针对现有化工行业高毒性、低阈值VOCs处理方法存在成本高、效率低、安全性差、集成度低等问题，研发了以高压纳秒窄脉冲电源匹配双介质阻挡反应系统、与反应器协同的光催化系统、臭氧氧化催化剂等关键技术为核心的顽固有毒恶臭气体分子裂解装置及集成工艺。本技术是集物理、化学、催化等综合作用于一体，利用瞬间高强能量场，在降解区域产生大量高能电子，与有机物分子发生非弹性碰撞轰击，使得有机物质分子的化学键断裂、分解，经过降解区域的废气再通过耦合的氧化触媒床，协同降解，最终生成无害物，实现了高效低成本地消除恶臭污染。该技

该技术在保持和提高原工艺技术处理效率的前提下，只需在原有工艺中简单改进，投资少，运行管理简单，实现了污水处理过程恶臭气体减排，可免除污水处理单位因恶臭气体排放而带来的扰民困扰。该技术已经在江苏瑞祥化工有限公司废水处理站、仪征方顺粮油工业有限公司废水处理站示范应用，受到企业的高度好评，带来显著的环境及经济效益。

近年来，挥发性有机物(VOCs)与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化氧化、吸附、生物处理、低温等离子等。其中，废气生物处理的 原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害 的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在 国外已经有 50 多年的研究和应用历史，在美国、欧洲各国、日本和韩国均得到广泛应用。 国内从 20 世纪 90 年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于不同行业(尤其是污 水处理行业)恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的研究与应用成果表明:与其他技术相比，生 物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤 其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处 理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统研究和开发，在新工艺开发(紫外光氧 化+生物过滤)和反应器结构优化、新型填料开发、高效菌种筛选和培育、营养盐配方和填 料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂 废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域已获得省部级奖 2 项(华夏建设科学技术奖一等 奖、二等奖)，获得国家发明专利 4 项，发表论文 60 余篇。

1 成果简介近年来，挥发性有机物（ VOCs）与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。 VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化燃烧、吸附、生物处理等。其中，废气生物处理的原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在国外已经有50 多年的研究和应用历史，尤其在德国、荷兰等欧洲国家应用较为广泛。国内从 20 世纪 90年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于各种恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的 研究与应用成果表明：与其它技术相比，生物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。 本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统的研究和开发，在工艺组合（ 紫外光氧化+生物过滤） 和反应器结构设计、填料优选和构建、高效菌种筛选和培育、营养盐配方开发和填料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域获得省部级奖 2 项（华夏建设科学技术奖二等奖、三等奖），申请专利 5 项，发表论文 50 余篇。2 应用说明该技术适用于涂料与喷漆﹑有机原料及合成材料﹑农药﹑染料﹑石油化工﹑炼焦﹑制药﹑鞋厂﹑印刷厂﹑造纸厂﹑加油站﹑养殖厂﹑污水处理厂﹑堆肥厂等的废气与恶臭气体的处理。该技术还适用于建材市场、家具城、批发城等大型公共场所的室内 VOCs 处理。 可处理的挥发性有机物主要包括脂肪烃（低级脂肪烃（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烃（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有机物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有机物（胺）﹑含硫有机物（硫醇、硫醚）等。可处理的还原性无机化合物主要包括硫化氢、氨等。图 1 生物过滤除臭工程                         图 2 紫外-生物过滤废气处理工程 目前本课题组成果已经在北京、江苏、广东、湖南、河北、河南等省市的废气治理工程当中得到了成功应用。3 效益分析在处理低浓度的有机气体和臭气时，生物法的一次性投资是燃烧法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化学吸收法 1/3 左右；运行费用是燃烧法的 1/20、吸附法的 1/10、化学吸收法的 1/15。

项目处于研发熟化阶段。申请发明专利70余项，授权40余项（含美国专利2项），初步建立了一套自主知识产权体系。发明了多种用于检测有毒气体的聚合物气敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的灵敏度是美国PNNL的BSP3的3倍；提出了双端谐振型乐甫波传感器，发明了聚合物波导薄膜和叉指电极的优化制备工艺方法，与法国ENSEIRB的器件相比，将传感功能结构的灵敏度提高了12倍；发明了SAW气体传感器的温湿度补偿技术、快速解吸方法和电磁屏蔽方法。研制的手持式SAW气体传感器能对0.1mg/m3

