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高效脂肪酶催化制備脂溶性維生素關鍵技術及產業化

1 成果簡介本項目在研發過程中得到了教育部留學人員歸國基金、教育部博士點基金、自然科學基金、國家科技支撐計劃的部分支持，經過主持單位和協作單位的聯合攻關，經過 8 年的時間研究完成的。通過實驗室小試，開發出可將污泥停留時間和水力停留時間分離的新型多孔微生物載體，研究了好氧-厭氧耦合污泥減量化的機理。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現場中試和實際應用，取得了一系列突破性的進展和成果，并成功的將該項目應用在生活污水、河道污水和工業廢水的治理中，在項目研究過程中共申請國家發明專利 6 項（其中5 項已授權），實用新型 1 項，發表論文 30 余篇，翻譯教材 2 部。 該項目在實施過程中，主要取得如下幾個方面的技術突破： （ 1）研究了好氧-厭氧耦合體系在處理廢水的同時對污泥減量化的作用機理，開發出好氧-厭氧多次反復耦合原位污泥減量技術。 （ 2）對多孔載體的結構及對剩余污泥的截流效果進行了全面研究。設計了一種空隙率高、對污泥截流效果好的多孔載體。 （ 3）開發出以天然高分子為助凝劑的鐵鹽混凝除磷技術。 （ 4）實現了該技術的實際推廣應用，分別應用于處理城市生活污水、農村的生活污水、工業廢水和河道污染治理中。在高碑店污水處理廠進行的運行兩年的 103/d 的中試實驗結果表明，運行效果穩定，在水力停留時間為 12h 時，出水 COD 保持在 60mg/L 以下，出水 SS 在 30mg/L以下，兩年不需要排泥。在廣東肇慶處理 5m3/d 的高濃度發酵制藥廢水（ COD 2000~3000 mg/L），運行近一年的實驗結果表明，在水力停留時間為 27h 時，出水 COD 保持在 100 mg/L 以下，出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中試試驗研究的基礎上，我們將該技術推廣應用于青島即墨市兩個社會主義新農村的生活污水處理（日處理量 150~180 噸），上海浦東區金家村農村生活污水處理（適于不同地理特點的 170 套反應器，服務人口 2120 人），佛山市石角涌河道截污工程（日處理量 1000~3000噸）和河北威遠生物化工有限公司的農藥廢水處理項目（日處理量 780 噸）。應用結果表明該技術可以有效地去除廢水中的有機物及氮，同時實現原污泥減量化，而且對于用常規方法不能去除的有機物（如苯、苯酚等）也可以有效地去除。新型多孔微生物載體技術在污水處理過程中不需要對剩余污泥進行處理，運行管理簡單，運行成本低，具有廣闊的應用前景。2 技術指標生活污水經過處理后達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準 GB18918-2002》一級B 排放標準；處理生活污水的過程中剩余污泥減量 60~75%；處理河道污水的過程中剩余污泥減量 70~85%；多孔微生物載體的使用壽命在 10 年以上；工業污水由于種類較多，排放標準不一，需要根據具體的情況進行確定。3 應用說明本技術主要是應用于新建或者現有污水處理廠污泥減量、廢水處理方面。該技術利用多孔載體和定點曝氣技術，在反應器中實現了沿載體軸向、反應器水流和高度方向的多層次好氧-厭氧反復耦合環境，從而在同一個反應器中實現好氧-厭氧微生物反應的耦合。實驗室采用人工廢水的小試研究結果表明，該類耦合體系的 COD 去除率大于 90%，而與傳統廢水處理工藝相比，剩余污泥的產率可以減少 90%以上。 對該類耦合體系實現污泥減量的機理研究表明，好氧區增殖的污泥進入下游的厭氧區后發生死亡溶解釋放出胞內蛋白質等組分，進一步被降解成小分子物質，這些物質流入下游好氧區被污泥再次利用，強化了污泥的隱性增殖；而微型動物的穩定存在強化了捕食效應。整個過程伴隨著 CO2、 N2 的釋放，使得進水中有機物以氣體形式脫離體系，從而實現了廢水的凈化處理和剩余污泥的原位減量。 為了進一步將污泥停留時間和水力停留時間分離以實現污泥減量效果，本研究設計開發了新型的多孔微生物載體。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現場中試和實際應用，取得了一系列突破性的進展和成果，驗證了新型載體的實際應用效果，并進而成功地將該技術應用在生活污水、河道污水和工業廢水的治理中，在處理生活污水的過程中可以使污泥減量 60~75%，處理河道污水的過程中可以使污泥減量 70~85%。4 效益分析城市污水處理廠污泥安全處置工作有其艱巨性和復雜性，特別對于污水處理規模較小，污泥厭氧發酵無法實施的地方，污泥減量化污水處理技術的應用將成為必要的選擇。通過該技術的實施，可以大量的減少剩余污泥的產量，減少填埋用地，節約土地資源，避免了對環境的二次污染。同時，由于污水處理廠對污泥處理量的減少，運行費用隨之降低，而且運行管理簡單，對促進我國水處理事業的發展有積極的影響。 該技術既可以用于生活污水的處理也可以用于工業廢水的處理，適用范圍比較廣，而且在處理污水的同時可以大量的減少剩余污泥的產量。不僅可以減少污水處理設備的投資，而且可以節省運行費用， 適于中小規模的生活污水處理及有機工業污水處理。5 合作方式技術轉讓或合作開發。

