截至2013年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，污水处理能力约1.45亿立方米/日，较2012年底新增污水处理厂111座，新增处理能力约300万立方米/日。产生含水率80%的污泥超过2000万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥的产量以每年10%的速度在增长，将很快突破3000万吨。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂污泥量急剧增加，且每年仍以10%左右的速度增长。根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。

本项目在轻量化环保热塑性复合材料开发及应用，智能材料开发与应用，结构设计及分析等方面进行深入研究，已完成前端模块、座椅骨架、SUV尾门、保险杠、复材弹簧的开发。在材料、工艺、载荷方面取得了较大突破。 本项目团队来自北航交通科学与工程学院，团队成员包括孙凌玉教授、康宁副教授、李立军讲师、郭春杰高工以及团队中多位博士、硕士生。团队主要研究方向为复材结构设计与仿真、智能材料及失效诊断、优化设计与工艺仿真、连接建模仿真与实验等。

本项目在轻量化环保热塑性复合材料开发及应用，智能材料开发与应用，结构设计及分析等方面进行深入研究，已完成前端模块、座椅骨架、SUV尾门、保险杠、复材弹簧的开发。在材料、工艺、载荷方面取得了较大突破。 本项目团队来自北航交通科学与工程学院，团队成员包括孙凌玉教授、康宁副教授、李立军讲师、郭春杰高工以及团队中多位博士、硕士生。团队主要研究方向为复材结构设计与仿真、智能材料及失效诊断、优化设计与工艺仿真、连接建模仿真与实验等。

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

技术简介 污水厂产生的污泥容易腐化发臭，目前国内的污泥处置方法主要填埋和土地利用，处理过程中存在着卫生安全隐患和二次污染问题。针对这一现状，研发出一种利用污泥生产环保燃料的方法，可作为锅炉燃料，不仅达到了无害化处理污泥的目的，还充分利用了污泥热值，生产成本低且燃烧性能良好等优点。 图1 实验所用污泥样品 图2 污泥型煤燃料 创新点及性能指标 以污泥为主要成分，加入发酵菌发酵，降低污泥的有害组分和毒性，同时加入具有吸附污泥中异味作用的高效低成本吸附剂，即可能够提高污泥的热值，又减少污泥燃料产生异味，提高了污泥燃料环保性能。

目前我国的污泥处置方式主要由卫生填埋、堆肥、直接土地利用和焚烧。 而污泥含水率是制约污泥处置的关键,污泥含水率从95%降至60%是填埋与堆肥的 起点，从95%降至50%是焚烧的起点。传统的机械式脱水法能将污泥的含水率降 至75%左右，要进一步降低含水率就要靠污泥干化技术来完成，干化环节的新技 术研发是实现污泥处理系统节能降耗的着力点。本成果开发的污泥干化设备用于城市污水污泥的干化处理，克服了现有污泥 干化设备换热效率低，热量损失大，粉尘量高等缺点。该设备可实现自动化持 续作业，把含水率为85%-70%的污泥干化为含水率为40%-60%的含水率水平。

项目简介 本成果针对城市污水处理厂所产污泥的处理与处置问题，基于浆体燃料技术原理， 通过特殊的工艺和配方，制成可在工业炉窑、工业锅炉、电站锅炉中喷射燃烧的污泥煤 浆工业燃料，可代替重油、市场销售，不仅实现污泥的无害化、资源化，实现煤炭燃烧 过程的流态化、高效化和洁净化，从而综合获得环境、资源和经济效益。本成果源自国 家及江苏省相关科技资助项目，相关专利申请正在进行中。 性能指标 （1）煤粉浓度可达 50~68%。 （2）燃烧发热值可达 3500~4800 大卡/公斤。 （3）可代替重油

基于载荷强化和损伤的载荷谱处理新技术，用于加载谱和耐久性评价规范的制定。通过载荷的强化和损伤、结构抗疲劳设计和载荷谱中强度变化特征等提出了基于强度特征的轻量化设计和可靠性设计，并应用到等速万向传动轴零件的具体设计。

1、汽车零部件轻量化研发与应用。轻量化产品及工艺：汽车锻件在结构-工艺-性能一体化设计及制造等轻量化方面的关键技术开发和应用。轻量化材料：主要进行包括强度钢、镁铝合金高等新型汽车零部件轻量化材料应用。2、材料混晶。解决钢材晶粒组织局部粗大、混杂问题，目标5级以上。

本项目主要针对我国分散式农村生活污水及污泥处理的现状，结合蚯蚓的生物生态学特点，基于蚯蚓与微生物相互作用的生态学原理，采用“蚯蚓生物滤池+蚯蚓堆肥”联合对分散式污水污泥进行资源化处理与处置研究。在蚯蚓生物滤池处理生活污水过程中进一步优化填料的级配，提高其污染物降解及原位减量污泥的工艺性能，使其净化后出水满足《国家农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中的水作作物和加工、烹调及去皮蔬菜类别的灌溉标准；对蚯蚓生物滤池污水净化过程中产生的少量蚓粪污泥进一步发挥蚯蚓对污染物稳定及无害化的特性，采用蚯蚓堆肥技术稳定化与无害化处理蚓粪污泥，堆肥后泥质满足《污泥农用规范《CJ/T 309-2009 城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》的标准，为解决我国分散式农村生活污水污泥资源化处置的难题提供有效的途径。 项目负责人所在研究团队在中小城镇污水处理、剩余污泥减量化与资源化等生物处理技术方向上开展了 10 余年的研究工作，自 2010 年以来，相继获得“2010 年国家星火计划”、“ 2011 年国家青年自然基金”、“教育部博士点基金”等的资助。申请人自 2004 年在同济大学环境科学与工程学院攻读博士学位以来，一直致力蚯蚓生物滤池技术的工艺优化与机理研究。工艺方面主要集中于农村生活污水-污泥的同步处理，在研究过程中发现，蚯蚓生物滤池对污水的处理相比于其他工艺具有经济节约、管理方便的突出特点，尤其是污泥的产量少对于分散式剩余污泥的处置问题，更是提供了有利的解决途径。经过十多年的积累，申请人熟悉该工艺的运行控制参数与实验方法，具有一定的知识储备。建设的上海嘉定和四川青川县马鹿乡“蚯蚓生物滤池处理农村生活污水工程示范”运行良好。申请专利 1 项，授权专利1项。 本项目基于蚯蚓的生物生态学特点进行污水与污泥的生态型转化，工艺技术中无需传统生物处理中的曝气设备，也不会产生常规生物滤池堵塞的问题，因此，具有经济节约，技术高效，管理方便，基建及运行费用低等主要特点，在我国分散式农村生活污水污泥的资源化处理与处置方面，具有广阔的应用前景。 与本项目合作的上海泓济环保工程有限公司是一家废水、固体废弃物处理项目设计、施工、运营及设备销售于一体的高科技环保公司，上海市高新技术企业，拥有多项废水预处理、生化处理、含盐废水浓缩及零排放技术和固体废弃物处理技术，以及建设部颁发的环境工程专项工程承包资质、设计资质和环保部颁发的环境污染治理设施运营资质，综合实力位于行业领先水平。该公司长期以市场为导向，贯彻以技术服务为核心，工程和设备产品为两翼的发展战略，能够根据客户特定需求，结合专业水准开展针对性的研发工作，提出先进而创新的系统解决方案、解决问题。可以为本项目的工程化应用提供有力的技术与设备支持。