【项目精选】172期：环保与清洁技术

项目一、三维电极处理废水技术（一）成果简介 三维电极技术降解氨氮废水时，同比相同条件下二维平板电极，氨氮去除率得到了显著提高。氨

项目一、三维电极处理废水技术

（一）成果简介

三维电极技术降解氨氮废水时，同比相同条件下二维平板电极，氨氮去除率得到了显著提高。氨氮去除率随初始浓度增加而降低，但去除量随初始浓度的增加而升高。

（二）创新点以及主要技术指标

氨氮去除率提高了45.3%；在槽电压为7.0V，导电介质浓度为0.20mol/L，初始 pH值为7.00的条件下降解4h，氨氮的去除率达到96.4%。采用超声协同三维电极降解氨氮废水，同比相同条件下的二维电极和三维电极，氨氮去除率分别提高了86.8%和28.5%；最佳条件下，氨氮去除率达到99.0%。同比二维电极，CODCr 去除率提高了86.4%，在槽电压为9.0V，导电介质浓度为0.20mol/L，pH为 4.00 的条件下降解150min，甲基橙和CODCr去除率分别达到95.7%和84.3%。

（三）应用领域及市场前景

可用于会产出氨氮与甲基橙和CODCr等污染物废水的企业如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等，处理工业废水。

项目二、含磷污水综合净化处理技术

（一）成果简介

针对目前污水中含磷量偏高，而国家规定的排放标准要求不断提高（GB18918－2002中一级（A）的总磷≤0.5ppm）的现状，研发出全新的、特色分明的“超声耦合电化学催化氧化（混凝）含磷废水综合净化技术”。1.超声耦合强化了电化学除磷技术；2.将有机磷矿化为无机磷；3.对有机污染物有一定程度的降解作用；4.能部分分解水体中的氨氮；5.可杀灭如大肠杆菌等微生物。

（二）创新点以及主要技术指标

1.处理速度快（废水流程约10分钟）；

2.处理效率高（总磷去除率大于95%）；

3.污染物去除范围广（可降解有机污染物、微生物、磷及氨氮）；

4.建设安装简便、设备占地面积小（约需20m2 <200T/d>）；

5.本技术设备应用范围广（工业废水、生活污水、养殖业水体等）；

6.可用太阳能提供部分电能以降低能耗。

(三)知识产权及获奖

1.获国家科技支撑计划（子项）项目、国家自然科学基金项目（子项）资助。

2.获国家发明专利。

(四)应用领域及市场前景

本技术已在印染、电镀等工业废水试用。还可在城镇生活污水、水产品养殖业水体净化、城市景观水体的处理等领域应用。

项目三、煤粉低尘洁净燃烧技术-高效低污染多通道固体燃料燃烧器

（一）成果简介

多通道多燃料燃烧器是一种新型高效低污染煤粉燃烧器。其采用的直流－旋流复合风道结构增强了空气与燃料的掺混，各风道可以根据燃烧特性和火焰形状灵活调整配风量。对燃料适应度更高，可以掺入生物质燃料与煤粉混燃，对不同煤质煤粉的适应性更好。精确组织的燃料－空气流场使得燃烧效率更高，性能调节更方便，节电、节煤，进一步延长寿命，可以广泛用于各种工业炉窑系统。

（二）创新点

1. 燃烧适用性和灵活性好 ：根据燃料特性，精确匹配空气－燃料燃烧场，实现高效洁净燃烧。可以燃用贫煤与无烟煤，或掺入生物质燃烧混燃。

2. 火焰形状可调性好 ：通过改变直流－旋流相对强度，结合新型拢焰罩结构，实现对火焰形状的准确控制。

3. 高效低污染 ：通过对风道风量精准控制，实现高效燃烧。避免峰值高温区域，结合局部欠氧技术进一步降低 NOx。

4. 使用寿命更长 ：优化设计的流场降低了颗粒冲蚀效应，对关键部位喷涂耐磨耐热层，提高使用寿命。

（三）主要技术指标

直流风速：140~250m/s

风压：大于等于0.014MPa

旋流风速：110~240m/s

风压：大于等于0.014MPa

煤粉风速：20~35m/s

一次空气总量：5%~7%

（四）知识产权及获奖

1.2011 年获教育部留学基金与澳洲阿德莱大学联合研究。

2.2013 年获校企联合研发项目。

3.国家发明专利。

（五）应用领域及市场前景

该成果性能指标国内领先，技术具有专利性，在同类产品中性能优越，可替换同类燃烧器在水泥转炉燃烧器、电石炉尾气燃烧器、以及石化冶金炉窑燃烧器的节能应用。可根据客户需求，设计制造燃用油、气、煤及各种混合燃料的各型燃烧器，满足不同行业各类工业炉窑对燃烧器的性能需求。

