BARMS的技术原理是制备了一种具有独特纳米微结构的微生物载体，BARMS载体（已申请国家发明专利）。BARMS载体是一种直径10微米大小的微球，可支持环境友好型的微生物在其表面生长，并形成稳定性极高的“材料-微生物”复合结构，可以适应各种不良环境，显著提高了系统的适应性和稳定性。

本实用新型公开了一种污水发电自净系统。系统包括污水集中池、拦污格栅、水轮发电机、反应池、污水电化学反应设备、电动分离机、电磁场吸附装置、强电场吸附装置等部分，污水发电自净方法是污水首先经过拦污格栅过滤，污水所蕴含的大部分机械能通过水轮发电机转换成电能，与太阳能发电和风能发电互补供给污水电化学反应设备、电动分离机、电磁场吸附装置和强电场吸附装置，从而实现污水自净处理。本实用新型具有运行费用低、结构简单、投资节省、操作方便、经济和社会效益显著等优点，在城市化、工业化快速发展和能源、水资源、水环境危机的背景下极具研究推广价值。

01. 成果简介 在油气田开采、石油炼制、运输、使用、贮存等生产或生活过程中，由于事故、操作不当、设备破损等原因，会造成原油或成品油跑、冒、滴、漏，与泥沙、水及其他污染物共同形成的固态或半固态混合物。本项成果采用具有两亲性和磁性的纳米颗粒材料，针对前述含油污水或油泥，提供了一种低成本、无害化、资源化处理技术，有望大幅降低油田污水处理成本及提高处理效率。 本项成果首次实现了磁性Janus颗粒的规模化制备，开发了污水处理工艺。经处理后的含油污水达标排放，磁性Janus颗粒可以回收并循环使用，实现污染物的资源化治理。通过实验室和现场的示范处理，效果显著。 02. 应用前景l  大型石化、油田等企业的污水处理工程；l  野外或少量含油污水处理，开发移动式含油污水处理设备。03. 知识产权 相关成果已申请发明专利保护。04. 团队介绍 团队主要研究领域为高分子多尺度多功能复合方法学及其基本问题，项目负责人为教授、博士生导师，入选国家自然科学基金委杰青、中组部万人计划科技创新领军人才等人才计划，曾获国家自然科学奖二等奖、中国化学会/赢创化学创新奖等奖励，发表SCI论文200余篇，申请专利40余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

果汁生产中，在处理压榨过的或预过滤过的果汁澄清方面，微滤和超滤都已达到规模化应用水平。传统的果汁处理工艺包括浆果的粉碎、压榨、粗滤液的过滤和精加工，这些过程需要添加处理剂，如压榨助剂、过滤助剂等。

在石化和化工生产中，催化剂的应用非常广泛，反应后一般需要对产物和催化剂进行分离。由于无机陶瓷膜具有良好的耐热、耐化学溶剂和较好的机械强度，在石化和化工生产的催化剂回收方面显现了突出的优势，已经在多个厂家得到应用。

