【项目精选】135期：节能环保领域精选科技成果推荐
节能环保-精选科技项目
本期精选23项节能环保领域的技术成果进行推荐
01：电解锰渣全组分利用技术开发与应用
02：大型城市污水厂主流部分厌氧氨氧化脱氮技术研究与工程应用转化
03：生物质催化气化制备CO近零合成气
04：利用钢铁废渣制备节能一体化装配式墙体材料的关键技术与应用
05：面向废水脱氮的ANOAD技术开发
06：退役锂离子电池短流程资源化新技术
07：能动未来：综合能源系统规划-仿真-调控一体化平台
08：零碳生态城市
09：双发射白光量子点复合量子点发光二极管高效绿色照明应用
10：含铅固废还原固硫强化短流程绿色炼铅新技术
11：基于“碳减”的含油污泥全周期无害化资源化处置系统
12：一种利用页岩气开采废水收集池底泥微生物低成本高效削减有机污染物的方法
13：同时去除硝态氮和氨氮的新型人工湿地在污水处理中的应用研究
14：绿色环保，锻“淬”成材—开创耐磨材料高效节能发展新时代
15：环境友好型电气设备局部放电特征气体智能感知系统
16：基于熵产理论的液力透平偏小流量工况内部能量损失机理及其获能提升研究
17：液环泵叶轮轴向间隙泄漏流动的DBD等离子体流动控制
18：油水分离用高分子纳米复合材料及其集成技术
19：KC系列柴油机
20：先进烟气污染物净化材料
21：高分辨PM2.5生物毒性分析仪
22：季节冰冻区绿色环保型铺面材料关键技术及应用
23：新型重金属污水处理耦合能源微藻培养技术
01：电解锰渣全组分利用技术开发与应用
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：用户验证
项目解决的主要技术问题：电解锰地区锰治理
简介
本项目针对电解锰渣带来的诸多问题，以恩菲公司自主研发的侧吹浸没燃烧熔炼技术为基础，开发电解锰渣全组分高值资源化利用新技术。本技术针对电解锰渣中所含的氨/硫气态物质、铁/锰有价金属和最后尾渣分别进行研究，通过锰渣侧吹熔融快速分解气化、熔渣有价金属梯次还原、还原尾渣改性重构复合激发三项关键子技术的开发，实现从电解锰渣中制备出氨水、浓硫酸、生铁、锰铁合金及活性微粉五种高值化产品，使得单位电解锰渣产值可由每吨不足200元增长至1000元以上。最终，构建基于侧吹熔炼技术的锰渣有价组分回收和尾渣高值建材化全体系工艺路线，解决电解锰渣难利用、环境污染、安全隐患等问题，以及企业/地区绿色发展需求。
02：大型城市污水厂主流部分厌氧氨氧化脱氮技术研究与工程应用转化
基本信息
项目类型：卡脖子技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：高效、低耗、低碳处理
简介
本项目围绕城市污水处理厂，从实际厌氧氨氧化规模化现象出发总结归纳，结合微生物学试验解析代谢机理，通过宏观环境调研、边界条件探究、工艺参数优化等多种研究策略结合，自主研发了主流城市污水部分厌氧氨氧化工艺技术，目前已在中试尺度实现厌氧氨氧化贡献超过30%，下一阶段将定向强化实际污水处理厂厌氧氨氧化规模化效应，降低污水处理能耗，提高出水水质，助力国家重大战略的生态要求。
03：生物质催化气化制备CO近零合成气
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：关键功能已作分析与实验
项目解决的主要技术问题：降低合成气二氧化碳含量
简介
项目的核心竞争力在于开发了“选择性吸附-高效催化双功能耦合”的新型高性能材料，用于生物质催化气化及CO捕集，并创新地提出了微量合成气回流实现材料吸附性能再生及CO向C的原位催化转化方法。基于吸附捕集与催化转化的协同作用，实现生物质气化全流程的CO近零排放，具备指导生物质气化技术低碳发展及推广应用的参考价值和科学意义。
04：利用钢铁废渣制备节能一体化装配式墙体材料的关键技术与应用
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：节约成本、降低能耗
简介
本项目充分利用了钢铁废渣轻质、多孔、廉价等特点，制备出钢铁废渣复合水泥基装配式墙体材料；同时利用钢铁废渣制备核壳型相变保温单元，并利用相变保温单元替代传统骨料制备一体化保温装配式墙体材料。显著提升利用废弃物制备工业产品的功能性与经济价值。本项目材料可作为一体式多功能墙体保温材料广泛应用于建筑行业中，可以消耗掉大量的水淬渣，提高了水淬渣的资源化利用率、提升了水淬渣的附加值，将水淬渣对环境的污染和土地资源的浪费影响降到最低。通过赋予水淬渣保温相变功能，变废为宝，降低建筑能耗和成本，实现节能减排、保护环境的最终目的。与普通建筑材料相比，该种材料质轻，在保证一定的机械强度的前提下，能更好的减轻建筑物的自重。
05：面向废水脱氮的ANOAD技术开发
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成分系统并验证