项目四、污水源热泵

（一）成果简介

传统的建筑空气调节，有夏天通过分立单制冷电空调实现制冷降温、冬天通过蒸汽经散热器辐射热量实现制热升温的；也有夏天通过集中的单制冷中央空调制取适宜温度的中间介质，中间介质经分布于被调节空间的分立风机换热器实现制冷降温，冬天通过蒸汽经汽水换热器加热中间介质，中间介质经分布于被调节空间的分立风机换热器实现制热升温。

传统生活热水获得，则通常采用分立电热水器、分立燃气热水器、集中的燃煤锅炉、集中的燃油锅炉、集中的燃气锅炉或者使用城市商业蒸汽等途径制取。

（二）创新点

污水源热泵是利用污水中存在的热能进行制热、制冷的设备，基本原理是：输入电能，按照逆卡诺循环方式，制冷介质将污水中存在的热能转移到热水（空调）中去，实现制冷、采暖或制取生活热水。水源热泵其制冷、制热系数可达3.5～4.4，非常经济，运行成本比现行的吸收式制冷机组低很多。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户 30～40％的供热制冷空调的运行费用。而且本机组在运行过程中没有任何污染物产生，对环境无负面影响。

（三）主要技术指标——COP：4.5-7.6；制热(制冷)量：约单台 25kW。可集成为大的供热系统。

（四）应用领域及市场前景 ：适用于有水源的各个行业的供暖与制冷需求。

项目五、用于放射性废水处理的新型多孔复合吸附材料及其辐照制备技术

（一）成果简介

随着核电产业的快速发展和核技术的广泛应用，核与辐射安全备受关注。核设施在正常运行及事故工况下都会不同程度地产生各种放射性废物，亟需妥善处置。本成果采用γ射线辐照技术制备开发了多种纳米功能粒子改性的新型多孔复合吸附材料，其对 Cs+、Sr2+等放射性离子具有良好的吸附性能且易于分离和后处理，可用于净化核电站、核技术利用设施等日常运行过程中产生的放射性废水，也可用于核事故情况下放射性废水应急处置，具有广阔应用前景。本成果利用绿色环保的γ射线辐照技术，制备方法简单、高效，反应体系纯净，符合“绿色低碳”的环保理念，具有重要的推广应用价值。

（二）应用领域及市场前景

本成果利用绿色环保的γ射线辐照技术，制备方法简单、高效，反应体系纯净，符合“绿色低碳”的环保理念，具有重要的推广应用价值。

项目六、空气污染物高速采样超声装置

（一）成果简介

利用简易设备对空气中的污染物尤其是低浓度污染物进行高速采样是气体分析和环保行业面临的一个技术难题。本团队提出并研发了一种基于超声原理的空气污染物高速采样装置，可以实现对 PM2.5、更大颗粒物以及气体分子的有效捕捉，其捕捉能力已高于120mg/m2·min（烟雾的浓度为20m g/L）。

原理：利用共振驻波声场产生的声辐射力和声学流场，把声场中的 PM2.5、更大的颗粒物以及气体分子聚集到采样板的表面。

技术途径：将低频超声换能器（已商业化）设置在反射板的上方；调节超声换能器辐射面与反射板之间的距离，以获得共振驻波声场；用开关电源驱动换能器，在辐射面和反射板之间形成共振驻波声场，产生所需的声辐射力和声学流场，捕捉声场中的 PM2.5 以及更大的颗粒物并把它们聚集到反射板的表面，反射板同时也作为采样板使用；在采样板表面设置功能涂层，借助超声场中的声辐射力,可有选择性地捕捉空气中的气体分子。

样机测试表明：利用该装置，可实现PM2.5以及更大颗粒物的有效捕捉，其捕捉能力已高于120 mg/m2·min（烟雾的浓度为20m g/L）。

（二）主要技术指标

1. 捕捉能力已高于120mg/m2·min（烟雾的浓度为20m g/L）。

2. 不使用马达和空气泵。

3. 超声装置的功耗小于10W。

4. 采样板是可循环使用的基板材料，也可以是一次性的可降解材料。

5．产品集成过程不产生有毒有害物质，绿色环保。

（四）应用领域及市场前景

环保领域的低浓度空气污染物检测、微量气体的分析等。