成果与项目的背景及主要用途：本技术、设备与配套的产品应用于污水处理领域。其成果主要包括：新型膜组件反应器、新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统。其中新型膜组件反应器是以聚偏氟乙烯（PVDF）为材料，以耐腐蚀材料为骨架，具有独立知识产权；新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统能够具有：出水清澈透明、容积负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力大、剩余污泥产量低、系统运行管理简单、运行成本低、易于集成并实现自动化等特点。本产品具有联合组装曝气功能，应用该它可以很好的将区域污水、洗浴废水、生物难降解废水和医药制药废水等进行处理。处理后的出水水质完全满足国家城市杂用水的水质标准。是目前国内外公认的、在区域（小区、开发区等）中水回用领域中最先进的处理技术之一。 技术原理与工艺流程简介：近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器（MBR：Membrane Bio-Reactor）作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤膜与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器，以膜分离过程取代重力沉降过程，不论污泥颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统运行失败。此外，采用膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理含碳有机物，能使有机物深度氧化，并且能完全保留生物体，使污泥保留的时间相当长，从而完全保留体系中缓慢生长的硝化细菌，可同时通过硝化与反硝化作用成功除氮，在低温时亦能维持高处理能力。MBR 反应器能够维持高处理能力而使处理厂规模缩小，还可通过维持低 F／M 比例减少剩余污泥产量。对于各类污水，使用本产品进行处理是一种特别有效的方法，它可以将生物降解的物质分离出去，而将微生物留在生物处理池中。这样可以使生物池内微生物的含量处于最佳浓度，反应速度最快。和其他污水处理方法相比，使用膜生物反应器进行再生水处理不仅可以节约大量水资源，还可以减少设备占地，节约能源，减少设备和运行和管理费用，避免二次污染，有着很好的环境效益、社会效益和经济效益。 技术水平及专利与获奖情况： 已经获得的相关专利： 1．带有电位测控的工业废水处理系统（发明专利） 2．膜反应器（实用新型） 已经申请的相关专利： 1．超声波膜反应器（2004200289565.4） 2．工业废水气动搅拌机（200420056558.3） 已经获得的奖项：高校节水技术（天津市科技进步二等奖） 应用前景分析及效益预测：通过本产品的应用，可以带来巨大的环境效益、生态效益、经济效益及社会效益，通过中水回用项目，使天津大学成为国内第一所具有一流的教育环境、一流的节水技术（包括节水器具）全面综合开发的研发基地，为实现天津市创建环境保护模范城市的奋斗目标，为天津市的发展以及全国各高校的建设提供了一定的借鉴作用。该项目经济效益显著，其年投资与效益分析约为 1:0.4 左右，即可以得到约 40%的回报。 应用领域：环境保护、污水回用。

将石墨烯进行二维或三维组装，制备透明可导电薄膜、复合导热膜及吸附材料技术。

通过精细调控Ge2+离子前驱体溶液与已制备的锡纳米颗粒反应，合成带隙可调的半导体锡锗合金纳米晶（0.51 eV至0.71 eV）。使用的锡纳米晶模板可以大大降低反应的成核、结晶和生长的反应能垒。与以前报道的反应温度（约300 ℃）相比，课题组的方法可以在较低的温度下（60-180 ℃）得到锡锗合金纳米晶。课题组深入阐明了从锡到锡锗合金纳米晶的相变机理，清晰揭示了从不均匀核壳结构到均匀合金结构的演变过程。

本发明提出一种光学倍频的纳米位移计量传感器，包括激光器、偏振分光棱镜、1/4 玻片、角锥棱镜、平面反射镜、偏振片、光电探测 器和底座。本发明的传感器采用光学倍频技术，直接在光学结构上将 光程差进行 8 细分，同时采用偏振分光棱镜和 1/4 玻片组合减少了光 能损失，保证了干涉条纹的强度，具有结构简单，精度高，测量范围 大，抗干扰能力强等特点，并且相比于单路光束系统在某种程度上可 减小非直线运动所造成的误差。

该发明公开了一种新型宽带介质加载回旋行波管高频系统，属于微波、毫米波和太赫兹器件技术领域。该系统包括一次连接的预群聚段、线性放大段、非线性放大段、以及输出渐变段，预群聚段、线性放大段、非线性放大段、以及输出渐变段包括金属圆波导外壳、贴和圆波导内壁加载的环形无损介质加载波导，线性放大段角向均匀地设置有矩形有损介质片，并沿轴向呈周期性分布。该发明通过加载无损介质波导改变整个高频结构色散特性；使电子注曲线与波导色散曲线在宽频段范围内满足谐振条件，确保宽频带工作特性；同时采用渐变的输出结构，解决高频点增益低带来的输出功率低问题。该发明既能满足宽频带工作需求，又能在频带范围内提供较高的微波功率输出。

