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

项目研究内容： 1、开发基于工业现场总线技术，集检测、控制和优 化等功能于一体，具有高适应性、高可靠性和高稳定性等特点的低成本控 制系统，达到协调处理过程中各设备的动作，最终保证外排废水达标。 2、 在废酸水工艺处理过程中，中和过程的非线性、滞后性，本项目采用分层 递阶优化的非线性系统预测控制，通过对系统的非线性部分的预估和协 调，将原来非线性协调滚动优化问题转化为线性协调的滚动优化，即保留 了线性系统

水处理工艺退火工艺团矿、冶金、材料、自动化

反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，即在一定的压力下，水分子可以通过反渗透膜，而源于水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过反渗透膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。反渗透是当今世界上最先进和最节能有效的膜分离技术。它主要利用半渗透膜的渗透原理，通过一定的方式给它施加一种压力，反于自然渗透方向的力，使浓溶液中的水向稀溶液中渗透，这种方式称为反渗透。由反渗透元件组成的装置为反渗透装置。由于反渗透膜的膜孔径非常小因此能够有效的去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率达到97%~98%）。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简单等特点。 反渗透设备适用于食品、饮料、化工、医院、电子等行业的水处理设备，也可作为社区、工业区、油田等的净水屋的核心设备。 产品特点： 1、连续运行，产品水水质稳定 2、无须用酸碱再生 3、不会因再生而停机 4、节省了反冲和清洗用水 5、以高产率产生超纯水（产率可以高达95%） 6、无再生污水，不须污水处理设施 7、无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施 8、减小车间建筑面积 9、使用安全可靠，避免工人接触酸碱 10、减低运行及维修成本 11、安装简单、安装费用低廉

海辰环保一体化生活污水处理设备，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》(GB3838-88)和《污水综合排放标准》(GB8978-96)的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算; 根据小区生活污水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以，化粪池应与污水处理方法相结合。 小区生活污水处理常用的几种处理工艺: 1、污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水 ↑←污泥回流↓ 2、污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水 3、污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法) 加药 4、污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水 加药 5、污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→混凝过滤→出水 回用工艺流程: 生物处理出水再经混凝过滤和消毒 在流程开始时一般要考虑设置均化池，这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。

针对再生水中氮、磷、有害病菌难以同步去除问题，以天然沸石为载体，对其进行盐-热复合改性，负载镧氧化物，再载入无机抗菌离子，赋予沸石同步脱氮除磷抗菌功能，为再生水处理提供重要技术支撑。氨氮初始浓度为 8mg/L、总磷浓度为 1mg/L、大肠杆菌浓度为 104cfu/L，复合水处理材料投加量为 2g/L，搅拌 3h 后，其脱氮率达到 99.2％，总磷和大肠杆菌均未能检出，吸附饱和材料可多次进行再生利用。

        对于难降解工业废水的处理，单独催化臭氧氧化技术存在臭氧剂量大、气体回收难、出水毒性高等问题，而单独生物降解处理难降解有机废水周期长、设备成本高。催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合工艺则将按序进行的催化氧化装置和生物挂膜装置两个处理单元合并，利用催化臭氧技术提高难降解有机废水的可生化性，同时采用生物膜技术减少后续处理成本，能够实现低成本提高COD、色度和浊度去除率的效果，同时降低出水毒性，减少环境生物风险。

