1 成果简介本项目在研发过程中得到了教育部留学人员归国基金、教育部博士点基金、自然科学基金、国家科技支撑计划的部分支持，经过主持单位和协作单位的联合攻关，经过 8 年的时间研究完成的。通过实验室小试，开发出可将污泥停留时间和水力停留时间分离的新型多孔微生物载体，研究了好氧-厌氧耦合污泥减量化的机理。采用设计的新型载体构建了中试装置，进行现场中试和实际应用，取得了一系列突破性的进展和成果，并成功的将该项目应用在生活污水、河道污水和工业废水的治理中，在项目研究过程中共申请国家发明专利 6 项（其中5 项已授权），实用新型 1 项，发表论文 30 余篇，翻译教材 2 部。 该项目在实施过程中，主要取得如下几个方面的技术突破： （ 1）研究了好氧-厌氧耦合体系在处理废水的同时对污泥减量化的作用机理，开发出好氧-厌氧多次反复耦合原位污泥减量技术。 （ 2）对多孔载体的结构及对剩余污泥的截流效果进行了全面研究。设计了一种空隙率高、对污泥截流效果好的多孔载体。 （ 3）开发出以天然高分子为助凝剂的铁盐混凝除磷技术。 （ 4）实现了该技术的实际推广应用，分别应用于处理城市生活污水、农村的生活污水、工业废水和河道污染治理中。在高碑店污水处理厂进行的运行两年的 103/d 的中试实验结果表明，运行效果稳定，在水力停留时间为 12h 时，出水 COD 保持在 60mg/L 以下，出水 SS 在 30mg/L以下，两年不需要排泥。在广东肇庆处理 5m3/d 的高浓度发酵制药废水（ COD 2000~3000 mg/L），运行近一年的实验结果表明，在水力停留时间为 27h 时，出水 COD 保持在 100 mg/L 以下，出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中试试验研究的基础上，我们将该技术推广应用于青岛即墨市两个社会主义新农村的生活污水处理（日处理量 150~180 吨），上海浦东区金家村农村生活污水处理（适于不同地理特点的 170 套反应器，服务人口 2120 人），佛山市石角涌河道截污工程（日处理量 1000~3000吨）和河北威远生物化工有限公司的农药废水处理项目（日处理量 780 吨）。应用结果表明该技术可以有效地去除废水中的有机物及氮，同时实现原污泥减量化，而且对于用常规方法不能去除的有机物（如苯、苯酚等）也可以有效地去除。新型多孔微生物载体技术在污水处理过程中不需要对剩余污泥进行处理，运行管理简单，运行成本低，具有广阔的应用前景。2 技术指标生活污水经过处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002》一级B 排放标准；处理生活污水的过程中剩余污泥减量 60~75%；处理河道污水的过程中剩余污泥减量 70~85%；多孔微生物载体的使用寿命在 10 年以上；工业污水由于种类较多，排放标准不一，需要根据具体的情况进行确定。3 应用说明本技术主要是应用于新建或者现有污水处理厂污泥减量、废水处理方面。该技术利用多孔载体和定点曝气技术，在反应器中实现了沿载体轴向、反应器水流和高度方向的多层次好氧-厌氧反复耦合环境，从而在同一个反应器中实现好氧-厌氧微生物反应的耦合。实验室采用人工废水的小试研究结果表明，该类耦合体系的 COD 去除率大于 90%，而与传统废水处理工艺相比，剩余污泥的产率可以减少 90%以上。 对该类耦合体系实现污泥减量的机理研究表明，好氧区增殖的污泥进入下游的厌氧区后发生死亡溶解释放出胞内蛋白质等组分，进一步被降解成小分子物质，这些物质流入下游好氧区被污泥再次利用，强化了污泥的隐性增殖；而微型动物的稳定存在强化了捕食效应。整个过程伴随着 CO2、 N2 的释放，使得进水中有机物以气体形式脱离体系，从而实现了废水的净化处理和剩余污泥的原位减量。 为了进一步将污泥停留时间和水力停留时间分离以实现污泥减量效果，本研究设计开发了新型的多孔微生物载体。采用设计的新型载体构建了中试装置，进行现场中试和实际应用，取得了一系列突破性的进展和成果，验证了新型载体的实际应用效果，并进而成功地将该技术应用在生活污水、河道污水和工业废水的治理中，在处理生活污水的过程中可以使污泥减量 60~75%，处理河道污水的过程中可以使污泥减量 70~85%。4 效益分析城市污水处理厂污泥安全处置工作有其艰巨性和复杂性，特别对于污水处理规模较小，污泥厌氧发酵无法实施的地方，污泥减量化污水处理技术的应用将成为必要的选择。通过该技术的实施，可以大量的减少剩余污泥的产量，减少填埋用地，节约土地资源，避免了对环境的二次污染。同时，由于污水处理厂对污泥处理量的减少，运行费用随之降低，而且运行管理简单，对促进我国水处理事业的发展有积极的影响。 该技术既可以用于生活污水的处理也可以用于工业废水的处理，适用范围比较广，而且在处理污水的同时可以大量的减少剩余污泥的产量。不仅可以减少污水处理设备的投资，而且可以节省运行费用， 适于中小规模的生活污水处理及有机工业污水处理。5 合作方式技术转让或合作开发。