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系统、毫米波雷达成像系统和毫米波定向能武器系统,是毫米波拒止武器系统必需的大功率微波源。主动拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人体表皮的痛觉神经，使人感到剧烈灼痛达到驱散非合作人群的目的。可用于装备部队作战、维和、反恐(针对恐怖活动与恐怖分子,尤其是人体炸弹)，装备警察用于制暴、监狱控制、重要目标(军事、政治、经济及安全设施和人员等)保护（如军事基地、军事禁区、使领馆、航船、机场、重要场馆等的防护）及反海盗劫持活动等等，这对保障国家安全具有重要作用。 本项目在突破一系列关键技术的基础上研制出了低电压、小电流3mm波段高功率连续波回旋振荡管，在关键技术研究上有一系列创造性贡献。 研制成功了高效、高模式纯度TE62模式的W波段连续波回旋管：频率94 GHz、工作电压29.4 kV、工作电流2.2A、输出功率26.5 kW、效率41%。其各项参量达到和超过合同指标，器件综合技术水平达到国内领先、国际先进水平。 目前国内100万人以上大城市数量已达到100多个，按照目前大型城市安全需要，每个城市为其各重要部门的综合安全防护系统总共配备10套主动拒止武器系统，每套按500万元计算，创造的经济价值约为50亿。每套成本低，单套实验演示系统造价小于500万元，仅为美国每套造价的8%；其核心器件3mm高功率回旋振荡管及相关关键技术、配套器件实现完全国产化。

本项目响应工业生产过程对节能传热设备需求量日益增长的发展机会，充分利用我们在高效节能设备研制和产业化方面的成功经验，自主研制新型扭曲管换热器，并实现扭曲管换热器制造产业化。本项目通过采用扭曲管可以使换热器传热能力增加10％-20％，壳程阻力下降50-70%，将大幅度提高扭曲管换热器的节能潜力，实现节能25-35%。扭曲管换热器提升了我国新型高效节能设备的整体技术水平和市场竞争力。在扭曲管换热器内，由于壳程为螺旋流，大大增强了壳程的湍流度，从而强化了壳程传热；由于扭曲管的结构特点，即使管程为高粘度流体或流速较低时，也会获得很高的湍流度。由于管子之间的多点自支撑结构，省去了折流板，实现了流体纵向流，流动分布和流速比较均匀，消除了换热管振动问题。由于壳程采用无折流板结构，实现了全程纵向流，使得壳程压降大大降低；同时由于分布均匀，没有流动死区，有效传热面积大大增加。这些结构特点，大大强化了换热器的传热系数。由于流速均匀、无死区，而且管壁温度比较均匀，大大降低了结垢的可能性。无振动、少结垢，从而延长了维修周期，降低了维修费用。该技术不改变换热器的外形结构，保留了管壳式换热器的特点，具有易于推广的特点，具备较好的工业应用前景。目前已做了大量的前期开发准备及示范工程。

近年来螺杆、螺旋形管在我国空压机、冷冻机、螺杆泵、塑料机械中应用越来越广泛。但我国螺杆空气压缩机、冷冻压缩机、泵、塑料机械不但在设计技术上与国际先进水平有差距，在制造技术上更加落后，严重制约了我国这四大类机械产品在国际和国内市场上的竞争力。 为此应该对我国螺杆制造技术的现状和水平有一个清醒的认识，尽快追踪国际先进制造技术的发展趋势，使我国螺杆制造技术和产品质量早日达到国际上发达国家的水平。 为提高螺杆设计制造质量；应从扩展品种、规格；扩大产量、降低成本和售价三方面狠下工夫。提高制造技术的关键是采用新材料、新工艺、新设备。北京科技大学机械学院“管材深加工科研小组”开发的螺旋管（杆）高效成形新技术即属于螺杆、螺旋形管制造技术的关键新工艺与设备。

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系统、毫米波雷达成像系统和毫米波定向能武器系统,是毫米波拒止武器系统必需的大功率微波源。主动拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人体表皮的痛觉神经，使人感到剧烈灼痛达到驱散非合作人群的目的。可用于装备部队作战、维和、反恐(针对恐怖活动与恐怖分子,尤其是人体炸弹)，装备警察用于制暴、监狱控制、重要目标(军事、政治、经济及安全设施和人员等)保护（如军事基地、军事禁区、使领馆、航船、机场、重要场馆等的防护）及反海盗劫持活动等等，这对保障国家安全具有重要作用。