针对石油化工、精细化工等行业存在的高固含量和高金属离子的难降解有机废水，项目开发了该类废水的资源化利用工艺技术，通过膜分离-吸附-离子交换集成工艺，实现了固体颗粒的高效回收，同时，实现了水的有效回用，减少了水资源的消耗。项目获国家授权发明专利6项。

固定化微生物技术是将特选的微生物固定在特定的微生物载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖并发挥其特定功能的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内特定的微生物浓度，避免其随水流流失以及脱落的问题，从而有利于微生物抵抗不利环境的影响，同时利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。

    数字化探究实验室由传感器、数据采集器、计算机及配套软件和相应的实验仪器设备构成，集数据测量、采集、处理的智能化系统。对比传统实验室，数字化实验室采用传感器作为采集实验数据的工具，精确度优于传统实验室；具有实验数据自动采集的功能，保证了实验结果的精确度，同时可以轻松解决许多传统实验室无法解决的涉及到连续快速变化的量的各种实验；具有强大的数据处理功能，可以帮助学生轻松的对实验结果进行分析处理，让学生通过探究实验对科学规律进行再发现，使实验教学得到大大的简化，真正体现了新课程改革的核心理念。

环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 项目属化学工程精细化学品领域。项目原料环氧化合物主要为环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧氯丙烷(ECH)，进行开环加成、直接酯化或闭环反应，制得一系列环氧精细衍生化学品，主导产品包括二元醇单烷基醚、二元醇醚羧酸酯和脂肪族缩水甘油醚等醇醚酯类高级溶剂与环氧树脂活性稀释剂，用途广泛。因原料危险性大、技术含量高、产品品种和品质要求多，高端产品长期依赖进口。通过对其生产关键技术长达20余年的协同创新研究，取得如下自主创新成果： 1、环氧化合物与脂肪醇开环反应关键技术 开发了活性高选择性好的高氯酸盐固体酸类新型环氧化合物开环反应催化剂体系、连续管式反应器及绿色反应工艺等关键技术，通过催化剂、反应器和原料配比来调控反应选择性，根据市场变化自如调节主副产品比，建立3套万吨级连续管道式二元醇单烷基醚生产装置，实现装置通用化、产品系列化、主副产品综合利用。 2、二元醇醚羧酸酯直接酯化法绿色生产新工艺技术 开发了苯并噻唑类离子液体、Ni-Al/离子交换树脂等酯化酸催化剂体系，低毒酯类共沸脱水剂体系，连续固定床预反应串反应精馏酯化工艺。预反应系统提高了反应精馏主反应的效率；催化剂可回收、循环使用，解决了常规中和带来的操作与污染问题；酯类脱水剂低毒、高效、环境友好；GMP自动化无尘包装，产品质量指标达国际电子级要求；建立4套万吨级生产装置，实现清洁生产。 3、氯醇醚高浓度碱闭环制备脂肪族缩水甘油醚清洁生产工艺关键技术 开发了季铵盐型缩水甘油醚阳离子相转移催化剂，催化高浓度NaOH闭环反应，副产固体盐多，并消除了夹带产品问题，通过饱和盐水萃取可低成本精制固体盐；用饱和盐水热泵蒸发析盐，解决高浓度盐水污染问题；建立单、双、多缩水甘油醚等3套万吨级通用型生产装置，产品质量达国际先进水平；生物基、低氯、水溶及高品质产品填补国内空白，建成全球产能最大、品种齐全的脂肪族缩水甘油醚生产基地。 4、副产物的综合利用技术 开发了开环反应副产物的资源化利用技术。二元醇醚副产残液与碱、卤代烷进行williamson醚化反应，制得多乙二醇双醚；丙二醇醚副产残液通过中和、脱色等精制得多丙二醇单醚，用作脱硫脱碳溶剂或制动液原料。 5、废弃物的资源化利用技术 系统开发了脂肪族缩水甘油醚废弃物资源化利用技术。固体盐精制得工业盐，用作水泥磨料、制砖防冻剂等；盐水蒸发析盐过程中回收多羟基有机物制备环氧树脂增韧聚酯；减压精馏前馏分精制处理出原料和产品；精馏残液通过环氧基改性后可实现废弃物的综合利用；这些技术开发，解决了废弃物出路问题，实现了清洁生产。

近年来，挥发性有机物(VOCs)与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化氧化、吸附、生物处理、低温等离子等。其中，废气生物处理的 原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害 的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在 国外已经有 50 多年的研究和应用历史，在美国、欧洲各国、日本和韩国均得到广泛应用。 国内从 20 世纪 90 年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于不同行业(尤其是污 水处理行业)恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的研究与应用成果表明:与其他技术相比，生 物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤 其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处 理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统研究和开发，在新工艺开发(紫外光氧 化+生物过滤)和反应器结构优化、新型填料开发、高效菌种筛选和培育、营养盐配方和填 料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂 废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域已获得省部级奖 2 项(华夏建设科学技术奖一等 奖、二等奖)，获得国家发明专利 4 项，发表论文 60 余篇。

研发阶段/n蛋壳占鲜蛋的比例高达11％～13％，禽蛋加工以后产生大量的蛋壳副产物，往往作为废气物而浪费掉，不仅造成资源的浪费，而且造成环境的污染。通过引进国外的利用技术，经消化吸收和再创新，在蛋壳处理工艺、生物转化、高纯分离等方面取得突破，形成了我国对蛋壳资源利用的特色。项目采用直接转化与取代方法，将蛋壳中的碳酸钙有效地转化成柠檬酸钙、乳酸钙、丙酸钙与乙酸钙等生物有机钙产品，平均转化得率为52.53％，乳酸钙有效含量为83.26％，其它产品均符合国标GB6226－2005有关标准。

