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一、 技術研發背景（1 1 ）近年來我國垃圾焚燒飛灰產生量快速大幅增長，處置能力嚴重不足隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的提高，生活垃圾產生量大幅增加，年產生垃圾量約為 2.5 億 t，占世界總量的 1/4，相當長一段時間內還將以每年8%-10%的速度增長。目前我國垃圾焚燒飛灰的處置受場地和技術的制約越來越嚴重，局部地區已出現不能及時安全處置或處置成本過高而不能維持運行的尷尬局面，并嚴重阻礙了這部分地區生活垃圾處置由傳統填埋向焚燒發電的轉型。（2 2 ）垃圾焚燒飛灰屬于危險廢物，需得到妥善處置根據《國家危險廢物名錄》，垃圾焚燒飛灰屬于危險廢物。垃圾焚燒飛灰對環境和人類生活的危害在于其重金屬不能依靠水體和土壤自身的凈化作用消除，只能遷移。由于重金屬容易在生物體內聚積，隨著時間的推移，當重金屬在生物體內積聚到一定量以后就會導致生物體畸形或導致突變，甚至生物體死亡。重金屬對人體的另一危害途徑是通過食物鏈傳遞。例如，生活在重金屬含量較高環境下的魚、蝦體內會富集重金屬，一旦這些食物被人體攝入，經過一段時間的積累，就會對人體健康造成極大的危害。特別是發生在日本的由汞污染引起的“水俁病”和由鎘污染引起的“骨痛病”事件、以及在歐洲陸續發現的由重金屬污染導致的一系列公共衛生健康問題，都使重金屬污染引起人們廣泛的關注。垃圾焚燒飛灰中的二噁英是一種非常穩定的親脂性固體化合物，可溶于大部分有機溶劑，容易在生物體內積累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄積性等特點。未來隨著垃圾焚燒飛灰產量的快速增加，如果不能妥善解決無害化處置垃圾焚燒飛灰的問題，不但會制約垃圾焚燒產業的健康發展，同時會對該地區的環境造成嚴重影響。（3 3 ）垃圾焚燒飛灰的處置問題已經受到了國家相關部門的高度重視2016 年 10 月，國家住建部、發改委、國土部、環保部聯合發文《關于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》（簡稱《意見》），意見提出在生活垃圾設施規劃建設運行過程中，應當充分考慮垃圾焚燒飛灰處置出路，鼓勵跨區域合作，提出“推進區域性垃圾焚燒飛灰配套處置工程建設”，統籌生活垃圾焚燒與垃圾焚燒飛灰處置設施建設，并開展垃圾焚燒飛灰資源化利用技術的研發與應用。（4 4 ）北京地區的垃圾焚燒飛灰處置問題十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投產 5 座垃圾焚燒廠：魯家山垃圾焚燒廠、高安屯垃圾焚燒廠、海淀大工村垃圾焚燒廠，順義垃圾焚燒廠，南宮生活垃圾焚燒廠，2018 年北京市正在加緊推進建設阿蘇衛、通州、順義二期、密云、懷柔 5處垃圾焚燒廠，按照規劃到“十三五”末，北京市垃圾焚燒飛灰年產生量將達35 萬噸以上，目前北京市的垃圾焚燒飛灰處置方式主要為水泥窯協同處置和制備陶粒資源化利用，這兩種處置方式的消納能力無法滿足北京市的需求，垃圾焚燒飛灰無害化處置迫在眉睫。基于以上現狀，研發團隊開發出了一種可安全并大規模資源化利用垃圾焚燒飛灰的新技術?——深部膠結充填采礦協同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術。二、技術原理（1 1 ） 全固廢充填料強度形成機理膠結充填采礦協同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術充分利用了“硅的四配位同構化效應”和“復鹽效應”。鈣礬石（Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O）是普通水泥混凝土中最常見的復鹽礦物，也是大部分地下采礦膠結充填硬化體中最常見的復鹽礦物。鈣礬石的溶度積常數為 1.1*10-40 。