1. 项目概述常用的水处理技术有物理吸附法、化学氧化法和生物氧化法三类。其中以生物膜方式进行的生物处理过程能有效去除原水中可生物降解有机物、氨氮和铁锰等污染物，使出水更安全可靠，在当前的水处理工程中得到了最为广泛的应用，然而该方法主要适用于CODcr为100乃至200以上的“高”污染水，而对CODcr处于100以下的低营养度废水处理效率低下，故并不适用于低浓度生活污水、工业中水和富营养化地表饮用水的处理。综合利用生物膜，物理过滤和化学反应、沉积等过程处理污染水源的人工湿地净化技术作为一种经济有效、运行稳定的新型生态工程，近年来已成为备受关注的焦点。但该项技术占地大，处理时间长，对水质变化的适应性差，季节性差异显著，且生物量后续处理困难，极易形成滞后累积污染，无法大规模高效率应用于水质的处理。本项目针对为150以下的低浓度废水或富营养化地表水，将固定床生物膜处理、人工湿地生物预处理和微氧水处理技术引入富营养化饮用水源预处理过程，充分发挥其物理吸附、生物膜处理和植物效应的多级复合处理功能，结合多单元连续操作方式提高系统处理效率和可操作性，开发具有良好的水质适应性、耐候性，低能耗且无二次污染的高效生物复合床净化技术。项目成果形成自主的知识产权。具有广阔的工程应用前景。2. 技术优势（1）基于多孔介质填料固定床的生物膜强化水处理体系；（2）基于小风量曝气的高效微氧水处理系统；（3）单元化和模块化的生物复合床系统。以富营养化水源地的劣V类水（CODcr为50至100）为例，采用新型生物复合床技术，综合采用物理吸附与截留、微生物降解、植物吸附与吸收等手段，其出水可稳定保持在Ⅲ类乃至更优水平。

1 成果简介利用生物方法进行污水处理，已经经历了一个多世纪的发展。但是，在活性污泥法的应用中，仍然存在以下主要缺点：曝气池占地面积很大，曝气后气体排放造成二次污染；曝气过程中活性污泥、空气和污水三相混合不均匀，氧传递速率较慢，氧气利用率不高，使得曝气效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年来对环流反应器流体力学特性和工程应用的研究，提出了采用多级环流装置作为活性污泥曝气的新方式，并经过 10 多年的基础、应用以及工业化研究，形成了一套高效的活性污泥的处理污水的新工艺—多级环流曝气工艺。该工艺可改善氧的传质，增加氧的利用率，从而减少动力消耗；该工艺还可减少生物处理过程中剩余污泥的产量，减轻处理污泥的负担；同时，该工艺的生物处理构筑物占地面积显著减小，可节约投资。该工艺已经完成了 20 吨/天的工业中试，通过了专家鉴定；并在处理印 染污水等方面已经建成了工业应用装置，目前运行良好。 在多级环流曝气工艺的基础上，针对含有中低浓度难降解有机物的污水，本研究室又开发了厌氧-好氧耦合环流曝气污水生物处理技术，以提高难降解有机物的处理效率。通过在多级环流塔内的悬浮污泥中添加具有特殊孔隙结构和尺度的载体材料，利用氧的传递阻力在载体内部形成厌氧菌生存的环境，构成专性厌氧菌生长区。通过被动扩散和流体的冲刷作用，有机物可以扩散进入载体内部，并被厌氧菌降解，同时载体内部的厌氧降解产物也可进入流化床主体，实现厌氧生物降解和好氧生物降解的耦合。该工艺具有高效的好氧降解过程和厌氧降解过程， 且将厌氧和好像过程结合在一个装置中进行，高度集成化，设备投资小、处理效率高、占地面积小。该工艺已经在含酚废水、 PTA 废水、炼油废水方面已经开展了大量的工艺开发和工业模拟实验，取得了理想的处理效果。2 技术指标（ 1） 多级环流曝气：溶解氧浓度可达到 6mg/L 以上，较廊道式曝气池，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上。 （ 2） 厌氧-好氧耦合环流曝气： COD 的容积负荷可达到 7g/L∙d 以上，对 COD 浓度小于2500 mg/L 的含酚废水、 PTA 废水等废水， COD 去除率达到 95％以上。3 应用说明该技术主要针对各类石化、化工及其他含有难降解有机物废水的处理，小规模现场集成式污水处理（如机场、远郊住宅小区等）以及污水的点源治理。 多级环流曝气应用包括两种方式：① 以环流曝气塔式设备替换现有的曝气池、初沉池；② 在现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造。多级环流曝气塔为新型塔式曝气处理设备为专利设备，具有处理效率高，占地面积小等显著优势。 20 吨/天的工业中试结果（乙烯综合废水， COD 约为 1000 mg/L，）显示，和该厂现有的廊道式曝气池相比，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上， 出口废水稳 COD 定在 60 mg/L 以内，特别适合于土地资源紧张、处理效率要求高的生产、生活部门。多级环流曝气塔顶部还有集成的泥水分离器，可将出水中的污泥分离，在污泥沉降良好的情况下，可直接排放，不需要初沉和二沉设备，使设备投资、能耗以及占地面积大幅度降低；即使对沉降性能不佳的污泥，也可达到初沉的作用，节省初沉设备和运行费用。 通过对现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造，也可实现多级环流曝气，方法是在曝气池内改造曝气系统，加装多级导流筒内构件。其改造简单，投资小，但对废水处理的效果有显著的提高。采用多级环流曝气后，曝气池内的溶解氧浓度提高 50% （可达到 6 mg/L以上）以上，悬浮污泥浓度提高 30%以上，在达到相同处理效果的前提下，水力停留时间可减小 50%以上，处理负荷提高 50%以上，特别适合于对现有装置增容的技术改造。由于溶解氧浓度高，剩余污泥的产量也显著降低。 厌氧-好氧耦合环流曝气工艺，通过在多级环流曝气塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料内部形成的缺氧环境，可发生水解-酸化反应，通过水解-酸化将难降解有机物降解为挥发性脂肪酸，进一步由装置中主体的悬浮污泥进行好氧代谢，实现了厌氧—好氧生物降解的耦合，提高了难降解有机物的降解效率。工业模拟装置的研究表明，对 COD 浓度达到 3500mg/L 的含酚废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24h 内 COD 可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 浓度达到 2500 mg/L 的 PTA 废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 16 h 内 COD可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 达到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的炼油废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24 h 内 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述处理效果，均优于传统的 A/O 或者 A/A/O 续批式联合工艺，占地面积低于这些工艺的 1/8。4 合作方式商谈。