1.果汁浓缩和澄清技术 果汁生产中，在处理压榨过的或预过滤过的果汁澄清方面，微滤和超滤都已达到规模化应用水平。传统的果汁处理工艺包括浆果的粉碎、压榨、粗滤液的过滤和精加工，这些过程需要添加处理剂，如压榨助剂、过滤助剂等。 无机膜技术的应用对于提高果汁质量、降低操作成本是很有意义的。其一，超滤能将过滤和压榨结合在一个单元里操作，降低了生产成本。其二，无机膜处理有利于保持了果汁的原汁原味。其三，无机膜在果汁过滤中，具有渗透通量较高、蛋白质吸附少，机械强度好、耐高压反冲洗和过程中不变型以及热稳定性好可进行高温原位消毒等优点。 苹果汁的澄清 利用陶瓷膜澄清苹果汁是工业上广泛应用并获得成功的实例之一，陶瓷膜较长的使用寿命以及过滤后产品的风味和芳香不变等性能，使该技术优于其它分离技术如硅藻土过滤、高分子膜过滤等。 其它果汁的澄清 （1）红莓子果汁的澄清：应用陶瓷膜进行红莓子果汁的澄清已商业化。 （2）番茄汁生产中的应用：集成膜工艺在新型番茄汁的生产和浓缩领域有很好的应用前景，在微滤浓缩时，渗透通量变化不大，浓缩因子可达到2.5，进一步采用反渗透膜可将果汁浓缩到14-15Brix（白利糖度），渗透通量在20 l•m-2•h-1。 2.牛奶工业中的应用技术 无机陶瓷膜在食品领域的第一次工业规模化应用是乳清蛋白的浓缩，接着是牛奶蛋白的标准化，目前无机陶瓷膜在牛奶工业中的应用主要有除菌、乳清蛋白浓缩物的回收、牛乳的浓缩等，目前国外已经实现了工业化。 无机陶瓷膜在牛奶工业中的应用主要是超滤和微滤膜。微滤膜截留脂肪、细菌及大分子酪蛋白，透过乳蛋白、乳糖、盐类等相对分子量较小的物质，超滤膜截留液中则含有大部分乳蛋白，只有小分子物质如乳糖、可溶盐及非蛋白氮可透过膜。分离过程中影响膜通量的主要因素是浓差极化和膜污染，膜污染不仅降低膜通量，而且对截留液或渗透液的质量产生影响。污染物的主要成分是蛋白质、脂类和钙盐，膜污染在很大程度上取决于料液组分与膜面的相互作用，蛋白吸附是膜污染的主要因素之一，膜污染可通过化学清洗消除，酸性清洗剂通常采用硝酸（0.5％）或磷酸，碱洗则用氢氧化钠（0.1％），根据体系的特点也有采用其它化学清洗剂如过氧化氢、次氯酸钠等进行清洗。 陶瓷膜在牛奶行业的应用主要在以下几个方面： 1、牛奶的微滤除菌 2、全奶或巴氏杀菌奶的浓缩 3、蛋白质标准化 4、乳清蛋白的浓缩 5、酸奶的浓缩 6、牛初乳除菌中的应用 3.啤酒酿造过程中的澄清和分离技术 无机陶瓷膜应用于啤酒生产中主要是菌体去除以澄清啤酒和从罐底沉积物中回收啤酒。 细菌或微生物的存在会影响啤酒的风味并缩短其保质期，传统的过滤方法是采用硅藻土等进行过滤，该法可以去除酵母和一些细菌，但对细菌的截留去除并不理想，因此，在罐装前还需要巴氏杀菌以杀死细菌或微生物，由于涉及高温热处理，往往导致一些芳香化合物的氧化，影响啤酒的风味，同时杀菌后菌体并未彻底去除。 多孔无机陶瓷膜的错流微滤技术在替代巴氏杀菌、直接进行啤酒的澄清过滤方面是一种有广阔前景的新技术，采用该技术可避免啤酒的热处理，既达到除菌澄清的目的，又保证了啤酒的风味和口感。 技术特点： ▲可以从废弃的酵母中回收啤酒 ▲可完全去除酒中的各类微生物、酵母、果胶、悬浮颗粒及其他影响酒质的微生物 ▲产品中极易受损的醇香物质又不会受到任何破坏，可实现酒类的直接罐装 ▲获得色泽透亮且具有较长货架期和高品质的酒产品 ▲使得制酒过程变得卫生、简单、经济 ▲分离效率高，过滤效果稳定 ▲陶瓷膜耐酸、碱、有机溶剂及氧化剂，再生性能好，膜使用寿命长 4.葡萄酒工业中的应用技术 葡萄酒制作过程极为复杂，其中需要几个澄清过程来稳定酒质。传统的分离方法包括倾析、澄清精制、冷处理和过滤。经过倾析过程，可除去酒中如葡萄、酵母、蛋白、多肽、果胶、胶、不稳定的葡萄颜料、单宁及其它都能导致酒质混浊的悬浮胶体粒子，从而增加口感和澄清度。 精制澄清用于酒生产过程中的多个阶段，包括压榨果汁中酚类的去除、发酵后酒中蛋白质的降低以及装瓶之前新酒的苦涩味的降低。过去比较好的分离方法是用少量的精制澄清清洗剂吸附粒子或中和带点粒子使其絮凝和沉降，得到清澈的酒汁，冷处理能使酒食酸氢钾和酒食酸钙的晶体沉积，传统的过滤步骤包括硅藻土的初过滤、精过滤和有机膜分离菌体。 随着陶瓷膜技术的发展，可以采用陶瓷膜错流微滤和超滤技术代替澄清、除菌和原料酒的稳定处理，使制酒过程变的既简单经济又能保持酒的醇香风味。和国内葡萄酒生产企业合作，开发出用于葡萄酒除菌澄清陶瓷膜新技术。 技术特点： ▲可完全去除酒中的各类微生物、酵母、果胶、悬浮颗粒及其他影响酒质的微生物 ▲产品中极易受损的醇香物质又不会受到任何破坏，可实现酒类的直接罐装 ▲获得色泽透亮且具有较长货架期和高品质的酒产品 ▲使得制酒过程变得卫生、简单、经济 ▲分离效率高，过滤效果稳定 ▲陶瓷膜耐酸、碱、有机溶剂及氧化剂，再生性能好，膜使用寿命长 5.大豆深加工技术 大豆深加工主要是指从大豆中提取油脂、大豆异黄酮、大豆分离蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽、脱脂豆粉、食用纤维素等，目前的传统工艺多采用硅藻土过滤、板框过滤或离心分离，这种方法劳动强度大，分离精度低，产品收率低，后续操作水洗量大，废水排放量大。 采用无机陶瓷膜过滤加有机纳滤膜集成技术用于大豆深加工，克服了以上难题，使产品分离精度大为提高，可充分利用大豆加工副产物（如豆渣、豆皮、大豆乳清水），大大提高大豆产业链的产品附加值，为大豆深加工企业带来新的获利方式。 技术特点： ▲可从大豆加工副产品中提取大豆异黄酮、大豆分离蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽等 ▲分离精度高，透过液杂质含量少、澄清透明，减轻后续处理难度 ▲配套纳滤浓缩，形成膜集成系统 ▲连续工作时间长，再生简单高效 ▲膜元件使用寿命长，运行成本低 ▲全自动控制，半自动和手动系统兼备，劳动强度低

