本发明公开了一种基于排阵型湿地微生物燃料电池供电的电芬顿污水处理系统及处理方法。系统包括：用于对污水进行预处理的纳米铁碳微电解反应区；用于对纳米铁碳微电解反应区出水进行处理的电芬顿系统反应区；用于对电芬顿系统反应区出水进行处理并对其进行供电的排阵型湿地微生物燃料电池；其中，所述的排阵型湿地微生物燃料电池为多个湿地微生物燃料电池相连形成的湿地微生物燃料电池组；湿地微生物燃料电池组的阴极、阳极分别通过导线与电芬顿系统反应区的对应的阳极、阴极连接。本发明还提供了污水处理方法。本发明通过整个系统的联合作用强化降解效果，无需外加能源，也无需投加药剂，是一种节能环保的水处理技术。

成果介绍 成果名称：多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位：江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人：曲作鹏 知识产权情况：已申请专利87项，其中已授权发明专利17项，已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略，以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标，本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台，在多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备等受热面，开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系，包括涂层材料与工艺，形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展，锅炉高温腐蚀问题日益突出，传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限，前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊，也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此，开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下，经过十余年的集智攻关，于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术，取得了系列创新性成果：首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系，解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈，打破了发达国家的技术封锁，形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体，造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等，特别是对燃烧器区域水冷壁管来说，如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂，由于结合强度低孔隙率高，很少应用；普通高频感应熔焊虽然有效，但寿命难以超过5年；目前用得最多的是堆焊高温合金，但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象，非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求，本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术，从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊，以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系，打破了发达国家对核心技术的封锁，突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈，形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术，发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术，锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法，发明了多项陶瓷高效低成本加工技术，填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白，突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损，每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题，非常普遍，其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素，造成Cl，S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划，2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%，预计复合增长率不低于20%，垃圾焚烧规模呈快速增长态势，截至2018年，中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座，处理能力约为37万吨/日，中国在建的垃圾焚烧厂约为200～250座，处理能力约为20～25万吨/日，中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”，垃圾焚烧发展极快，2025年行业总规模估计超过100万吨/日，垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上，年增长率在20%以上，且防腐蚀涂层是消耗品，平均3—5年为一个周期。 另外，该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂，团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟，走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目，工程地址：深圳市宝安区松岗镇老虎坑，业主单位：深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖

构建地下渗滤系统，通过物理化学吸附与微生物降解综合技术处 理生活污水，使其达到二级排放标准。日处理量 20-100 吨。 目前国家日益重视环境保护，而随着城镇化进程加进，人民生活 水平提高。农村和小城镇生活污水对水环境造成的符合，不容忽视，是亟待解决的问题。而集中处理系统不能迅速覆盖每一个地区，因此 急需合适北方地区的分散型生活污水处理技术。 地下处理系统已经在天津武清区示范运行 5 年，运行稳定，出水 达标，对当地的景观和地表水质量有很大改观，适合在河北气候条件 下运行。 本项目具有巨大社会效益和市场需求。投资估计：200 万

本项目围绕我国典型工业废水处理/城镇污水提标处理关键技术难题，通过基础研究-材料开发-技术发明-工程应用，设计开发了一系列经济、高效的新型废水处理功能材料及其水处理集成技术，并应用于典型工业废水/城镇污水处理工程。本项目开发的新型废水处理功能材料及其水处理技术已成功应用于多个城镇污水提标改造/典型工业废水处理与回用等水处理工程，解决了相关行业废水处理中的诸多难题，促进了相关行业的节能减排，取得了显著的社会经济效益，显著提升了城镇污水/工业废水处理的技术水平，具有广阔的推广应用前景。

构建地下渗滤系统，通过物理化学吸附与微生物降解综合技术处理生活污水，使其达到二级排放标准。日处理量 20-100 吨。 目前国家日益重视环境保护，而随着城镇化进程加进，人民生活水平提高。农村和小城镇生活污水对水环境造成的符合，不容忽视，是亟待解决的问题。而集中处理系统不能迅速覆盖每一个地区，因此急需合适北方地区的分散型生活污水处理技术。 地下处理系统已经在天津武清区示范运行 5 年，运行稳定，出水达标，对当地的景观和地表水质量有很大改观，适合在河北气候条件下运行。 本项目具有巨大社会效益和市场需求。投资估计：200 万。