成果与项目的背景及主要用途： 随着经济发展，我国能源需求快速增长，富煤贫油少气的能源禀赋决定了我 国仍需以煤为基础能源，直接燃煤则造成了严重的环境污染。使用清洁燃料，煤 制油、煤制天然气是解决东部地区雾霾污染的重要措施。然而煤制气装置会产生 大量高有机物含量的废水，不能直接生化处理。内蒙新疆等地区，煤资源丰富但 环境脆弱，水匮乏。煤制气、焦化、兰炭等煤化工企业的废水治理已成为制约其 发展有瓶颈之一。 煤化工废水主要来源于煤气化或焦化炉后的急冷洗涤及净化等工段，气化及 焦化过程产生的焦油、酚、氨等物质大部分进入洗气废水中，含有氨氮、硫化物、 （硫）氰化物等无机物及焦油、酚类等有机物。其特点是水量大、污染物浓度高 成分复杂。目前对煤化工废水进行处理的要求是去除废水中的粉尘、焦油、硫化 氢、二氧化碳、氨氮、酚等无机和有机物，经过深度净化，进行达标回用。一般 流程为：隔油除尘→脱酸蒸氨脱酚→生化处理→深度处理。首先通过重力沉降， 旋流气浮等隔油除尘措施进行初级处理，然后进行物化处理，通过汽提进行脱酸 脱氨以及萃取脱酚，再经过生化，通过 RO、蒸发结晶等过程，实现水的深度净 144天津大学科技成果选编 145 化及达标回用，实现零排放。 技术原理与工艺流程简介： 本技术主要从煤化工废水处理技术流程的前三步——隔油除尘、脱酸蒸氨脱 酚及生化处理进行工艺设计改进。 （1） 隔油除尘 我们通过重力沉降及离心力场，使与水不相溶的与水密度有差别的游离油及 尘与水进行初步分离。为提高处理效率，通过 CFD 模拟计算与实验测试，对装 置进行优化设计，开发了平流隔油与旋流气浮结合的隔油除尘工艺与设备。 （2） 脱酸蒸氨脱酚 A、脱酸蒸氨，我们开发了专门适于脱酸蒸氨的板式形式，在提高传质效率 的同时，可显著防止结垢堵塞，延长检修周期（一年以上），该塔板形式已成功 用于工业实践。 B、萃取除油脱酚，经过脱酸蒸氨后的废水，不能直接进入生化系统，还需 要脱除其中的油及酚类。通常仍用萃取的方法。我们经过大量筛选与测试，开发 出了性能优良的萃取剂，在核心设备—萃取塔方面，开发了专门用于萃取的专利 填料，显著提高了萃取效率，降低了过程能耗。 （3） 生化处理 为提高生化处理效率，我课题组专门筛选和优化了适于酚类染污物的微生物 菌群，提高了生化速度，降低了处理成本。 技术水平及专利与获奖情况： 通过与企业的合作，可在我们已取得成果基础上，做进一步开发与优化，以 继续降低废水处理成本。形成新的具有知识产权的工艺技术，并进行工程示范。 合作方式及条件：具体面谈

