1 成果简介本系统采用了一种多翅片降膜蒸发方式，通过高效降膜蒸发、膜态冷凝等强化传热传质技术，有效提高了单位体积装置淡水产率。其产淡水效率比目前市场上其他蒸发式产品更高， 70℃时单位体积产淡水率即可达到 135kg/(m3·h)，温度更高时产淡水率将进一步提高。在产淡水量相同的情况下，本系统的结构更紧凑、反应更迅速。系统样机见图 1。 本系统采用多种创新性设计，降低了系统能耗，更加节能环保。本系统可利用的热源形式和温度范围更广，热源温度在 50℃左右时系统即可产出淡水，可利用蒸汽、热水、太阳能、地热水和废热气等热源，应用前景广阔。 本系统采用一体化设计，使结构更为紧凑，外界环境一定震动时仍能正常工作，方便搬运、携带，可靠性好。图 1 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统样机 图 2 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统淡水产量随热源温度变化曲线2 应用说明此系统可充分利用低品位热能，如地热、工业废热、交通工具废气余热等低温热源（ 50~100℃），适用范围较广。大规模的海水淡化设备可以与大型火电厂、化工厂等相结合。小规模的海水淡化设备可以利用太阳能加热设备等，淡化后的水可直接饮用。3 效益分析此系统设计上的创新与优化使得投资成本大为降低。运营成本非常低，每天仅需 2 度电。目前市场上常见的反渗透膜式海水淡化设备的单位产淡水量所需成本是此系统的 10~30 倍，预计此系统一年半即可收回成本。

本发明公开了一种聚酰胺复合膜表面改性的方法。包括如下步骤：（1）将含有咪唑、吡啶等氮杂环基团的共聚物溶解在溶剂中，配成涂覆液；（2）将待改性的聚酰胺复合膜浸泡在涂覆液中一段时间后，取出后干燥，在膜表面形成涂覆层；（3）将表面涂覆后的聚酰胺复合膜进行表面季铵化交联处理，在膜表面形成氮杂环两性离子聚合物凝胶层。表面改性后聚酰胺复合膜的抗污染能力和抗氯性能显著增强，延长了聚酰胺复合膜在纳滤分离和反渗透海水淡化等应用中的使用寿命。本发明工艺简单、反应条件温和，对改善聚酰胺复合膜的综合性能具有重要意义。

在各种工业过程中，液滴撞击到固体表面形成液膜的现象广泛存在，如选择性催化还原（SCR）系统中汽车尾气排放管上尿素溶液液膜的形成等。对液膜进行定量分析不仅能更好的了解液膜形成和蒸发这个极其复杂的物理过程的本质，也对优化所涉及的各种工业过程具有非常重要的意义。在许多情况下，溶液液膜厚度以及液膜内部的成分浓度是密切相关的，对其机理等的研究中这些参数相互耦合，给模型建立和求解带来困难。传统的测量方法只能实现对单个参数(厚度或浓度)的测量，无法同时测量。本项目基于比尔-朗伯定律建立溶液液膜多参数反演模型。基于不同浓度的溶液在红外区域高精度的吸收光谱，通过对溶液吸收系数与浓度的关系进行优化分析组合两个波数位置，实现对溶液厚度及浓度高精度、高灵敏度的测量。

本项目技术以膜分离技术为基础，针对特定化工园区深化尾水的特征，进行水质详细分析，提出合理预处理工艺和整体工艺设计；反渗透膜多段式组合工艺研究；反渗透浓水处理技术开发；单元技术的匹配与集成；整体工艺试车与连续运行。根据水质差异，园区水回用率可以达到70~80%，出水可分质使用，可以应用到锅炉、工艺用水等，吨水处理成本2.1元/t。应用概况： 本项目技术解决了化工园区生化出水的排放问题，同时有利于化工园区总水量需求的难题和总排放量的瓶颈，具有较好的实际应用价值和广阔的市场前景。

技术简介： 聚丙烯是廉价易得的热塑性聚合物，具有耐溶剂和耐细菌降解的优良性能。通过热致相分离的方法可以将聚丙烯制备成孔径为 0.1~0.3μm 不同孔径的中空纤维微孔膜。热值相分离法制备的膜具有孔径分布窄、孔隙率高，强度高和耐有机溶剂的特点。可用于海水淡化预处理、水处理、空气净化、液体调味剂和液体饮料除浊、膜蒸馏、膜萃取等过程中。通过降低稀释剂含量和调整制膜工艺，可以生产血液氧合器(人工肺)用膜，替代进口。 应用前景分析： 水是人类生存最主要的物质，随着社会进步和人民生活水平的提高，水用量增大、品质提高。膜法水处理是目前公认的成本最低的水处理技术，具有很好的应用前景。课题组可以提供成熟的热致相分离聚丙烯中空纤维膜制备技术。 经济效益预测： 聚丙烯是最廉价的膜材料，由聚丙烯生产的膜成本低于聚偏氟乙烯、聚砜等膜材料生产的膜，聚丙烯膜的生产具有较好的经济效益。 技术成熟度:产业化项目