方案1清浊分流，轻污染水(COD≤300mg/l)处理达到回用标准，其它水合并处理达标；轻污染水回用率70%，总体回用率50%，吨水处理费1.5元。 　　方案2混合废水处理达标，部分水深度处理达到回用，运行费用较方案1高。 　　轻污染水-生物接触氧化-生物滤池-复合反应器-陶瓷膜-达回用标准； 　　部分污泥回流，陶瓷膜过滤浓水与其他废水合并，处理达标排放。 　　该技术的技术特点： 　　1、自主研制陶瓷膜和动态涂膜技术，可形成预期孔径的无机膜。 　　2、研制生态陶粒、活性炭等组成的曝气生物滤池，用于多个厂的深度处理； 　　3、将物化预处理、多孔陶粒过滤、曝气生物滤池、陶瓷膜等分离技术，进行优化组合，用于印染废水的深度处理和回用，具有设备价格低廉、能耗省、运行成本低的优点。 　　环保效果： 　　分别对棉印染、针织印染、化纤印染废水进行清浊分流和混合废水回用中试(120吨/日-360吨/日)污染物削减75%以上；出水透明度＞30；色度＜25；高锰酸盐指数≤20mg/l；pH6-9，达到暂定的印染水回用标准，并已使用了约5万吨回用水，染色几十种织物。

成果描述：本项目来源于国家863计划项目成果，核心技术已获得国家发明专利。复合酶皮胶原处理剂系列产品有A-G7个系列、12个品种，这些酶制剂可以分别用于以下不同的用途：（1）猪皮的臀部处理（复合酶皮胶原处理剂A和复合酶皮胶原处理剂B）；（2）牛皮、山羊皮的颈纹处理（复合酶皮胶原处理剂C）；（3）猪皮、山羊皮全皮脱毛处理（复合酶皮胶原处理剂D），这种脱毛完全不同于文件1的有温有浴酶脱毛，它是通过涂刷在皮的肉面进行脱毛的；（4）水解动物皮提取胶原（复合酶皮胶原处理剂E）；（5）猪皮、牛皮以及羊皮的浸酸软化和蓝坯革处理（复合酶皮胶原处理剂F）；（6）猪、牛、羊皮的软化处理（复合酶皮胶原处理剂G）。经批量生产并应用结果表明，本项目系列产品，综合性能优于或接近国内外同类产品，技术成熟。市场前景分析：1.应用领域：制革、制裘、生物医药、生物材料等。 2.市场需求分析：国内外同类产品屈指可数，故本产品极具市场优势。调查表明，本项目产品在国内市场具有较强的竞争优势，据统计国内市场的年需求量为30万吨，潜在市场年需求量12万吨。目前，国内80%以上的市场被国外同类产品所占领，而国外同类产品价格在50-200元/kg不等，国内同类产品虽少，价格亦不菲。本项目产品与国外相比，平均价格仅为国外的1/3至1/4，而性能不相上下。与同类成果相比的优势分析：1.外观：白色、微黄色或黄色粉末状颗粒； 2.pH值：2.0-11.0（1%水溶液）； 3.活力单位：1000-3000u/mL。 国际先进。

成果描述：在工业废水中含有树脂、加脂剂、染料、栲胶等难降解物质，是生化处理的难点，针对这些难点，生化处理成为现在最理想的方法。目前，随着对环境中污染物指标要求的数量增加和污染值的降低，不少企业单独处理或污水厂集中处理后的废水部分指标达不到环保要求。新增设施成本高也难以操作。改成果是采用电化学方法，对废水出口进行进一步处理，到达排放要求。市场前景分析：制革工业，清洁化改造与同类成果相比的优势分析：COD降低0～90％ NH3-N降低0～90％ 色度降低0～90％ 国内领先

本项目提出的连续流强化微电解废水处理装置，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端和出口端密封旋转接口，同时设置水气的进、出导管，使处理装置处于固液气全充满状态，保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，提高了设备的有效利用容积，增加了废水与外加电场的作用时间，提高了装置的处理能力和效率。 该方法可应用于下列场合： 高浓度废水的预处理：解决对生化处理的抑制作用； 低浓度污水直接处理：达标排放或回用； 生化处理后尚未达标污水的达标处理； 生化处理后污水深度处理以便回用。 实验及工程实践中已经处理过的各种污水包括： 含油污水(油田采油污水，炼油污水，脂肪加工污水等)； 有色污水(染料生产污水，印染污水，纺织加工污水等)； 化工污水(有机合成，香料合成，木糖醇生产等)； 金属加工切削液(油基及水基)； 生活污水的深度处理，中水回用；

本产品能使表面具有防水、防油、抗污，易清洁等功能，同时兼有防粘性能。可广泛用于金属、陶瓷、塑料等材料表面，如铝材、镁合金、玻璃、PVC以及地砖、墙砖、雕塑、厨房及浴室用品等，可使物体长期保持清洁干净，还可有效防止小广告等的乱贴乱画。 主要技术指标： 该产品系有机化学合成产品，性状为无色透明液体，喷涂或刷涂后膜透明，不影响物体原有表观效果。用户应根据使用对象可选择喷涂、刷涂、淋涂等工艺。表面干燥时间在自然温度（室温）下需3-5分钟，在60℃左右条件下需要30-60秒。 应用范围： 表面处理行业是该产品的应用领域，市场非常大。