我國湖泊水庫近在近20年來富營養化發展速度相當快，藻類爆發日趨頻繁，已經嚴重影響到了飲用水水質。上海地處平原，河道水流緩慢，近年來日益嚴重的“黑臭河道”現象也是典型的半封閉性水域的富營養化。曝氣富氧和種植水生植物是修復富營養化水體的有效技術，但是常規大氣泡富氧方式富氧效率低，容易造成底泥擾動反而加重水體污染；水生植物在冬季修復效率低下。前期研究結果發現微納米氣泡具有比表面積大、上浮速度慢的特點，可以改善下層水體的溶解氧濃度，恢復好養微生物和浮游動物的活力。本課題針對富營養化水體，采用微納米氣泡富氧技術與水生植物種植技術相結合的方式，根據不同的水質條件（水庫、黑臭河道）調控相應的微納米氣泡的應用方式及條件，結合種植適宜的水生植物，促進植物根系發展提高冬季氮磷去除效率，從而實現水體的高效凈化。通過對修復過程中的水質變化規律和微生物演替規律進行動態監測，觀察不同微納米氣泡的實施條件對水生植物的生長和根際微生物變化的影響，探索微生物群落特征與水體修復效果的映射關系，用以指導該技術的推廣和應用。 我國湖泊水庫近在近20年來富營養化發展速度相當快，藻類爆發日趨頻繁，已經嚴重影響到了飲用水水質。上海地處平原，河道水流緩慢，近年來“黑臭河道”現象日益嚴重，黑臭異味的根源是半封閉性水域的富營養化，外源污染物的過量輸入超越了水體的環境容量。封閉性和半封閉性富營養化問題亟待解決，本項目擬開發的環保綠色高效的修復技術具有廣闊的市場前景。

電石泥法生產環氧丙烷工藝技術中，粗PO中含有少量氨，通過脫氫塔的放空來脫氨并損失少量PO。通過專用脫氨吸附床和精餾系統，可將PO加收。吸附系統解析的氨氣經循環水洗滌塔吸收，使得有機廢氣的排放環保問題解決。

變壓吸附制氧制氮技術是近來發展起來的高心技術。它利用取之不盡的空氣作原料，在有電能的條件下，可以源源不斷地制取氧氣和氮氣。具有投資少、成本低、規模靈活、自動化程度高等顯著優勢，可以廣泛用于冶金、化工、醫療、環保等廣大領域，市場前景極好。 變壓吸附制氧技術作為具有實用價值的技術概念，是70年代提出的。當時開發這一技術是滿足對氧氣純度要求不高，用深冷裝置氣量偏小，而用低溫槽車運輸氣量又不方便的這一類用戶的要求。國外真正進入工業應用是80年代初期。我國在70年代末也開始研究，80年代末期進入工業應用。經過近30年的研究開發，進入90年代后，變壓吸附裝置在降低能耗，降低投資、工藝流程簡化、提高可靠性方面，都有了很大的進步，使之成為成熟的高新技術。 北京科技大學熱能工程系長期開展變壓吸附氣體分離技術研究，具有相當的研究條件和科研隊伍。開發的微型變壓吸附醫用制氧機已由國家計委中國高新投資集團投資組織批量生產，形成了一定的市場分額。為國家西部開發重大工程——青鐵路藏的世界第一隧道——海拔高達5000米風火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地區制氧供氧系統。該系統為風火山隧道工程的順利進行提供了有利保障。

