研究内容 ：本课题主要进行了纳米材料的制备研究、纳米改性聚合铝 的制备及其在废水处理中的应用、 纳米改性陶粒的制备及其在废水处理中 的应用等三方面进行了研究。 其中纳米改性聚合铝的制备及其在废水处理 中的应用主要展开了纳米改性聚合铝的制备、混凝处理生活污水的结果、 混凝处理靛蓝印染废水、混凝处理混合印染废水等四方面进行了研究；纳 米改性陶粒的制备及其在废水处理中的应用主要展开了国产普通陶粒理

化工、制药、农药等行业排放的高盐废水是最难处理的一类工业废水，目前国内大多数企 业仍采用稀释生化法处理此类废水，只有少数企业采用蒸发脱盐。稀释生化不仅要消耗大量的 淡水资源，而且还增加废水的排放体积，不符合国家的污染减排政策。而蒸发脱盐不仅设备投 资高，而且运行成本也很高，且蒸发析出的盐往往会带有一些有机污染物，不能作为一般的工 业盐使用，甚至可能还要视为危险固体废物，必须委托有资质的单位进行无害化处置，费用非 常高。为了彻底解决高盐废水处理问题，本项目研究开发了高盐废水的资源化技术，即首先通 过催化氧化技术去除高盐废水中的有机污染物，然后将处理过的高盐废水用作氯碱厂生产氯气 和烧碱的原料，即实现了氯化钠的资源化利用。

该成果获教育部科技进步二等奖。该成果构建出高效稳定的快腐菌剂 PC1，该菌剂对难分解的木质纤维素类物质具有良好降解效率。该菌剂为复合菌剂，由具有良好协同作用的多种微生物复合而成。研究表明， PC1 对畜禽粪便、秸秆等天然的有机固体废弃物具有良好的降解效果（图片 1）。根据 PC1 生物学特性，研发出快速降解畜禽粪便、秸秆、枯枝落叶、橱余垃圾等有机固体废弃物的成套技术。

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。

氧反应器运行负荷低，颗粒污泥易流失且增殖速率慢，处理效率不稳定，沼气产率低，对进水水质水量波动的抵抗能力差等问题，开发出创新的外循环颗粒污泥床厌氧反应器，实现对废水中有机污染物的高效去除和能源化转化。该技术装备采用高效的三相分离器和布水装置，结合独特的外循环控制技术：在水质水量波动大的情况下，能有效控制污水与颗粒污泥的充分混合，运行稳定，产气均匀；不会产生腐蚀，无臭气外溢，无需设置单独的沼气缓冲柜；大大减轻跑泥、颗粒污泥钙化的问题，提高了污水处理效率。 在实现高负荷、高浓度有机废水长期稳定达标处理的同时，实现颗粒污泥资源化和沼气能源化。产生的沼气甲烷含量约60%，可用于沼气发电、沼气产热（热水、热蒸汽）、沼气提纯（天然气）等；产出的颗粒污泥活性物质VSS>80％；两者均可作为产品外卖，获得良好经济收益，有效降低企业环保成本，将环境保护、清洁能源、循环节约集为一体。

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。 该系统集有机物去除、脱盐除渣、余热利用/制取富氢气体、防堵塞、防腐蚀多项功能于一体，能够同时实现城市污泥等有机废物/废水的无害化处理与资源化利用过程。城市污泥经过示范装置处理后出水的COD为25mg/L，氨氮为2mg/L及色度可以与洁净水媲美，完全能实现达标排放。该装置实现了城市污泥化学需氧量(COD)减排和脱盐处理的一体化过程；最大程度地利用反应后液体的热量，降低了装置运行成本；在装置中实现脱盐处理和泥渣分离；反应后的清洁液体作为装置的蒸发壁水进行循环利用；采用撬装式结构形式，方便安装和运输；可实现城市污泥超临界水部分氧化/气化的产氢过程。

该成套装置采用基于压缩+冷凝+膜分离组合工艺为核心的处理技术，对VOCs废气中的有机溶剂进行液化回收，实现了有机溶剂与介质气体的高效分离， 采用了系统自耦合技术实现浓缩测组分的快速富集与冷凝液化，与此同时稀释侧组分的快速分离，从而满足达标排放与回用要求。在运行模式中，根据来气流量与组分含量，优化压缩压力、冷凝温度、膜分离面积等运行参数，实现了在低运行能耗下的优化工作性能。

该成果核心技术主要包括蚯蚓生物工程床的缓冲层、工作层和交互层等构建技术，工作蚓的选育、驯化、接种技术，养殖废弃物的布料、高效处理、预防失水干化技术、蚯蚓同龄饲养技术、高效采收分离等系列技术等。该成果节能减排，处理彻底，无二次污染和潜在环境威胁；工艺简单、规模灵活；投资少、效益高；保护耕地，提高地力。

危险废物的危害巨大，极易导致中毒、致癌、致畸等，影响人类健康；同时，还破坏生态 环境，严重制约可持续发展。随着工业的发展，整个社会排放的危险废物日益增多，全世界每科技成果汇编 年的危险废物产生量可达上亿吨。传统的填埋、堆肥农用和焚烧方法容易产生二次污染。依托 现代煤化工的高温气化技术是一种先进的化学处理工艺，气化炉内温度可达1000摄氏度以上， 单炉日处理负荷可达1000吨以上，产生的合成气附加值高 (可生产城市燃气、制化学品和发电 等) 。高温气化技术可以实现危险废物的大规模、高效减量化、无害化处理和资源化利用。