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。

随着电子设备的日趋微型化、高频化及高密度集成化，设备内部的传导干扰和电磁辐射干扰等问题尤为突出，引发出的一系列电磁兼容和设备可靠性问题亟待解决。采用宽带轻质高效吸波材料是解决电磁兼容的必由之路。 电子科技大学研制的泡沫和蜂窝系列化宽带轻质高效吸波材料具有低频吸收性能好、重量轻、吸收频段宽等特点。材料系列厚度范围：6mm~55mm；应用频率：2GHz~18GHz，可扩展到0.5GHz~40GHz；吸收率5dB~30dB；体密度：0.07g/cm3~0.12g/cm3。 与美国Laird公司产品相比，在相同厚度的情况下，电子科技大学研制的FLXB-20泡沫吸波材料，面密度降低30%，达到1.4kg/m2，2GHz~4GHz频段内吸收率由5dB提高到10dB；FWXB-12蜂窝吸波材料，吸收率大于10dB，带宽由7~18GHz拓宽到4~18GHz，同时面密度降低40%，达到1.5kg/m2。该成果在材料低频吸收率及面密度等技术指标方面达到国际领先水平。 电子科技大学研制的FLXB泡沫和FWXB蜂窝两类宽带轻质高效吸波材料已在基站天线系统及手机测试箱抗电磁干扰领域得到批量应用（应用单位包括华为技术、中兴通讯、摩比天线、爱立信等），通讯行业对吸波材料的需求日趋明显，尤其是对低频段性能的要求尤为重要，年需求量在20000平方米以上，具有重要的社会效益和十分广阔的市场应用前景。

针对病毒可能污染的环境物体表面及应急医院废水等进行高效消毒意义重大。深圳国际研究生院能源电工研究所张若兵副研究员团队积极拓展开发基于强场调控的致病微生物消杀关键技术，已初步研制出用于热敏性固体材料表面消毒的高活性宽幅等离子体便携式消杀装备及强脉冲电场调控的医疗废液灭活装备，有助于解决致病微生物消杀装备等资源短缺问题，为疫区医院防疫、含病毒医疗废水高效消毒提供强化消毒装备。 团队正在对系统深入优化，并积极联合深圳大学总医院等合作团队着手开展后续效果评价工作，争取尽早推向应用，助力抗疫工作。 除了在抗击疫情中发挥作用以外，宽幅等离子体射流阵列和强脉冲电场技术在新一代精准医疗装备、热敏性材料封装和智能制造等领域也将发挥重要作用。

近年来室内空气污染问题严重影响人民健康，空气净化器逐渐成为新的家庭必备电器。由于净化器采用的滤料多为一次性玻纤材料，更换频繁，维护费用高，并且阻力大，能耗高，制约健康空气净化技术的普及和推广。而静电吸附材料利用静电吸附原理，能够高效吸附PM2.5颗粒，吹风清洗后可以重复使用，已经在工业中广泛应用。由于该技术必须使污染空气与负离子预先混合充分，负离子发生器与吸附材料之间必须保持充分的缓冲距离，否则静电吸附材料无法工作，从而使得该技术无法在小型净化器得到很好的应用。本项目计划以静电吸附材料为研究对象，利用空气动力学原理，采用计算机模拟与实验测试相结合的方法，开发短流程负离子与空气预混合技术。该技术主要目标是在1~5cm短流程内解决点源颗粒与面源气体混合均匀性问题，从而有效解决静电吸附材料对混合流程长度的依赖性。通过本项目，一方面，在实际应用中能够将静电材料替代传统玻纤过滤材料，降低空气净化器使用成本；另一方面，该技术也能够在工业气体治理领域得到有效的拓展，例如短距离气体均匀混合能够有效减小工业气体混合设备尺寸，从而降低设备制造成本，进一步提升本项目研发技术的市场推广价值。 课题组经过几年在空气污染物研究和发展，已经具备在此方面开展研究的物质条件和软件条件。课题组曾搭建空气污染物过滤实验台，对负离子混合与静电吸附过滤材料性能进行了详细测试，如下图1-6所示。同时，课题组已经拥有测试PM2.5、风速等基本仪器，如图7-9所示，能够对空气中粉尘进行精确测量。在与企业合作的过程中，也培养了一批能够进行技术研发的研究生队伍。由此可见，以上条件对本项目的顺利实施提供了良好的科研条件。 1、 项目的主要内容、创新点、技术水平1) 主要内容 n 在现有的净化器结构基础上，数值模拟分析污染空气流动形式，粉尘颗粒流动路径等等，为负离子与空气混合提供基础数据。 n 在数值模拟的基础上，设计新型流道结构，搭建实验台，测试分析流道对气体流动的影响。 n 实验以及数值分析不同流速情况下，气体混合情况，尤其是负离子混合不均匀性以及不同风速下的测试PM2.5的局部过滤效率。 n 对现有净化器提出改进方案，制作负离子混合样机，试验测试净化效率。 n 开发新型净化器，提高单位体积空气净化效率。2) 创新点 n 目前在空气净化器方面关于污染气体与负离子短流程混合研究的还未见报导，本项目涉及的工作内容及技术尚未得到深入研究和开发； n 利用数值模拟技术对不同结构的过滤器内部气体混合流动进行分析，获得净化器内部气体过滤机理，并以此进行结构优化，在空气净化技术研发方法方面有创新性。3) 技术水平 n 由于技术难度大，目前市场上仍未有负离子加静电吸附的净化产品，本项目是首次在实践中将用于工业的静电吸附材料用于民用净化器； n 利用静电吸附原理提高PM2.5吸附效率的同时，阻力比传统玻纤过滤材料的更低，噪音更小，寿命更长，项目研制的技术含量相当高； n 本项目开发的技术也可以用于工业领域，技术应用范围广。