污水处理厂提标扩容一般需要大量投资，尤其是征地投资，技术工艺复杂，投资和运行费用高，建设周期长。 工艺流程 工程应用 同济大学环境科学与工程学院戴晓虎教授团队研发的高浓度复合粉末载体生物流化床技术，基于污水生物处理技术原理，向生物池投加复合粉末载体，提高生物池混合液悬浮固体浓度，构建悬浮生长和附着生长的“双泥”共生微生物系统，强化抗冲击能力，并提高污染物容积负荷和污泥沉降性能。通过污泥浓缩和复合粉末载体回收系统，实现双泥龄，解决脱氮菌和除磷菌泥龄矛盾，强化了生物脱氮除磷效率。 相对于传统污水处理技术，该技术处理负荷提升两倍以上，投资成本减少20%以上，建设周期减少30%以上，不仅可用于已建成的城镇污水处理厂提标扩容改造，也可直接用于新建城镇污水处理厂项目，可有效解决我国污水处理厂的提标扩容征地难、建设周期长和投资费用高的难题，具有巨大的推广应用价值。 该技术目前已在10多个城镇污水处理厂应用，日处理规模达到120万m3，产值30多亿元，相关技术申请发明专利11项，包括PCT4项；得到政府的广泛关注。现正在编制运行指南、导则及相关标准规范，被列入国家环境保护核心技术名录，以进一步扩大其推广应用范围，提升我国污水高标准处理技术水平。

氮、磷过度排放导致的水体富营养化成为全球水环境面临的挑战之一，特别是由此引发的蓝藻爆发、水体生态功能丧失及饮用水资源危机成为各国政府亟待解决的关键问题。如何实现氮磷营养盐的合理分配和调控，成为防止水体富营养化和构建完善的水体生态系统的核心和关键。 微生物活化设备照片 同济大学环境科学与工程学院柴晓利教授团队研发的水体微生物活化技术，突破了传统旁通水处理工艺、水生动植物修复技术的不足，通过激活土著优势菌种，使之快速增殖，打破原有水体微生态平衡，用水体本身容积代替传统的有限生物反应器，大大增加微生物的增殖空间，充分发挥微生物对污染物的削减能力，改善生态系统赖以生存的透明度、营养盐等不利条件，重组、完善水体微生态系统，恢复水体自净能力，最终脱离人工干预回归自然，具有重要的实际应用意义。 基于微生物调控的水体原位修复技术解决了地表水环境轻度污染水体（富营养化）治理的技术瓶颈，引领了低污染负荷饮用水水源地氮素污染控制技术的发展方向，具有重要的社会环境效益。目前该技术已经获得相关授权专利11项，在全国十几个省市30多个水生态修复工程项目中得到了推广应用，累积项目合同额超过3亿元。

生物法净化含硫化氢废气技术以含硫化氢酸性气体为研究对象，进行生物法净化含硫化氢废气技术研究，以及生物脱硫基础理论研究（生物脱硫微观反应机理、脱硫菌种动力学研究与反应器流体力学模拟）。 技术特点： 1．利用低能离子注入技术诱变筛选获得适合于工业化的高效脱硫菌种； 2．构建菌体生长的多阶段发酵调控技术，采用高密度培养技术探究影响高密度培养的因素，并通过小分子化合物扰动，强化菌株脱硫机制； 3．建立脱硫菌株高性能耦合固定化体系，实现细胞固定化，降低流动性，提高脱硫效率及稳定性，降低成本； 4．研发新型生物反应器，提高传质性能及生物氧化效果； 5．建立生物脱硫装置，优化工艺参数，达到对具附加值的单质硫回收的目的，并开发高效、经济、节能、环保和具有自主知识产权的生物脱硫净化工艺及工程技术。 技术指标： 1．建立1~2Nm³/h生物脱硫模试装置，液体循环量27L/h，pH值8.5~9.0，曝气量220~240L/h，脱硫菌种固定化浓度为2.7mg/g，净化气H2S浓度小于20mg/m³，硫磺回收率为95%，获取生物脱硫工艺参数优化数据； 2．分离筛选得到了硫化物代谢活性达73.1%、稳定遗传8代的高效脱硫菌株； 3．设计生物反应器及模拟装置，建立自动化控制的生物脱硫模式评价装置，为生物法净化含硫化氢气体的工艺评价提供装备基础。