本項目組的前期研究結果表明，鈣礬石在水中的飽和鋁離子濃度比水淬高爐礦渣微粉在水中的飽和鋁離子濃度低10 倍以上。因此在有足夠 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 離子供給的體系中，鈣礬石的結晶將能持續促進水淬高爐礦渣微粉中的鋁氧四面體從礦渣的玻璃體網絡中體解出來，從而促進礦渣中較高聚合度的硅-鋁氧四面體的鏈接被破壞，形成大量的活性硅氧四面體或硅氧四面體團，為發生硅的四配位同構化效應或形成 C-S-H 凝膠奠定基礎。其中鋼渣主要為膠凝體系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面體。而鋼渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在膠凝體系中起到與 Ca 2+ 類似的作用。較大量的脫硫石膏主要為體系提供源源不斷的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚燒飛灰的主要成分為垃圾焚燒后產生的無機物和重金屬等，當煙氣凈化采用干式或半干式反應法時，另含有一些反應生成物（如 CaCl 2 、CaSO 4 ）和部分未完全反應的 Ca(OH) 2 等物質。可為膠凝體系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同時垃圾焚燒飛灰中有含量較高的 Cl- ，在礦渣水化過程中會形成含氯水化產物水化氯鋁酸鈣，氯鹽在礦渣水化過程中會形成 NaOH 等堿性物質，提高液相堿度，促進礦渣水化的進一步進行。（2 2 ）重金屬固化的機理膠結充填采礦協同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術在膠凝材料的水化過程中實現了對垃圾焚燒飛灰中重金屬的固化，膠凝材料的主要水化產物為鈣礬石、C-S-H 凝膠和類沸石礦物等，幾種產物對該體系固化重金屬均有貢獻。重金屬元素能夠以類質同象的方式進入鈣礬石的晶格而被固化，而 C-S-H凝膠具有很強的吸附重金屬的能力。另一方面，以砷菱鉛礬-砷鉛鐵礬類復鹽礦物（(Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 ）為代表的含砷鉛礬類復鹽礦物也可以在砷、鉛化合物的參與下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等離子，因此也能促進體系中礦渣微粉、鋼渣微粉和脫硫石膏的消耗，這類復鹽在水中的溶解度極低。在較高 pH 值條件下，這類復鹽的結晶可以使砷和鉛在水中的濃度都達到飲用水的標準。近些年的研究結果還表明，砷和鉛可以進入類沸石相的水化硅鋁網絡體中平衡電荷，或作為網絡體骨干的一部分而被高度固化。（3 3 ）二噁英固化的機理二噁英（dioxin，DXN），化學名為二氧雜環乙烷，標準狀態下一般呈白色固體，無色無味；熔點約為 303～305℃，當溫度達到 705℃以上時開始分解；難溶于水，美國環保局（US EPA，1900）推薦 2，3，7，8—TCDD 的水溶解度為 19.3ng/L，易溶于有機溶劑和脂肪；二噁英的蒸氣壓很低，大致為 8.3×10-13 ～4.8×10 -8 mmHg，一般隨取代氯原子數目的增加而降低，在大氣環境中超過 80%的二噁英分布在大氣顆粒物中。大部分的二噁英在生物體內不易被代謝，具有生物蓄積與生物放大作用。現行的垃圾焚燒技術的爐內溫度可以達到 850℃～900℃，絕大部分二噁英已經被分解，加之二噁英具有極低的溶解度和飽和蒸汽壓和極高的脂溶性，所以垃圾焚燒飛灰中二噁英通過溶解于水中和揮發傳播的比例很小，只可能通過隨垃圾焚燒飛灰顆粒進入土壤和水環境以造成污染，本技術通過物理包裹的方法斷絕了其污染傳播途徑，具體為礦渣基膠凝材料-垃圾焚燒飛灰水化反應所形成的固化體系中含有大量的 C-S-H 凝膠，其緊致的結構可降低整體固化體的滲透性，把含二噁英顆粒包裹固定其中。