1 成果简介近年来，挥发性有机物（ VOCs）与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。 VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化燃烧、吸附、生物处理等。其中，废气生物处理的原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在国外已经有50 多年的研究和应用历史，尤其在德国、荷兰等欧洲国家应用较为广泛。国内从 20 世纪 90年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于各种恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的 研究与应用成果表明：与其它技术相比，生物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。 本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统的研究和开发，在工艺组合（ 紫外光氧化+生物过滤） 和反应器结构设计、填料优选和构建、高效菌种筛选和培育、营养盐配方开发和填料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域获得省部级奖 2 项（华夏建设科学技术奖二等奖、三等奖），申请专利 5 项，发表论文 50 余篇。2 应用说明该技术适用于涂料与喷漆﹑有机原料及合成材料﹑农药﹑染料﹑石油化工﹑炼焦﹑制药﹑鞋厂﹑印刷厂﹑造纸厂﹑加油站﹑养殖厂﹑污水处理厂﹑堆肥厂等的废气与恶臭气体的处理。该技术还适用于建材市场、家具城、批发城等大型公共场所的室内 VOCs 处理。 可处理的挥发性有机物主要包括脂肪烃（低级脂肪烃（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烃（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有机物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有机物（胺）﹑含硫有机物（硫醇、硫醚）等。可处理的还原性无机化合物主要包括硫化氢、氨等。图 1 生物过滤除臭工程                         图 2 紫外-生物过滤废气处理工程 目前本课题组成果已经在北京、江苏、广东、湖南、河北、河南等省市的废气治理工程当中得到了成功应用。3 效益分析在处理低浓度的有机气体和臭气时，生物法的一次性投资是燃烧法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化学吸收法 1/3 左右；运行费用是燃烧法的 1/20、吸附法的 1/10、化学吸收法的 1/15。

本项目以有机废水为燃料，综合环境工程、电化学、生物工程等交叉学科知识，在详细、深入开展单体微生物燃料电池产电性能基础上，通过选择不同的阴阳极材料，控制阳极室的不同工艺参数以及采用生物学手段提高微生物燃料电池的产电性能，实现了微生物燃料电池堆的优化组合。目前该技术已达到小批量样机生产的实用要求。该技术可用于一切需要进行有机废水处理的领域，主要包括产生高浓度废水的工业（例如处理畜牧场或者食品加工厂的废水等），在远离人群的驻地、工作站、舰船及极端条件下的封闭和半封闭系统中也具有很好的应用前景。

本技术对农林有机固体废物好氧发酵堆肥过程中的潜热与显热均予以回收，大大提高了热回收效率。并开发了适于典型应用场所（温室大棚、禽畜棚舍及农村住宅）的肥热联产热回收装置。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 有机固废（如秸秆、动物粪便等）好氧发酵堆肥（Composting）是在微生物作用下使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。其过程中产生的生物热约为燃烧时热值的1/2~2/3（约相当于0.25-0.35倍同质量标煤），堆内最高温度可达70°C以上。用好氧发酵生物热为建筑、温室大棚及禽畜棚舍等冬季供暖，可视为（近）零碳排放。“肥热联产”是消纳秸秆及动物粪污的一种颇具发展前景的新思路。 本项目对典型的有机固废-秸秆开展了“肥热联产”研究，成果先进性体现在以下几个方面： 1）本技术对农林有机固体废物好氧发酵堆肥过程中的潜热与显热均予以回收，大大提高了热回收效率。并开发了适于典型应用场所（温室大棚、禽畜棚舍及农村住宅）的肥热联产热回收装置。 2）本技术实现了静态堆肥，方法简单易行、经济高效。解决了传统堆肥中需要人工或机械“翻堆”的问题，大大提高了生产效率。 3）适于典型应用场所的“肥热联产”供暖系统设计方法。秸秆肥热联产的发酵周期、产热率、热回收率、供暖热媒温度等参数都有其独特的规律性。相应供暖系统设计方法异于常规。 4）结合物联网技术与人工智能的秸秆肥热联产供暖系统智慧化调控方法，实现热能生产、供给与需求以及肥料生产所需理化条件的动态最优匹配。 5）技术应用范围广泛、应用形式灵活。可分散式利用，如田间地头、温室大鹏、禽畜圈舍、孤立场站、冰雪旅游景区等；也可集中式利用（大型发酵工厂），为供热厂、工业企业补充廉价热量。

本发明公开了一种有机膨润土合成-废水处理一体化方法。它的步骤为:1)将干燥、粉碎的20～100目膨润土原土和季铵盐阳离子表面活性剂直接投加到待处理有机废水中,膨润土原土用量与待处理有机废水量比例为1∶50～1∶5000;2)快速搅拌10～30分钟;3)反应产物在沉淀池停留10～60分钟,土-水固液分离,废水达标后排放。本方法省略了有机膨润土制备的整套工序,减少了膨润土合成设备投资和运行费用,节约能源和水资源,消除了有机膨润土制备和使用过程中表面活性剂的二次污染;废水处理流程简单,操作方便,缩短了废水处理时间,吸附去除有机污染物的效率优于传统方法制备的有机膨润土,显著降低废水处理的成本,易于推广使用。