1.催化剂回收技术 在石化和化工生产中，催化剂的应用非常广泛，反应后一般需要对产物和催化剂进行分离。由于无机陶瓷膜具有良好的耐热、耐化学溶剂和较好的机械强度，在石化和化工生产的催化剂回收方面显现了突出的优势，已经在多个厂家得到应用。 与传统的沉降、板框过滤、离心分离所不同的是，陶瓷膜的催化剂与反应产物的固液分离中主要采用错流过滤方式。需分离料液在循环侧不断循环，膜表面能够截留住分子筛催化剂，同时让反应产物透过膜孔渗出。由于流体流动平行于过滤介质表面，使过滤阻力大大降低，从而可在较低的压力下保持较高的渗透通量，使过滤操作可以在较长时间内连续进行，使浓缩液催化剂固含量达到一个较高的水平。 传统催化剂分离方式的缺点： ▲催化剂流失量大，利用率低； ▲产品中催化剂含量易超标，影响品质； ▲催化剂再生不易彻底，使用寿命短； ▲自动化程度低、劳动强度大，多为间歇反应。 陶瓷膜分离技术应用于催化剂回收和再生的优点： ▲可回收超细粉体、纳米催化剂； ▲陶瓷膜可耐高温、耐有机溶剂、耐强酸强碱，可在绝大多数反应中应用； ▲产品中催化剂含量极少，提高产品品质； ▲催化剂损失率低，降低生产成本； ▲催化剂再生效果好，重复使用次数提高，延长催化剂寿命； ▲可实现全密闭自动化连续生产。 该技术已经在巴陵石化、蚌埠八一、金坛华阳化工厂、连云港三吉利化工有限公司等企业成功应用。 2.超细粉体陶瓷膜处理技术 在化工等领域，经常面临粉体颗粒悬浮液的固液分离过程。随着科技的进步，粒子的尺度逐渐趋于超细化，超细粒子的固液分离，特别是固液非均相高效分离极为困难。由于微粒的布朗运动，传统的重力沉降几乎无法使用。 以滤布为过滤介质的各类过滤技术，一方面由于过滤介质的制约，对超细颗粒过滤的截留性能差，产品流失严重，另一方面它是靠滤饼颗粒的架桥作用来实现颗粒的截留，如果颗粒越小，形成的滤饼层就越致密，随着滤饼层的不断增厚，过滤阻力大，过滤速度越来越小，滤饼的洗涤也十分困难，洗涤效果差，操作劳动强度大。离心分离难以实现大型化，一般的工业离心机只能分离微米级的颗粒，而且离心洗涤操作复杂，劳动强度大，效率低。水力旋留器也是依靠离心力的作用，使固体颗粒进行分离，但是主要用于液相湿法分级，而且其分离的临界粒径一般在10微米以上。 近年来发展的无机陶瓷膜在液体分离领域应用日益广泛，它独特的错流过滤方式，优异的物理、化学性能和机械强度，为超细粉体的生产提供了新型的分离和洗涤技术。 无机陶瓷膜具有耐腐蚀，机械强度高，孔径分布窄等突出优点，并且清洗方便，膜通量高，使用寿命长。处理粉体洗涤和浓缩时具有操作稳定，通量高，出水水质好，占地面积小。 陶瓷膜回收硫酸法生产钛白粉中废酸和废水中的钛白颗粒实例： 钛白粉是重要的化工产品，可广泛的用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、搪瓷等行业。硫酸法钛白粉生产工艺中最大的问题在于废酸、废水的排放量大，导致严重的环境污染。而随废酸、废水排放，则带去价格昂贵的偏钛酸粒子和TiO2粒子。由于这些粒子粒径小，常规的液固分离无法全部回收这部分粒子，排放后既污染环境又造成经济。使用陶瓷膜可以回收90％以上的钛白粒子，料液增浓后回上片槽处理，而渗透得到澄清的稀硫酸的溶液可回用，为陶瓷微滤膜在钛白粉水洗液的工业应用奠定了基础。 3.化工产品的净化与回收技术 无机膜除了在环保、食品、生物制药等行业得到了广泛的应用和开发外，在其它工业过程如化工、石油化工、新材料等方面日益受到重视，其应用涉及产品的净化与回收，对于提高产品质量和收率，降低生产成本具有重要的作用。公司已经为多家企业成功设计制造了相关陶瓷膜和有机膜工业装置，目前主要应用在以下领域： 1、钛白粉产品的回收 2、陶瓷工业的物料回收 3、纳米二氧化硅洗涤纯化 4、纳米氧化钛、氧化锌、氧化铝等氧化物的洗涤纯化 5、纳米碳酸钡等纳米无机盐的洗涤纯化 6、纳米高岭土、蒙脱石等矿物的洗涤纯化 7、纳米药物的洗涤纯化 8、纳米钛硅分子筛的洗涤 9、纳米催化剂的洗涤、截留 10、环保纺织助剂的洗涤纯化 11、荧光增白剂洗涤脱盐

