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新型多孔微生物载体好氧——厌氧耦合污泥减量化技术
1 成果简介本项目在研发过程中得到了教育部留学人员归国基金、教育部博士点基金、自然科学基金、国家科技支撑计划的部分支持,经过主持单位和协作单位的联合攻关,经过 8 年的时间研究完成的。通过实验室小试,开发出可将污泥停留时间和水力停留时间分离的新型多孔微生物载体,研究了好氧-厌氧耦合污泥减量化的机理。采用设计的新型载体构建了中试装置,进行现场中试和实际应用,取得了一系列突破性的进展和成果,并成功的将该项目应用在生活污水、河道污水和工业废水的治理中,在项目研究过程中共申请国家发明专利 6 项(其中5 项已授权),实用新型 1 项,发表论文 30 余篇,翻译教材 2 部。 该项目在实施过程中,主要取得如下几个方面的技术突破: ( 1)研究了好氧-厌氧耦合体系在处理废水的同时对污泥减量化的作用机理,开发出好氧-厌氧多次反复耦合原位污泥减量技术。 ( 2)对多孔载体的结构及对剩余污泥的截流效果进行了全面研究。设计了一种空隙率高、对污泥截流效果好的多孔载体。 ( 3)开发出以天然高分子为助凝剂的铁盐混凝除磷技术。 ( 4)实现了该技术的实际推广应用,分别应用于处理城市生活污水、农村的生活污水、工业废水和河道污染治理中。在高碑店污水处理厂进行的运行两年的 103/d 的中试实验结果表明,运行效果稳定,在水力停留时间为 12h 时,出水 COD 保持在 60mg/L 以下,出水 SS 在 30mg/L以下,两年不需要排泥。在广东肇庆处理 5m3/d 的高浓度发酵制药废水( COD 2000~3000 mg/L),运行近一年的实验结果表明,在水力停留时间为 27h 时,出水 COD 保持在 100 mg/L 以下,出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中试试验研究的基础上,我们将该技术推广应用于青岛即墨市两个社会主义新农村的生活污水处理(日处理量 150~180 吨),上海浦东区金家村农村生活污水处理(适于不同地理特点的 170 套反应器,服务人口 2120 人),佛山市石角涌河道截污工程(日处理量 1000~3000吨)和河北威远生物化工有限公司的农药废水处理项目(日处理量 780 吨)。应用结果表明该技术可以有效地去除废水中的有机物及氮,同时实现原污泥减量化,而且对于用常规方法不能去除的有机物(如苯、苯酚等)也可以有效地去除。新型多孔微生物载体技术在污水处理过程中不需要对剩余污泥进行处理,运行管理简单,运行成本低,具有广阔的应用前景。2 技术指标生活污水经过处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002》一级B 排放标准;处理生活污水的过程中剩余污泥减量 60~75%;处理河道污水的过程中剩余污泥减量 70~85%;多孔微生物载体的使用寿命在 10 年以上;工业污水由于种类较多,排放标准不一,需要根据具体的情况进行确定。3 应用说明本技术主要是应用于新建或者现有污水处理厂污泥减量、废水处理方面。该技术利用多孔载体和定点曝气技术,在反应器中实现了沿载体轴向、反应器水流和高度方向的多层次好氧-厌氧反复耦合环境,从而在同一个反应器中实现好氧-厌氧微生物反应的耦合。实验室采用人工废水的小试研究结果表明,该类耦合体系的 COD 去除率大于 90%,而与传统废水处理工艺相比,剩余污泥的产率可以减少 90%以上。 对该类耦合体系实现污泥减量的机理研究表明,好氧区增殖的污泥进入下游的厌氧区后发生死亡溶解释放出胞内蛋白质等组分,进一步被降解成小分子物质,这些物质流入下游好氧区被污泥再次利用,强化了污泥的隐性增殖;而微型动物的稳定存在强化了捕食效应。整个过程伴随着 CO2、 N2 的释放,使得进水中有机物以气体形式脱离体系,从而实现了废水的净化处理和剩余污泥的原位减量。 为了进一步将污泥停留时间和水力停留时间分离以实现污泥减量效果,本研究设计开发了新型的多孔微生物载体。采用设计的新型载体构建了中试装置,进行现场中试和实际应用,取得了一系列突破性的进展和成果,验证了新型载体的实际应用效果,并进而成功地将该技术应用在生活污水、河道污水和工业废水的治理中,在处理生活污水的过程中可以使污泥减量 60~75%,处理河道污水的过程中可以使污泥减量 70~85%。4 效益分析城市污水处理厂污泥安全处置工作有其艰巨性和复杂性,特别对于污水处理规模较小,污泥厌氧发酵无法实施的地方,污泥减量化污水处理技术的应用将成为必要的选择。通过该技术的实施,可以大量的减少剩余污泥的产量,减少填埋用地,节约土地资源,避免了对环境的二次污染。同时,由于污水处理厂对污泥处理量的减少,运行费用随之降低,而且运行管理简单,对促进我国水处理事业的发展有积极的影响。 该技术既可以用于生活污水的处理也可以用于工业废水的处理,适用范围比较广,而且在处理污水的同时可以大量的减少剩余污泥的产量。不仅可以减少污水处理设备的投资,而且可以节省运行费用, 适于中小规模的生活污水处理及有机工业污水处理。5 合作方式技术转让或合作开发。