针对城市排水管网有害气体如硫化氢（H2S）和甲烷（CH4）等风险管控难题，通过机制研究、模型建立、技术研发等形成了城市排水系统有毒有害气体管控集成技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 针对城市排水管网有害气体如硫化氢（H2S）和甲烷（CH4）等风险管控难题，通过机制研究、模型建立、技术研发等形成了城市排水系统有毒有害气体管控集成技术，近五年共发表11篇SCI论文，包括5篇Water Research.和1篇Environment International，并有1篇发表在我国高质量科技期刊 Journal of Environmental Sciences上，另外授权国家发明专利2项和计算机软著1项。简短介绍如下： 1）机制研究。针对排水管网内H2S和CH4产生机制不明的问题，揭示了生物膜在下水道H2S和CH4产生过程中所起关键作用，阐释生物膜内部空间结构动态演化对硫化氢浓度波动的影响机制，指明了下水道有害气体控制方向的“靶心”。 2）模型建立。针对排水管道中H2S和CH4产排规律不明及缺乏准确的预测手段问题，建立首个基于生物膜模型的城市排水管网水质数学模型BISM，首次定量揭示了复杂多变条件下排水系统中有害气体形成释放规律，为精准、高效管理控制排水系统有害气体污染提供了强有力的技术支撑。此外，开发了H2S产排预测软件，牵头制定国内第一个排水管网H2S风险管理技术标准“广东省地方标准《城市排水管网有毒有害气体监测与风险分级管理技术标准》”，并于大湾区各地试行。进一步，应用数学模型和实验证实，揭示厨余垃圾粉碎后排入下水道会带来H2S和CH4浓度剧增的风险，为我国的垃圾分类管理政策制定提供科学依据 3）技术研发。分别从①抑制生物膜内的SRB活动。②限制生物膜中的硫化物跨相迁移。③氧化污水中硫化物和④限制气态H2S在管内聚集，四个维度研发多种适用于排水系统的H2S控制技术和实施策略，提出H2S污染治理的系统化解决方案。 本集成技术属于国际领先技术，相应成果已发表在相关SCI论文上，并且其中5篇发表在环境领域顶级期刊Water Research上，具有很强的先进性和独占性。

项目简介 本成果是一种利用土壤净化恶臭气体的装置，由臭气加压系统、布气系统、土壤净 化系统、土壤加湿系统四部分组成。布气系统使臭气均匀排出上升进入土壤净化系统， 加湿系统使土壤净化系统保持一定湿度，利用土壤自身的净化能力如吸附、吸收出去气 体中有害物质，是一种体积小，运行成本低、管理方便、除臭效率高的装置。 产品性能、指标 （1）体积小，由于本装置简单，占

工业排放的挥发性有机污染物（VOCs）大多具有一定的环境毒性，VOCs的污染问题一直是世界各国极为重视的环境问题，并制定了相关排放法规。我国在生产和使用化学品过程中（如石化、制鞋业、皮革业、喷漆和涂料等行业），所产生的有机废气排放成为大气污染的主要来源之一，国内外实践证明催化氧化是治理工业有机气体污染物的最有效方法。本项目针对VOCs净化催化剂开发过程中要解决的两个关键难题（低温催化活性和高温稳定性；减少贵金属用量以降低生产成本），运用纳米技术开发了具有自主知识产权的净化催化剂的关键材料－高性能与稳定性有机结合的稀土储氧材料、高温稳定的大比表面氧化铝复合氧化物；在净化催 化剂的组成设计方面，充分利用我国丰富的稀土资源，提出了“稀土－非贵金属－微量贵金属”的催化剂活性组分设计方案，降低了贵金属用量，从而显著降低了催化剂生产成本；运用系统工程学原理解决了均质、稳定、高净化效率的整体式催化剂的制备工艺（真空涂覆－负压抽提技术）和基于纳米组装技术的活性组分一次性涂覆技术，从而制备了高性能的VOCs净化催化剂。本项目在多家化工企业得到了推广应用，产生了明显的经济效益和社会效益。