技术成熟度：理论突破 反应器采用一体式生物流化床，好氧区，投加了悬浮载体果核活性炭，形成活性污泥及生物膜的有机结合体；缺氧区，安装三相分离器及搅拌片，使泥水混合均匀，能够及时排出反硝化所产生的氮气，进而提高脱氮效率。 设备所有结构均在同一壳体内，工艺运行方式灵活，由于其运行过程中不需额外投加碳源和絮凝剂，其运行费用较低。针对我国农村污水处理面临的不易聚集处理的问题，这种单体新型污水处理设备对我国农村污水处理有着较大的实用潜力。 运用一体式生物流化床处理村镇小区生活污水，为该工艺的应用推广提供科学的运行控制参数。 针对我国农村污水处理面临的不易聚集处理的问题，这种单体新型污水处理设备对我国农村污水处理有着较大的实用潜力。

本发明提供一种超导磁分离废水处理装置，包括磁种和絮凝剂投放器、混合器和超导磁分离器;所述磁种和絮凝剂投放器用于向混合器投放磁种和絮凝剂;所述混合器接有入水管，用于将所述磁种和絮凝剂与废水充分混合;所述磁分离器的一端与所述混合器通过管道连接，另一端接出水管，所述磁分离器中具有铁素体不锈钢材料制作的过滤装置。本发明预先加入磁种，使本身无磁性的有害物质与磁种充分结合，从而实现超导磁分离净化废水，因此能够广泛应用于工业和生活废水处理。同时，本发明成本低、效率高、耗电量小、可实现无人值守自动运行。