清华大学 2021-04-13
种提高含有聚合物的载体上分子筛膜通量的方法
本发明公开了一种提高分子筛膜通量的方法,对在含有聚合物的载体(如纯有机载体或有机-无机复合载体)表面合成的分子筛膜进行加热处理,从而达到提高分子筛膜渗透通量的目的。先在载体表面制备分子筛膜,然后将膜材料整个置于加热炉内,按一定速率升温到一定温度后保持一段时间,然后再按一定速率降温至常温;将进行过加热处理的分子筛膜用于渗透汽化分离,与未处理的分子筛膜相比,膜的通量有明显提高。也可以在制备分子筛膜之前,对载体进行同样的热处理。本发明的热处理没有使分子筛膜产生额外缺陷,操作简单,分离性能提高显著,对分子筛膜的修饰有普遍适用性。
浙江大学 2021-04-13
新冠病毒在体内的改变模式的研究
2020年2月19日,中山大学团队与广东疾病预防控制中心联手在国际顶级医学期刊新英格兰医学杂志NEJM 在线发表题为"SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients"的研究。 该研究分析了从17例有症状患者获得的鼻拭子和咽拭子中的病毒载量与任何症状发作日的关系。症状发作后不久就检测到较高的病毒载量(与Ct值成反比),鼻子中的病毒载量高于喉咙。研究分析表明,感染SARS-CoV-2的患者的病毒核酸改变模式与流感的患者相似,并且看起来与感染SARS-CoV的患者不同。在无症状患者中能检测到病毒载量,与有症状患者相似,表明无症状或症状轻微患者的传播潜力。 这些发现与有关传播可能在感染过程中早期发生的报道相一致,这表明病例的发现和隔离可能需要与控制SARS-CoV所需要的策略不同的策略。对口咽中症状很少或没有症状且可检测病毒RNA水平适中的患者至少持续5天的鉴定表明,需要更好的数据来确定传播动态并为我们的筛查实践提供信息。 2020年2月19日,中山大学团队与广东疾病预防控制中心联手在国际顶级医学期刊新英格兰医学杂志NEJM 在线发表题为"SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients"的研究。 该研究分析了从17例有症状患者获得的鼻拭子和咽拭子中的病毒载量与任何症状发作日的关系。症状发作后不久就检测到较高的病毒载量(与Ct值成反比),鼻子中的病毒载量高于喉咙。研究分析表明,感染SARS-CoV-2的患者的病毒核酸改变模式与流感的患者相似,并且看起来与感染SARS-CoV的患者不同。在无症状患者中能检测到病毒载量,与有症状患者相似,表明无症状或症状轻微患者的传播潜力。 
中山大学 2021-04-10
新型冠状病毒核酸检测试剂盒
沈阳化工大学特聘教授尹秀山团队成功研制出“新型冠状病毒核酸检测试剂盒”,已投入科研使用。本次研发为沈阳市科技局会同辽宁省科技厅联合启动的首批冠状病毒感染的肺炎疫情应急科研攻关项目,包括新型冠状病毒的快速检测试剂盒、家用试剂盒及配套产品等,用于疑似病例早期初步筛查。
沈阳化工大学 2021-04-10
新型冠状病毒肺炎智能辅助诊断系统
新冠肺炎疑似病例基数庞大,给临床一线诊疗带来巨大压力,疫情波及地域广泛,基层医院缺乏经验,面临严峻挑战。由清华大学精密仪器系尤政院士、临床医学院董家鸿院士领导研发的新型冠状病毒肺炎智能辅助诊断系统成功通过应用测试,进入临床试用阶段,有望为上述难题提供解决方案。新型冠状病毒肺炎智能辅助诊断系统董家鸿介绍,新型冠状病毒肺炎智能辅助诊断系统可同步实现智能化影像诊断、临床诊断及临床分型三大功能。该系统包括三大模块,其中影像诊断模块主要基于对新型冠状病毒肺炎初诊病例的珍贵临床资料的大数据分析,使用人工智能算法深度学习该疾病的CT影像特征,实现对新型冠状病毒肺炎影像的智能识别。临床诊断模块则依据卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》,结合影像与流行病学、症状及关键检验数据等临床信息,实现智能诊断。临床分型模块通过智能判读呼吸功能参数,“自适应”判断新型冠状病毒肺炎的严重程度。董家鸿谈到,该系统可在短时间内完成大量疑似病例的胸部CT筛查、依据指南进行临床与影像相结合的综合分析,显著提升新型冠状病毒肺炎诊断效能,有望大幅降低临床医师及影像医师的工作负荷。