本中心所开发设计的各种工业气体分离、净化设备，如：氢气净化；氮气净化装置；空气变压吸附制氧、制氮装置；氩气净化装置等，在国内已有一百多台套在正常运行。许多国际著名公司如：德国林德、英国BOC、美国SG、日本酸素、松下等公司，都在使用我们设计生产的净化设备或者由这些设备生产的高纯气体。我们设计的净化设备已经销售的东南亚以及北欧等十多个国家，工作运行可靠，受到用户好评。 随着电子工业发展，大规模集成电路、液晶显示器的发展，对电子用气体需求量越来越大、纯度要求越来越高。如：一氯甲烷，二氯甲烷，三氟化硼，三氟化氮、六氟化钨、三氯化硼、乙硼烷、三氯甲烷、六氟化硫、七氟丙烷等特种气体，目前市场中供不应求，利润率非常高。由于制备技术及净化技术要求较高生产厂家较少。如投资建厂，将会有非常好的经济效益。

1. 痛点问题 水中内分泌干扰物、微囊藻毒素等微量有毒污染物对生态环境和人体健康带来潜在不利影响，已经演变成为全球性关注的重大环境问题。因此，发展微量有毒污染物的快速监测技术，对于应对微量有毒污染物环境与健康风险具有重要的支撑作用和现实意义。 仪器分析技术是水中微量有毒污染物标准检测技术，然而这类技术需要昂贵的仪器，冗长费力的样品准备过程和专业的操作人员，限制了此类技术在污染事故应急、现场快速监测等领域的应用。此外，对于总微囊藻毒素这类包含上百种结构变异体的混合物，依赖于化合物结构实现浓度分析的仪器分析技术无法穷尽，特别是捕捉到尚未鉴定出来的微囊藻毒素变异体。免疫分析技术利用抗体对抗原的特异性亲和作用，可实现对一种或一类微量污染物的快速高灵敏分析。基于免疫分析原理构建的酶联免疫检测试剂盒具有快速、高灵敏、操作简便、易于标准化等优点，其核心是抗体材料。特别是，为了筛查总微囊藻毒素结构变异体并预警蓝藻水华，美国环境保护署于2016年公布了最新的未管制污染物监测规则，其明确推荐发展基于酶联免疫检测试剂盒的总微囊藻毒素快速检测方法，其中，具有微囊藻毒素结构变异体广谱识别能力的抗体是发展该技术的核心材料支撑。 本项目攻克水中微量有毒污染物免疫检测中的关键瓶颈，有望解决现有技术痛点，为发展水中微量有毒污染物快速ELISA检测技术提供支撑。 2. 解决方案 针对水中蓝藻毒素，发明了一种广谱型微囊藻毒素单克隆抗体及其制备方法。该抗体能够特异性识别总微囊藻毒素与节球藻毒素Adda基团，检出限达到0.1 ng/ml，对12种微囊藻毒素结构变异体交叉反应率55~125%，线性范围跨越一个数量级，为研发总微囊藻毒素ELISA试剂盒提供了材料支撑。针对水中痕量内分泌干扰物，发明了固相识别雌激素受体的雌二醇衍生物筛选方法，可以筛选出与雌激素受体具有高特异性高亲和力的衍生物，进而可以缩短固相雌二醇与雌激素受体结合的时间，增加体外环境下的结合稳定性与亲和力；建立了一种利用间接竞争ELISA 高通量快速筛查多种内分泌干扰物的方法，可以实现水中多种内分泌干扰物的同步快速检测，典型标准曲线测试结果显示该方法对双酚A检出限为3.6 μg/L，定量检测区间为8.2-264.7 μg/L；对雌二醇检出限为3.2 μg/L，定量检测区间为4.2-12.0 μg/L；对壬基酚检出限为24.8 μg/L，定量检测区间为8.2-264.7 μg/L。 合作需求 1、寻求在水环境监测系统研发、生产和销售及运营服务的企业开展技术研发合作； 2、寻求在生态环境、水利、市政等政府部门或事业单位及受环保部门重点监管的污染源企业的环境监测相关应用场景对接资源。