鉛富氧閃速熔煉新技術及裝置，攻克了低品位鉛礦、鉛二次 資源、卡林金礦和復雜含金物料等的經濟利用關鍵技術與裝備難題及工程實踐 問題，形成了經濟、高效、清潔、短流程直接煉鉛新工藝，并建成了年產 10 萬噸粗鉛規模的示范工程。鉛總回收率 98.5%、硫利用率大于 98%，伴生金銀回收率 99.5%、銅回收率 85%、鋅回收率大于 90%。主要創新點為：①發明了鉛富氧閃速熔煉新技術，改變了鉛的生成途徑，增強了工藝對 物料的適應性，入爐料含鉛由底吹熔煉的 48%降至 25%甚至更低，實現了低品 位鉛礦、鉛二次資源的經濟利用，解決了鉛冶煉過程能耗高、污染重等問題； ②發明研制了鉛富氧閃速熔煉成套裝備，優化了反應塔的溫度場、氧勢場、顆 粒場以及熔池的氣流場，生產操作更加穩定；③創新了鉛富氧閃速熔煉的成套 操作技術，形成了清潔、高效、短流程、伴生金屬回收率高的直接煉鉛新工藝； ④發明了難處理卡林金礦和硫化金精礦混合熔煉的金高效捕集新技術，實現了 伴生金、銀、鉛、鋅、硫的同步高效回收。相關研究成果以 20 余篇論文形式在 國際會議及學術期刊上宣講和發表，被收入邱定蕃院士主編的《有色冶金與環 境保護》專著中。

本發明公開了一種富氧燃燒系統，包括燃燒凈化裝置和循環煙氣冷卻裝置，燃燒凈化裝置包括鍋爐本體、空氣預熱器、電除塵系統、引風機、第一調節閥、第二調節閥、第三調節閥、脫硫系統和煙囪；循環煙氣冷卻裝置包括第四調節閥、一級換熱器、羅茨風機、二級換熱器和第五調節閥，第五調節閥通過出口管道與冷卻風母管連接，冷卻風母管與所述看火探頭連接，冷卻風母管通過冷卻風支管與所述火檢探頭連接；冷卻風母管通過冷卻風管道連接有冷卻風機。本發明可滿足火焰檢測、火焰電視的冷卻風要求，在保證相關設備的安全運行的前提下，能在富氧燃燒工況下維持煙氣中 CO2 濃度，利于后續的捕獲、封存與利用。

氧槍是轉爐煉鋼工藝的關鍵設備， 氧槍粘渣一直是轉爐煉鋼生產普遍存在的難于解決的問題。 由于在吹煉時， 高速噴射的氧氣流會產生高溫液態金屬的飛濺， 從而造成氧槍下部的粘渣和結瘤， 當達到一定程度時， 將導致提槍困難和張力報警， 甚至造成氧槍無法提出氮封口并拉壞水套， 嚴重影響煉鋼工序的正常進行。Y 型氧槍除渣器是一種高效可靠的轉爐氧槍自動除渣裝置， 對于加快轉爐煉鋼的生產節奏、 提高煉鋼產量和生產效率， 增加企業經濟效益， 保證氧槍設備安全可靠運行、 延長氧槍使用壽命、 減輕作業工人勞動強度等各個方面

