成严重影响。 （3 3 ）垃圾焚烧飞灰的处置问题已经受到了国家相关部门的高度重视2016 年 10 月，国家住建部、发改委、国土部、环保部联合发文《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》（简称《意见》），意见提出在生活垃圾设施规划建设运行过程中，应当充分考虑垃圾焚烧飞灰处置出路，鼓励跨区域合作，提出“推进区域性垃圾焚烧飞灰配套处置工程建设”，统筹生活垃圾焚烧与垃圾焚烧飞灰处置设施建设，并开展垃圾焚烧飞灰资源化利用技术的研发与应用。 （4 4 ）北京地区的垃圾焚烧飞灰处置问题十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投产 5 座垃圾焚烧厂：鲁家山垃圾焚烧厂、高安屯垃圾焚烧厂、海淀大工村垃圾焚烧厂，顺义垃圾焚烧厂，南宫生活垃圾焚烧厂，2018 年北京市正在加紧推进建设阿苏卫、通州、顺义二期、密云、怀柔 5处垃圾焚烧厂，按照规划到“十三五”末，北京市垃圾焚烧飞灰年产生量将达35 万吨以上，目前北京市的垃圾焚烧飞灰处置方式主要为水泥窑协同处置和制备陶粒资源化利用，这两种处置方式的消纳能力无法满足北京市的需求，垃圾焚烧飞灰无害化处置迫在眉睫。基于以上现状，研发团队开发出了一种可安全并大规模资源化利用垃圾焚烧飞灰的新技术¬——深部胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术。 二、技术原理 （1 1 ） 全固废充填料强度形成机理 胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术充分利用了“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”。钙矾石（Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O）是普通水泥混凝土中最常见的复盐矿物，也是大部分地下采矿胶结充填硬化体中最常见的复盐矿物。钙矾石的溶度积常数为 1.1*10-40 。本项目组的前期研究结果表明，钙矾石在水中的饱和铝离子浓度比水淬高炉矿渣微粉在水中的饱和铝离子浓度低10 倍以上。因此在有足够 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 离子供给的体系中，钙矾石的结晶将能持续促进水淬高炉矿渣微粉中的铝氧四面体从矿渣的玻璃体网络中体解出来，从而促进矿渣中较高聚合度的硅-铝氧四面体的链接被破坏，形成大量的活性硅氧四面体或硅氧四面体团，为发生硅的四配位同构化效应或形成 C-S-H 凝胶奠定基础。其中钢渣主要为胶凝体系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面体。而钢渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在胶凝体系中起到与 Ca 2+ 类似的作用。较大量的脱硫石膏主要为体系提供源源不断的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚烧飞灰的主要成分为垃圾焚烧后产生的无机物和重金属等，当烟气净化采用干式或半干式反应法时，另含有一些反应生成物（如 CaCl 2 、CaSO 4 ）和部分未完全反应的 Ca(OH) 2 等物质。可为胶凝体系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同时垃圾焚烧飞灰中有含量较高的 Cl- ，在矿渣水化过程中会形成含氯水化产物水化氯铝酸钙，氯盐在矿渣水化过程中会形成 NaOH 等碱性物质，提高液相碱度，促进矿渣水化的进一步进行。 （2 2 ）重金属固化的机理 胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术在胶凝材料的水化过程中实现了对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化，胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、C-S-H 凝胶和类沸石矿物等，几种产物对该体系固化重金属均有贡献。重金属元素能够以类质同象的方式进入钙矾石的晶格而被固化，而 C-S-H凝胶具有很强的吸附重金属的能力。另一方面，以砷菱铅矾-砷铅铁矾类复盐矿物（(Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 ）为代表的含砷铅矾类复盐矿物也可以在砷、铅化合物的参与下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等离子，因此也能促进体系中矿渣微粉、钢渣微粉和脱硫石膏的消耗，这类复盐在水中的溶解度极低。在较高 pH 值条件下，这类复盐的结晶可以使砷和铅在水中的浓度都达到饮用水的标准。近些年的研究结果还表明，砷和铅可以进入类沸石相的水化硅铝网络体中平衡电荷，或作为网络体骨干的一部分而被高度固化。 （3 3 ）二噁英固化的机理 二噁英（dioxin，DXN），化学名为二氧杂环乙烷，标准状态下一般呈白色固体，无色无味；熔点约为 303～305℃，当温度达到 705℃以上时开始分解；难溶于水，美国环保局（US EPA，1900）推荐 2，3，7，8—TCDD 的水溶解度为 19.3ng/L，易溶于有机溶剂和脂肪；二噁英的蒸气压很低，大致为 8.3×10-13 ～4.8×10 -8 mmHg，一般随取代氯原子数目的增加而降低，在大气环境中超过 80%的二噁英分布在大气颗粒物中。大部分的二噁英在生物体内不易被代谢，具有生物蓄积与生物放大作用。现行的垃圾焚烧技术的炉内温度可以达到 850℃～900℃，绝大部分二噁英已经被分解，加之二噁英具有极低的溶解度和饱和蒸汽压和极高的脂溶性，所以垃圾焚烧飞灰中二噁英通过溶解于水中和挥发传播的比例很小，只可能通过随垃圾焚烧飞灰颗粒进入土壤和水环境以造成污染，本技术通过物理包裹的方法断绝了其污染传播途径，具体为矿渣基胶凝材料-垃圾焚烧飞灰水化反应所形成的固化体系中含有大量的 C-S-H 凝胶，其紧致的结构可降低整体固化体的渗透性，把含二噁英颗粒包裹固定其中。