清华大学 2021-04-10
新冠病毒检测试纸和试剂盒
病毒的快速、灵敏检测可以缩短疑似病例数量和病人隔离期,更短时间内筛查更多疑似病例,具有重要临床和公共卫生价值。核酸检测试剂盒检测耗时长、病毒RNA容易降解、难以检测小于100bp病毒片段,导致目前新冠病毒检测假阴性案例很多。深圳国际研究生院助理教授秦培武团队将通过CRISPR反应、高灵敏光谱、单分子成像解决当前新冠检测面临的难题。 在以往工作的基础上,秦培武与罗彻斯特理工杜可教授合作开发基于Cas12a反应的DNA病毒检测方法,不扩增的条件下可以检测皮摩尔浓度非洲猪瘟病毒,成果已经被Biosensors and Bioelectronics接收。 针对新型冠状病毒检测,灵敏度、速度、高通量将是检测装置的主要设计指标。为此将整合光学灵敏度最高的单分子成像与信号放大最好的CRISPR酶反应,达到高灵敏、高通量、高特异新冠病毒检测,将CRISPR反应体系封装到载玻片作为检测试剂盒使用,加入病毒后产生的荧光信号可通过单分子显微镜采集。多个检测位点可以累计提高信噪比,crRNA阵列覆盖新冠病毒所有保守区将最大限度检测病毒提供的天然检测靶点。 本项目还将开发病毒检测试纸,将CRISPR反应系统溶解风干到试纸上。新冠病人咽拭子样品经核酸提取后先用试剂检测,信号可以目测或者利用高灵敏光谱检测,如果是阴性再进行试剂盒单分子检测,实现二级精准新冠病毒核酸检测。
清华大学 2021-04-10
新型冠状病毒肺炎暴露风险防范手册
北京科技大学能源与环境工程学院环境暴露与健康研究中心、中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室共同编写的《新型冠状病毒肺炎暴露风险防范手册》(以下简称《手册》)由中国环境出版集团正式出版上线。 北京科技大学能源与环境工程学院环境暴露与健康研究中心,联合中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室赵晓丽研究员团队,通力合作,根据国家《新型冠状病毒感染不同风险人群防护指南》等文件,查阅大量国内外相关的文件和文献资料,并汇集前期课题组研究成果,编辑成书。 
北京科技大学 2021-04-10
一款广谱抗病毒喷剂
复旦大学附属上海市公共卫生临床中心历时6年研制的一款广谱抗病毒喷剂可用于新型冠状病毒肺炎应急病房职业防护,并已顺利通过伦理审查。1月25日,首批抗病毒喷剂已送入上海市公共卫生临床中心应急病房。
复旦大学 2021-04-10
病毒唑副产物综合利用研究
6-苄基腺嘌呤是目前国内、外使用非常广泛的一种植物生长调节剂,其特点是用量少、效率高、毒性低。在细胞培养中用于诱导细胞分裂、调节细胞分化、延缓蛋白质和叶绿素的降解,而且具有防衰、保鲜作用,可用于园艺、果蔬作物的保鲜、贮藏。配成不同浓度的水剂,用于作物的生长期可起到调节生长的作用,使水稻和黄瓜增产、增收,并使黄豆芽粗壮且无根。它的毒性很小,LD50:2130mg/kg。因此6-苄基腺嘌呤代表着植物生长调节剂的发展方向,有着广泛的应用前景。 6-苄基腺嘌呤合成的核心中间体为次黄嘌呤,但是,目前次黄嘌呤的价格昂贵,因此导致了6-苄基腺嘌呤生产规模小、成本高、售价居高不下,极大限制了6-苄基腺嘌呤的推广和应用。用乙酰次黄嘌呤经碱性水解后即得次黄嘌呤,为合成6-苄基腺嘌呤提供了廉价原料来源,同时也具有很好的社会效益。本项目投资小,经济、社会效益好
武汉工程大学 2021-04-11
新冠病毒抗体检测试剂盒
该方法有望突破现有核酸检测方法对人员/场所的限制,缩短检测用时,提高便捷程度,推动诊断前移下移,实现疑似患者的快速诊断和密切接触人群的现场筛查。 南开大学重点实验室主任陈佺教授、庞代文教授组织了一支包括化学学院、生命科学学院、细胞应答交叉科学中心相关专家在内的联合攻关团队。他们分别采用聚集诱导发光(AIE)、量子点、胶体金等技术,突击开展新型冠状病毒快速诊断技术及其试剂盒的研发,成功研发出新型冠状病毒快速检测新技术。
南开大学 2021-04-10
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