演示性能： 一個完整的混合生物反應的適應 作為性能標準的COD（化學需氧量）和MLSS（污泥濃度）的測量 確立需氧生物過程的化學計量學和動力學 氣/液 質量傳遞 停留時間分布 可以100%按比例擴大到工業要求 研究以下條件下對廢水質量的影響： 流入底層濃度 （加載速率）液體流速和反應器體積 （停留時間）空氣流速溫度PH穩定度營養缺乏 描述： 該設備包括一個安裝在真空成型塑料底座上的10L反應器皿，一個液體進料泵，空氣供給以及監視和控制處理過程的儀表。反應堆得圓柱形內壁由多孔塑料材質組成，讓水進入外部環狀的出口腔室，從而保留暫被擱置的固溶體。這種設計可以在不轉移安放適當足夠的固溶體進行外部重復循環（一個總所周知的實驗問題）的情況下，對需氧處理過程的關鍵特征進行研究。 這個多孔襯墊可以移走清洗，Armfield提供一個備件。 在一個直流馬達驅動的蠕動泵作用下，廢水從一個落地式的進料缸（不提供）中泵入反應器皿中。轉速和流速可以通過10分位的電位計準確設定。泵通過透明的蓋子將物料泵至反應容器內。通過一個小型壓縮機，空氣以可測量的等級被供應，通過一個蜘蛛臂分配器進入反應堆底部，此設計用來防止堵塞，并且在攪拌和反應過程中可以產生充分的氣泡。通過一個與反應器皿外部環狀腔室相連的可調溢出裝置，反應堆中的液位維持在固定值5-10L，在重力作用下，排出物進入落地式產品缸（不提供）。 通過一個可改變反應器皿內浸入加熱器能量的三端控制器可以將溫度維持在一恒定值。可以選擇環境溫度到35℃間的任何溫度，最好的條件是比當日實驗室最高溫度高幾度。 包括溶解氧探針和PH探針。 反應容器蓋子包括一個氣體排放口，便于對氣體取樣進行隨后的分析。   技術規格：  進料泵：24VDC，蠕動的，0-30rpm（相當于0-40L/天）  氣壓縮機: 240V/120V，0-3L/Min（STP）  反應器皿：最大容量10L  PH測量儀: 范圍：0—14  溶解氧測量儀: 范圍：0-100%飽和度；分辨率：2%  反應加熱器：鋼化玻璃，電沉浸加熱 200W  溫度：3端PID，最大設定溫度為35℃ 訂購規格：  一個10L臺式需氧反應堆，蠕動進料泵，空氣壓縮機以及溫度控制系統。   包括溶解氧探針和PH探針以及測量儀表。  反應堆包含一個在蓋子和底座間用密封圈固定的柱形多孔襯墊，此襯墊可以拆解清洗和更換。   當處理過的水通過多孔襯墊滲入外部的環狀出口腔室時，擱置的固溶體保留在反應器皿中。   通過一個可調節的溢出裝置，反應堆液位可以維持在恒定位置。   這種消化儀，操作安全，可周期性的再生產。   該設備與內部的排水渠道一起澆鑄安裝在塑料底座上，此種設計可以處理溢出和清洗用水。 電力供應： W11-A：220V/240V/單相/50HZ W11-B ：120V/單相/60HZ W11-G ：220V/240V/單相/60HZ   水供應 ： 最初的盛滿和實驗室排放   可選備件： CW-16-冷卻水循環。 用于模擬低環境溫度條件。   必要備件：（Armfield不提供） 落地式的塑料進料缸和產品缸，容量為30-50L。   尺寸： 高： 500mm 寬： 1000mm 長： 500mm   運輸規格：體積： 0.5立方米 毛重： 40公斤

產品詳細介紹極譜法溶解氧電極電極參數：溶解氧電極 在線溶解氧電極 溶解氧電極 Bsens420在線溶解氧電極型號Bsens410Bsens420Bsens430Bsens440測量范圍0.00-20.00ppm0.00-20.00ppm0.00-20.00ppm0 - 200ppb測量原理熒光法極譜式極譜式極譜式分辨率0.01ppm0.01ppm0.01ppm0.1ppb精度±0.1ppm±0.2ppm±0.2ppm±0.2ppb電極材質316L不銹鋼PPS,金/銀電極316L不銹鋼316L不銹鋼工作溫度-10～60℃0～60℃消毒:0-130℃，測量:0-80℃0～60℃最大耐壓5bar4bar6bar4bar防水等級IP68IP68IP68IP68電纜長度10m5m5m5m應用污水處理、地表水、養殖、海水檢測等場合污水處理、地表水、養殖、海水檢測等場合生物工程，制藥，釀酒等發酵領域和特殊化學高溫過程火力電廠，電站除鹽水，鍋爐給水等微量氧含量的場所