一种新型的高效生物脱氮技术，特别针对我国特殊污水处理国情开发研制。 该技术具有无需有机碳源、脱氮负荷高（1.1-1.5 kg NO3--N/(m3 .d)、处理成本低、占地面积小等优点，适用于我国大范围的低碳氮比污水脱氮。 

        研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。 图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局） 图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）

针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题，提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法，实现了聚醚砜表面类肝素化，从而提高其血液相容性，设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外，国产品牌血液透析器生产线现已投产，其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本，迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格，从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右，极大程度地降低了医疗成本和治疗费用，使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化，累计销售量800余万支，直接经济效益达13.1亿元，打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下，现已研发出便携式人工肾的第一代原型机，并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理，利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化；临床治疗效果显著，安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题，降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。 中空纤维膜血液透析器 原材料   提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜

项目成果/简介: 针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题，提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法，实现了聚醚砜表面类肝素化，从而提高其血液相容性，设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外，国产品牌血液透析器生产线现已投产，其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本，迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格，从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右，极大程度地降低了医疗成本和治疗费用，使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化，累计销售量800余万支，直接经济效益达13.1亿元，打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下，现已研发出便携式人工肾的第一代原型机，并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理，利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化；临床治疗效果显著，安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题，降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。中空纤维膜血液透析器 原材料  提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究

技术人才：高分子材料与工程专业；材料化学专业；应用化学专业

随着科技的不断发展，笨重的阴极射线管(CRT)显示器越来越不能满足需求。而液晶显示器(LCD)则因具有能耗低、重量轻、超薄、图像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛发展。 液晶材料是液晶显示器的核心材料之一，它赋予液晶显示器各种优良的性能。国内高档液晶材料主要被大日本油墨化学工业株式会社、日本Chisso公司、德国Merck公司垄断。目前，国内只有几家企业能批量生产中低档液晶材料，尚无厂家

一种基于(Ti,M)(C,N)固溶体粉的弱芯环结构新型金属陶瓷材料,其原料组分及各组分的重量百分数为10～20%的Co或/和Ni粉末,10～35%的第二类碳化物粉末和余量的(Ti,M)(C,N)固溶体粉,所述(Ti,M)(C,N)固溶体粉中M为W、Mo、V、Cr、Ta、Nb中的至少一种,所述第二类碳化物为WC、VxC(0

成果介绍超材料(Metamaterial),或其二维形式—超表面(Metasurface)由具有亚波长尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分为等效媒质和空间编码两种形式。由等效媒质描述的超材料(或超表面)我们称之为新型人工电磁媒质,由空间编码描述的超材料(超表面)我们称之为编码超材料(超表面)和数字超材料(超表面)。对于新型人工电磁媒质,人们通过自由设计单元结构、单元排列方式、以及单元各向异性,可以根据意愿控制等效媒质的媒质参数,实现自然界中不存在或者很难实现的介电常数和/或磁导率,进而控制电磁波。本成果对于新型人工电磁媒质对电磁波的调控作用,例如隐身衣、电磁黑洞、雷达幻觉器件、远场超分辨率成像透镜、新型透镜天线、隐身表面、极化转换器、人工表面等离激元器件及混合集成电路等。技术创新点及参数对于编码和数字超材料(超表面),我们提出基于空间编码调控电磁波的新思路。其中,一比特编码超材料选用相位差接近180度的两种基本单元(记为0单元和1单元),按照一定规律排列0和1单元构成超材料,以实现所需的设计功能。当电磁编码采用FPGA控制时,可实现现场可编程超材料,即单一的超材料在FPGA的实时控制下可实现多种功能(例如单波束、多波束、波束扫描、隐身功能等)。市场前景本成果获得国家自然科学二等奖。该项目突破传统模拟超材料的等效媒质表征方法，创造性地提出用 0 和 1 表征的数字超材料，建了数字编码和现场可编程超材料新体系；在国际上率先从微波传输线的角度研究人工 SPP 超材料，提出一种性能优越的超薄、可共形 SPP 传输线，开辟了基于 SPP 模式的微波领域新分支，实现了超材料研究从跟跑、并跑变成走在世界前列的跨越。