项目简介（发明专利：200910068695.6）利用蒸发浓缩的方法回收废水中氯化铵、氯化钠的技术（热法）。天然卤水法利用复分解反应生产小苏打在其生产过程中会排出大量高浓度氯化铵、氯化钠母液，热法回收氯化铵和氯化钠，可以变废为宝，保护环境。但是该法生产存在两大难点：一是回收氯化铵、氯化纳就必需蒸发掉大量的水，能耗较大，成本较高；二是氯化铵溶液对设备产生极强的腐蚀，即使使用昂贵的钛材，在温度、浓度较高的情况下设备仍然存在腐蚀问题。本技术采用蒸氨、蒸发、结晶及分离工艺处理。蒸发采用多效、热泵、真空蒸发及余热利用等技术，选用降膜蒸发器及强制循环蒸发器，三效混流流程，蒸发中结晶析出氯化钠，蒸发后再冷却结晶析出氯化铵。本技术有效降低了设备操作温度，二次蒸汽和冷凝水可重复使用，减小了溶液对设备的腐蚀，节约能源，降低成本，提高了生产效率，没有二次污染，该技术已成功应用于回收氯化铵、氯化钠4万吨级规模的工业生产。二、市场前景用本技术可处理复分解反应生产小苏打母液，也可用于联碱法制氯化铵，不但可解决环保问题，还会有可观的经济效益，因此具有广阔的应用前景。三、生产设备蒸发器、分离器、结晶器、水罐、离心机、泵等。四、合作方式提供技术服务。项目负责人： 史晓平联系电话： 022-60204052，13323307376

1. 焦化行业的中水回用技术 包钢焦化厂于07年7月开始在1、3回收车间采用中水作为冷却水的补充水，2回收车间采用黄河水。

随着自动控制技术与信息技术在生产和管理中的普及应用，自动化与信息化已经成为带动企业工作创新和升级、提高管理水平和竞争力的重要方式。表面处理过程智能控制系统引入了自动化与信息化的基本思想，通过在现场增加检测设备采集电镀过程中的重要数据，增加控制设备和执行器实现对电镀槽的温度和电流密度的控制，并使用软件工程、项目管理思想以及软件组件技术实现对采集数据的信息化管理，既保证了电镀过程的稳定性和精确性，又实现了对电镀生产过程的信息化管理，提高了电镀生产的自动化水平。

项目背景：正火热处理工艺，是提高钢板韧性的重要工艺手段。常规的正火热处理工艺，加热后通常采用慢速冷却会导致相变温度提高，铁素体晶粒仍然会长大，室温组织细化效果被大大折扣；导致屈服强度降低。采用正火后加速冷却可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。基于对中厚板正火冷却过程的换热机理及钢板内部组织演变机理的分析，于2005 年开发了国内首套中厚板正火炉后控制冷却（NCC）装置。该装置可自由调节水量，满足不同钢种及规格的控制冷却的冷却速率要求；钢板冷却均匀，冷却后钢板平直度高；金相组织细化，综合力学性能得到提高，可以挽救轧线生产的不合格钢板，显著提高了正火后钢板的合格率。应用该装置开发了高强度高层建筑用钢 Q460E 钢板的奥氏体加热+控制冷却+回火的热处理工艺，已成功生产并应用于奥运会主会场“鸟巢”工程。关键工艺技术：采用正火控制冷却技术可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。对于低碳贝氏体类型钢，采用正火空冷无法得到需要的低碳贝氏体组织，性能无法保证；采用正火加速冷却则可控制相变温度，保证得到所需的低碳贝氏体组织。部分薄规格或中等厚度规格产品可以采取正火后加速冷却实现淬火，生产调制钢板。另外，通过正火控制冷却技术，还可以提高钢板的性能合格率 10-15%。常化冷却技术的核心设备是板带钢上下表面的冷却器，高冷速调节范围、高冷却均匀性是常化冷却技术的关键性、核心性问题。北京科技大学基于对板带钢冷却过程的换热机理及内部组织演变机理的研究，通过实验室研究与工程实践成功开发出具有自主知识产权的超密集冷却器及配套常化冷却工艺，可满足常化热处理产品常化后冷却工艺实施过程中所需的大冷却速度调节范围以及高冷却均匀性的需求，保证热处理产品强度与韧性的高度匹配。

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

随着经济社会的发展，生活垃圾产生量逐年提高，并在前些年造成了垃圾围城的现象。对于干垃圾的处理，已经从原先的填埋处理走向了焚烧处理为主。而对于湿垃圾，由于其热值低，燃烧不完全，易产生有害物质，所以主要依靠生物技术资源化利用。生物技术主要分为：有氧发酵－堆肥技术、生物转化－生产蛋白质饲料、无氧发酵－沼气利用。其中，生物转化途径存在潜在的、不确定性的传播疾病的风险。无氧发酵技术工艺流程较长，工程投资较大，沼气发电等后端设备维护成本较高，人员要求较高。因此，这种处理方式主要在城市建设。农村比较适合采用有氧发酵技术，其工艺简单、还可以改良土壤，投资也较小，适合小规模、分散化处理。 本项目开发了好氧高温菌剂制备技术，主要包括好氧高温菌的培养和富集技术、有机固体废弃物降解液菌剂制备技术、菌剂载体制备技术。项目还开发了高温堆肥模拟装置，可以在实验室模拟实际效果。最终，项目设计的阳光堆肥房，可以实现太阳能物料加热、自然通气排水，无需额外耗能。