成果与项目的背景及主要用途： 双氧水是重要的无机化工产品，广泛应用于国民经济各个领域。目前国内双 氧水生产主要采用蒽醌法，蒽醌法生产双氧水较电解法具有能耗少、成本低和易 于实现大规模生产等优点。蒽醌法双氧水生产工艺一般包括氢化工序、氧化工序、 萃取净化工序和后处理工序及其他辅助工序，由于蒽醌法生产工作液系统循环工 作的特殊性，对后处理工序的要求很高。它除脱除工作液的水分、调节 pH 值、 分解萃余双氧水外,更有对工作液进行洗涤、清除其中杂质、再生降解物的作用， 是双氧水生产中的一个关键工序。 技术原理与工艺流程简介： 9天津大学科技成果选编 10 在双氧水生产过程中分离操作是非常重要的过程，主要设备有萃取分离塔、 干燥器和碱分离器。若萃取塔的萃余液中双氧水分离不好，将增加干燥塔中碱的 消耗，若碱沉降器分离不好，将使白土床氧化铝失效快，增加氧化铝消耗和影响 蒽醌降解物再生效果，并且易使整个工作液系统呈现恶性循环，给安全生产带来 隐患。 针对上述情况，天津大学对双氧水后处理系统采用先进的塑料聚集板技术， 这样大大提高分离效率，且可以减小分离器容积。这种结构油水分离器的优点是： 1、塑料波纹板是正反交错叠置放入分离器内，作为一个多层板油水分离器， 不需内部固定支撑部件的条件下，尽可能缩小板距，提高脱油效率，且安装、检 修方便。 2、液流在波纹板组通道内的流动路程呈“之”字形，流动方向和流动截面均 在不断变化，这就为油滴在波纹板表面的粘附聚结和油滴之间的碰撞聚结，提供 了更多的机会，油滴在浮升过程中聚结，在聚结过程中浮升，从而有效地提高了 脱油效率。 3、可以采用波峰高度较低的波纹板，板组的当量直径小，能在较大处理量、 较短停留时间下，保持层流状态；且板组内液流分布比较均匀，避免了由于短路 和死角等造成的不良影响。 4、对于卧式分离器，在原料进入端加装一段垂直放置的波纹板，既有利于 液流分布均匀，又对固体悬浮物也有一定脱除作用。 技术水平及专利与获奖情况： 国际先进水平；获国家发明专利一项；获天津市科技奖。 本成果采用先进的分离技术和装置对双氧水后处理系统进行设计和改造，可 以使原装置扩产 40%～120%的条件下，干燥塔出口处碱含量低于 8 毫克/升，沉 降器出口处碱含量低于 4 毫克/升，萃取塔的萃余液中双氧水的含量低于 0.15 克/ 升。 应用前景分析及效益预测： 国内已有数十家企业采用蒽醌法生产双氧水，普遍存在后处理系统落后的缺 点。因此，采用先进的分离技术和装置对双氧水企业进行改造将具有广阔的应用天津大学科技成果选编 前景。如：某双氧水厂原来从碱沉降器排出的碳酸钾溶液量为 0.5m3 /h，有时萃 余液含双氧水高时，排出的碳酸钾溶液每小时高达几个立方米，碳酸钾消耗量为 3.0 公斤/吨双氧水，后续处理过程活性氧化铝消耗量为 11.5 公斤/吨双氧水。对 干燥塔和碱沉降器进行改造后，经过安装试运行，六个月来生产稳定，物料夹带 碳酸钾溶液量极少，每日从碱沉降器排出的碳酸钾溶液量为 0.08 立方米。碳酸 钾消耗量为 0.6 公斤/吨双氧水，活性氧化铝消耗量为 5.2 公斤/吨双氧水；全年节 省各项消耗达 132 万元。 应用领域： 现有双氧水生产企业和新建双氧水企业。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 现有双氧水生产装置或新建双氧水装置设计及提供设备。 合作方式及条件： 技术服务和装置内件供货。

双氧水是重要的无机化工产品，广泛应用于国民经济各个领域。目前国内双氧水生产主要采用蒽醌法，蒽醌法生产双氧水较电解法具有能耗少、成本低和易于实现大规模生产等优点。蒽醌法双氧水生产工艺一般包括氢化工序、氧化工序、萃取净化工序和后处理工序及其他辅助工序，由于蒽醌法生产工作液系统循环工作的特殊性，对后处理工序的要求很高。它除脱除工作液的水分、调节pH值、分解萃余双氧水外,更有对工作液进行洗涤、清除其中杂质、再生降解物的作用，是双氧水生产中的一个关键工序。在双氧水生产过程中分离操作是非常重要的过程，主要设备有萃取分离塔、干燥器和碱分离器。若萃取塔的萃余液中双氧水分离不好，将增加干燥塔中碱的消耗，若碱沉降器分离不好，将使白土床氧化铝失效快，增加氧化铝消耗和影响蒽醌降解物再生效果，并且易使整个工作液系统呈现恶性循环，给安全生产带来隐患。针对上述情况，天津大学对双氧水后处理系统采用先进的塑料聚集板技术，这样大大提高分离效率，且可以减小分离器容积。这种结构油水分离器的优点是：1、塑料波纹板是正反交错叠置放入分离器内，作为一个多层板油水分离器，不需内部固定支撑部件的条件下，尽可能缩小板距，提高脱油效率，且安装、检修方便。2、液流在波纹板组通道内的流动路程呈“之”字形，流动方向和流动截面均在不断变化，这就为油滴在波纹板表面的粘附聚结和油滴之间的碰撞聚结，提供了更多的机会，油滴在浮升过程中聚结，在聚结过程中浮升，从而有效地提高了脱油效率。3、可以采用波峰高度较低的波纹板，板组的当量直径小，能在较大处理量、较短停留时间下，保持层流状态；且板组内液流分布比较均匀，避免了由于短路和死角等造成的不良影响。4、对于卧式分离器，在原料进入端加装一段垂直放置的波纹板，既有利于液流分布均匀，又对固体悬浮物也有一定脱除作用。