南京師范大學課程資源研究所是專門從事省地市級、社區科普教育資源、中小學、幼兒園和大學課程教學資源研究、開發與應用的研究機構。下設科普教育資源研究室、自動測量與控制工作室、物理課程資源研究室、化學課程資源研究室、生命科學課程資源研究室和教育科學課程資源研究室，并有17000平方米的研制生產基地。研究所有一支由南京師范大學的專家教授帶領的50多人的技術研發團隊，先后承擔了教育部“高等師范教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”和 “新世紀教育教學改革工程”等各類教育教學改革研究項目30多項，30多位老師參加了新課程標準的制定和新教材的編寫工作。研究所成立以來，累計已經獲得了50多項教育技術產品發明專利，在科普教育資源和課程教學資源研究、開發與應用等研究領域形成了明顯的優勢。 　　南京師范大學課程資源研究所可提供的系列教育產品有：科技館、科普館、科技創新實驗室、科學探究實驗室、數字化實驗室、通用技術實驗室、機器人實驗室、航天航空科普館、航天航空科技館、地震科普館、地震科技館、安全教育科普館、安全教育科技館、交通安全科普館、交通安全科技館、消防科普館、消防科技館、幼兒園科學發現室、農業科普館、社區科普館、社區科技館、壁掛式科技館、科普大篷車、示范性綜合實踐基地、綜合實踐活動室、生命健康科普館、低碳環保科普館、軍事教育科普館、兒童樂園。 　　研究所研制的系列教育產品已推廣應用到了全國各省市5000多家學校和科普場館，建立了廣泛的用戶群。南師大系列產品以其卓越的性能成為同類品牌中的佼佼者，正受到越來越多的學校和科普場館的關注。 　　序號儀器名稱單位數量 　　1一度電的意義套1 　　2霧霾的形成與危害套1 　　3都江堰水利工程套1 　　4沼氣的利用模型套1 　　5水處理演示系統套1 　　6PM2.5模擬與檢測體驗套1 　　7健身發電,腳踏發電套1 　　8墻體保溫套1 　　9我要低碳套1 　　10生存危機套1 　　11溫室氣體套1 　　12水土保持演示儀套1 　　13新能源小屋套1 　　14大自然的眼睛套1 　　15地球碳庫套1 　　16環保知識互動搶答系統套1 　　17垃圾分類實驗儀套1 　　18舊衣物處理套1 　　19把太陽光引到家套1 　　20抽水儲能套1 　　21食品巧加工套1 　　22節能用水方法.套1 　　23節能燈PK普通燈套1 　　24環境監測與保護系統套1 　　25垃圾填埋處理場模型套1 　　26環保低碳小屋套1 　　27雨水收集與濕地保護模型套1 　　28地球村的“碳”危機套1 　　29自然界的“碳”循環套1 　　30新能源綜合展示模型套1 　　31發電塔套1 　　32飛輪儲能套1 　　33廢棄物分類與回收套1 　　34風光互補發電套1 　　35太陽能熱水器套1 　　36污水源地源熱泵原理套1 　　37旋轉屋套1 　　38壓縮空氣儲能套1 　　39合理利用清潔能源套1 　　40豐富的含碳化合物套1 　　41碳的遷移套1 　　42碳循環套1 　　43身邊的污染套1 　　44了解霧霾機套1 　　45氣候辨辨辨套1 　　46綠色之樹套1 　　47立柱式智能蔬菜種植機套1 　　48尋找低碳排放物套1 　　49碳失衡世界套1 　　50我的低碳生活妙招套1 　　51美麗的星球套1 　　52碳原子套1 　　53身邊有碳套1 　　54測你呼出的二氧化碳套1 　　55地球也發燒套1 　　56百年高碳套1