该项目围绕建筑固体废物高效资源化利用的重大社会需求，研发了适合我国特点的 分离、分选和质量调控等建筑垃圾处理工艺和核心装备，建立了建筑固废的全组分多路 径资源化利用模式，研发了建筑垃圾系列再生产品，形成完整产业链。该项目成果已在 北京、上海、河南等25个省市自治区建成生产线80余条，开发出再生混凝土、干混砂浆、 透水砖等系列产品，实现产业化应用。鉴定专家认为：成果拓宽了我国建筑固废资源化 利用途径，为改善建筑固废资源化利用模式、规范管理和行业健康发展提供了技术保障， 总体达到国际先进水平，对节能、环保和绿色制造有重要推动作用。

该项目围绕建筑固体废物高效资源化利用的重大社会需求，研发了适合我国特点的分离、分选和质量调控等建筑垃圾处理工艺和核心装备，建立了建筑固废的全组分多路径资源化利用模式，研发了建筑垃圾系列再生产品，形成完整产业链。该项目成果已在北京、上海、河南等25个省市自治区建成生产线80余条，开发出再生混凝土、干混砂浆、透水砖等系列产品，实现产业化应用。鉴定专家认为：成果拓宽了我国建筑固废资源化利用途径，为改善建筑固废资源化利用模式、规范管理和行业健康发展提供了技术保障，总体达到国际先进水平，对节能、环保和绿色制造有重要推动作用。

本项目为国家863计划课题，课题编号：2009AA043507，已通过验收。该成果应用协同管理思想，以信息共享为基础，以协同技术为支持，为区域内中小型陶瓷企业提供具有业务协同功能的可扩展、易用和低成本的信息化集成解决方案，提高企业自主创新能力和业务响应效率、降低企业生产经营成本、提升整个集群区域的核心竞争力。 平台提供的服务内容包括陶瓷企业协同管理系统、陶瓷产品图案设计系统、陶瓷配方设计系统、陶瓷电子商务系统、陶瓷产品分销管理系统。课题取得了4项软件著作权登记。

项目背景：大规模科学计算网格划分算法，是自主工业 软件所必须的模块，同时也是影响软件成熟度，易用性，计 算精度至关重要的模块。作为工业软件基础共性的核心技 术，可用在不同各专业和学科的仿真软件中，是中国仿真软 件自主化的基础，因此，具有广泛的应用价值和市场需求。 所需技术需求简要描述：研究大规模科学计算网格划分 算法要求达到以下指标：1.可实现千万级网格划分能力，可 支持三角形、四边形、四面体、六面体网格单元类型划分； 2.支持结构、流体、电磁、传热等领域求解器网格计算需求； 3.网格划分算法支持>100 核并行效率，千万网格划分时间小 于 2 分钟。  对技术提供方的要求:1.具有较强的数学、几何等基础 理论研究成果；2.具有较成熟的应用案例；3.可满足 CAE 软 件大部分的学科求解器网格需求。 

成果简介： 成果在国家科技支撑计划、星火计划等项目的资助下，以动态的视角，独创性地提出了新农村信息化理论体系，科学界定了新农村信息化建设体系框架，明确了农业信息化和农村信息化的联系与区别，提出了农业信息化建设3×3架构和农村信息化“一才三务”推进模式及农村综合信息服务“九机并进”实践策略，为开展适合中国特色的现代村镇信息服务奠定了理论基础；面向文本、图片、音频、视频等类型信息，从获取、传输、存储、处理到发布利用的全过程，形成了多方位、低成本的新农村信

项目背景：现有船舶设计及强度评估方法已经处于缓慢发展 阶段，但是船舶结构安全事故（尤其是针对大型船舶）却屡见不 鲜，传统的技术方法在提升船体结构强度的同时，也直接导致船 舶建造成本和船舶营运成本的快速增加，因此船舶结构安全保障 技术发展已进入一个瓶颈期。类比其他行业如桥梁飞机等，发展 方向已逐渐向智能化监测以及预警及决策转变。为打破瓶颈，针 对船舶结构安全性的技术方向也应向智能化感知及辅助决策方 向转变。其中的主要研究要点为智能感知和数字孪生关键技术， 技术路径为构建传感系统的搭建与优化体系、研究结构状态智能 感知和数据挖掘方法，建立基于感知数据的载荷反向识别、数字 孪生模型与驱动更新技术，以及基于智能算法的安全评估技术， 该技术不但可以在营运过程中保障船舶结构安全，还可以船舶设 计优化和完善规范有重要的指导意义。该需求技术国内外均处于 初步研究阶段，国外船级社 DNV 已有该类产品，但国内尚无同类 产品，并未形成行业壁垒，可实现研究自主化，获得自主知识产 权，填补国内空白；该产品的研发也有利于实施国家制造业发展、 山东省产业转型和青岛市海洋发展等国家和地方战略，在抢占行 业高地的同时带动产业链升级。 所需技术需求简要描述：1.传感器网络布局优化及数据采集，硬件传感网络布局覆盖全船结构，最大监测点不小于 128， 最高采样频率不低于 500Hz；2.船体结构感知系统智能化数据处 理，实现结构正常状态数据和异常状态数据的模式识别；3.船舶 结构智能孪生模型构建及同步演化；4.结构安全在线评估，并提 出结构安全完成任务使命所需的运维处理和运维策略。  对技术提供方的要求:1.在船体结构监测领域具有一定的研 究经验；2.具备相关领域软件开发和硬件集成、测试能力；3. 具有相关技术的研发和软件开发背景；4.具备船级社质量管理体 系认证。