项目研究的背景及用途：本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源(如农作物废弃物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产量约每年 30 亿吨)高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物资源没有得到合理的利用。利用生物质作为能源，不仅仅是解决了长期的能源供给问题，更重要的是大大缓解了环境保护的压力。本项目的技术路线所排放的其他污染物如硫化物、粉尘粒子的浓度也大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目的技术路线具有以下优点: (1)发电效率高; (2)炭转化率高、能量利用率高; (3)排放的二次污染物少; (4)初投资和远行费用低。 本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。成果水平及主要技术指标:本技术水平处于国内领先水平,在国际上也是领先的。目前正在申报发明专利 2 项。所需厂房占地面积:需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应(年需要量为8000 吨左右);设备相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂;厂房面积约为15000～20000 平方米;投资规模在 500 万左右。 市场分析及效益预测：本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资源，可发出功率为 90～100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规模在 2000～4000 kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。

以生物基原料生产环境友好的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路， 生物基涂层材料的研究已经成为全球涂料科学技术领域的研究前沿。传统的生物基光固化树脂玻璃化转变温度偏低，力学性能较差，影响了其应用推广。团队围绕如何制备兼顾生物基含量与综合性能的生物基光固化树脂开展研究，通过化学结构的设计，在提升生物基光固化树脂性能的同时保证了其较高的生物基含量。目前团队所研发的生物基光固化树脂具有较高的生物基含量和双键转换率，其固化膜的热稳定性及硬度、弹性模量、抗冲击性等性能与常用商业石油基光固化树脂相当，产业化前景广阔。 

传统发酵食品加工过程中生成的胺(氨)类物质，如氨基甲酸乙酯（EC）、生物胺类等是影响发酵食品安全的重要因素。本成果在国内外率先进行了微生物干预减少发酵食品中 EC 及其前体的系统研发。主要技术内容包括： (1) 揭示了酱油发酵过程 EC 前体形成的微生物物质代谢机制； (2) 采用高通量筛选方法获得可在酱油发酵过程中显著减少 EC 前体积累的菌株； (3) 采用非基因工程手段在工业规模将酱油中 EC 含量降至低于 20 ppb，且对酱油主要理化指标和风味物质未产生影响。 本成果已获授权核心发明专利 11 项，形成了包括利用 EC 或其前体菌株的筛 选与选育、微生物干预控制酱油中氨(胺)类有害物的专利群，发表论文 29 篇。 本技术对于解决基于混菌发酵过程的传统发酵食品安全性的提升，具有普适性意 义和推广前景；对于引领生物技术在传统发酵食品中的应用、提升传统发酵食品生产企业的技术水平、实现传统发酵食品工业产业升级和可持续发展，具有重大 的科学意义和工业应用价值。 

区块链技术应用于具体周边实际工作的内容

仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

随着工业和城市的发展，污水处理率的提高，城市污泥产量必然越来越大。污泥是一种很有利用价值的潜在资源，为了充分利用这种资源，减少环境公害，世界上许多国家都在大力发展污泥处置和利用的各种技术。相对于发达国家来讲，我国污泥处理利用技术还比较落后，同时考虑到我国是一个农业大国。因此，将经过稳定 化、无害化处理后的污泥进行土地循环利用，是我国污泥资源化利用较有前景的一种途径。鉴于污泥土地利用所涉及的研究与利用等方面的种种问题，要想达到安全有效的目标，政府有计划地组织环境保护部门同农业部门开展污泥土地利用方面