本技術以廉價易得的聚氨酯海綿為基底,通過原子層沉積技術(ALD)和單分子偶聯改性,在聚氨酯海綿骨架上構建了厚度約5nm的改性層。該方法在不減弱海綿自身高彈性及高孔隙率的前提下對其進行表面改性,賦予其強憎水親油特性. 同時該方法改性物質消耗量少、操作簡單，保證了吸油海綿的低廉成本。改性后聚氨酯海綿可在水面下快速且高選擇性地吸收多種油類與有機溶劑;且吸收容量在海綿自重100倍以上,高出報道的高分子吸油材料5-50倍.吸油后海綿通過擠壓即可脫油再生,循環使用率高。能夠達到重復使用60次以上吸油量僅減少約10%。

新型的生物可吸收的骨填充再生材料是一類用于骨組織缺失修復的臨床醫用材料。這種材料填充于骨缺失處，恢復了骨組織的解剖和生理狀態，并隨著人體生理體液與這些材料的作用，使得這些材料在植入體內后不久的時間內被生物組織降解和吸收，同時產生新的骨組織替代植入體，從而達到真正意義上的骨組織修復。這種材料在植入體內后可被生物組織降解，并直接為骨組織的再生提供鈣磷來源，從而

（2-7層黑磷中（a）激子吸收與層數的關系；（b）帶邊吸收與層數的關系；（c）二維激子示意圖）復旦大學物理學系晏湖根課題組首次在實驗上測定了少層黑磷的光吸收強度，發現激子吸收隨著層數的減少反而增大。4月15日，相關成果以《少層黑磷光電導的紅外光譜研究》為題在

高導熱寬頻強吸收吸波彈性體材料通過將氮化硼、石墨烯等二維納米材料進行高效剝離、與納米鐵氧體顆粒雜化、采用高效均勻的混合攪拌和高精度的壓延成型工藝制備而成，具有導熱吸波性能、力學性能好、硬度低等特點，其導熱系數大于3wm-1k-1， 吸收頻寬（RL<-10dB）高達 5GHz，最小反射損耗低于-50dB，達國內先進水平。

膜吸收與膜蒸餾集成天然氣脫硫工藝由常州大學首先提出，并且進行了長達14年的研究，取得了很好的效果。膜吸收與膜蒸餾集成天然氣脫硫工藝,主要利用膜吸收器系統實現天然氣脫硫，利用真空膜蒸餾富液再生系統實現脫硫液的再生。目前，該成果已處于中試階段。希望與相關設計院、研究院、設備生產廠家和油氣田天然氣處理廠。 先進性： 與傳統脫硫工藝相比，本工藝具有以下優點：（1）投資運行費用低：比吸附法節約投資費39.8％，節約運行費51.0％；比吸收法節約投

本成果來自國家級和省部級科技計劃項目，是獲得省部級和學會級三等以上獎勵的重點縱向成果。食道癌變引起的食道狹窄等疾病是一種嚴重威脅人類健康的常見病。現在的治療方法是用復雜的手術在病變部位植入金屬類支架以支撐起狹窄段管腔。金屬材料不降解還需二次手術取出以及手術繁瑣、風險高等已成為醫學界極具挑戰性的難題。本成果針對傳統金屬類醫療器械（食道支架）不能降解吸收而需二次手術和外科植入手術繁瑣等關鍵問題，研發出一類可完全降解吸收、并可利用體溫產生形狀記憶功能的新型高分子復合材料，建立了在動物體內三維管狀支架的恢復模型，利用高分子材料的易加工變形和體內記憶恢復能力解決了金屬支架難植入和不降解而需二次手術等難題。該成果獲國家發明專利4項，獲四川省科技進步獎（自然科學類）一等獎。

本發明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進入中空纖維膜接觸器的管程進行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發生器產生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進入進行協助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發明通過在膜接觸器內降壓操作代替傳統加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。

目前，城市餐廚垃圾的處理方式主要有衛生填埋和焚燒，少部分用堆肥方式處理。因存在眾多困難 與弊端，未能充分利用城市餐廚垃圾。通過生態調查，我們發現雙翅目蠅類昆蟲（大頭金蠅蛆）為餐廚 垃圾的天然優勢分解者。利用大頭金蠅蛆強大的繁殖能力和快速生長潛力，對餐廚垃圾進行高效生物轉 化，在清除餐廚垃圾污染的同時，還可得到大頭金蠅蛆（可作為畜禽養殖業的鮮活餌料或烘干后制成昆 蟲蛋白粉）和有機肥兩個優質產品，實現餐廚垃圾的百分百減量化、無害化、快捷化和高值化資源再生 利用。以每轉化100噸餐廚垃圾為例，只需5～6天，即可產出畜禽水產養殖業和有機種植業大量需求的 優質昆蟲蛋白粉約2 .5～3 .0噸(均價約2 .5萬元/噸)和有機肥約50～60噸（均價約2000元/噸），日新增產值 16.2～19.5萬元。