项目解决的主要技术问题：污水处理
简介
本项目为了克服现有脱氮技术的不足，本项目所研发的ANOAD生物脱氮技术，围绕该技术将形成一套工艺及设备。该技术通过在反应器内部控制溶解氧，实现短程硝化-厌氧氨氧化-同步反硝化的生物脱氮，从而对污水进行快速高效处理。该工艺及设备可以满足处理速率快，运行成本低，二次污染少等发展趋势需求，也可应用于对传统污水处理厂的生物处理工艺进行改造，有着良好的经济效益和应用价值。
06：退役锂离子电池短流程资源化新技术
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：退役锂离子电池短流程资源化
简介
基于当前退役锂离子电池回收流程的系列问题，本项目提出一段采用“无氧破碎无氧干燥-物理分选（磁/电选、脉动气流分选）”技术工艺实现了金属外壳、隔膜、电极片的分离富集以及有机挥发性电解液的归集处理，进而采用无氧低温热处理的技术工艺对正、负极混合电极片进行二段处理，实现了“有粘结剂脱除-电极材料解离-高价态过渡金属还原”的高效协同，脱除有机粘结剂后电极材料与集流体之间以及电极材料颗粒之间的粘附力减弱，进一步采用水力破碎实现电极材料的高效解离，与此同时，在水力破碎过程中同步实现了锂元素的水浸提纯，采用湿式筛分即可实现细粒级电极材料与粗粒级集流体的分离，细粒级电极材料通过冶金提纯即可回收有价金属元素，负极材料石墨则作为冶金残渣回收，由于电极材料中的高价态过渡金属已被原位还原，后续湿法冶金提纯过程中无需加入还原剂、也无需专门使用还原性酸，酸浸过程对酸的要求进一步降低。最后，通过离子共沉淀-高温焙烧实现退役锂离子电池电极材料的再制造。
07：能动未来：综合能源系统规划-仿真-调控一体化平台
基本信息
项目类型：填补国内空白技术 、自主可控技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：提高能效应用
简介
团队依托国家重点研发计划”’一带一路’共建国家智慧能源网络协同能量管理与运行优化技术联合研发与示范”和国家自然科学基金“能源市场环境下多能互补系统运行理论及方法研究”，为综合能源系统的联合规划、仿真和调控提供集成解决方案。
08：零碳生态城市
基本信息
项目类型：填补国内空白技术
项目阶段：现实环境的应用
项目解决的主要技术问题：环境的碳排放问题
简介
本项目主要研究具有商业化前景的藻类，分别与城市碳排放工业区和生活区建筑相结合打造“微藻+”零碳生态系统进行碳捕捉和利用（CCUS），利用微藻高效固碳技术对废气或空气中的CO进行捕捉固定减少城市碳排放，同时微藻的养殖可对建筑起到隔热作用从而达到缓解城市“热岛效应”、节能减排的效果，然后对获得的藻类生物质进行高值化开发和综合利用，并应用于大健康和环保领域，构建可持续发展的零碳生态城市。
09：双发射白光量子点复合量子点发光二极管高效绿色照明应用
基本信息
项目类型：前沿颠覆性技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：高效绿色照明
简介
本项目拟使用量子点发光二极管(QLED)激发新型Mn掺杂双发射白光半导体量子点实现绿色白光照明。QLED是相对于GaN基发光二极管的新一代照明技术，具有发光范围可调、可溶液加工、可大面积制备等优点。截至目前，QLED的外量子效率已>20%，亮度>105cd/m2，寿命>106h，符合商业化器件的要求。Mn掺杂双发射白光半导体量子点主要借助Mn的掺杂荧光、半导体的本征荧光及缺陷荧光实现白光发射。在该材料中，半导体宿主材料有众多的选择，比如II-IV族及钙钛矿等。Mn属于过渡金属，具有丰富的储量。在该类型材料中，荧光与吸收存在较大的Stoks位移(~40nm)，自吸收较小，并且该类型荧光量子产率可以做到50%以上，薄膜量子产率较高。结合QLED与双发射Mn掺杂量子点，整个白光器件制备可以采用全溶液过程，潜在制备相对成本较低。
10：含铅固废还原固硫强化短流程绿色炼铅新技术
基本信息
项目类型：自主可控技术、前沿颠覆性技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：金属铅的冶炼，铅的含铅固废循环
简介
本项目采取“以铁调铅，诱导转化”总体思路，通过定向还原硫酸铅制备硫化铅，诱导强化硫化铅-氧化亚铁交互反应动力学，优化调控铁锍-炉渣组成，定向调控“粗铅-铁锍-炉渣”三相平衡铅富集，明晰铅盐相态高效转化及反应动力学强化驱动机制，揭示氧化亚铁诱导强化固硫提铅过程界面行为及铅铁硫物相转化机理，热力学模拟计算结合实验验证，阐明铅铁硫组分相态转化与高效分离机制；摸清“铁锍-炉渣”组成优化策略及“粗铅-铁锍-炉渣”三相平衡规律与调控机制，实现铅在粗铅内定向富集。
11：基于“碳减”的含油污泥全周期无害化资源化处置系统
基本信息
项目类型：自主可控技术、前沿颠覆性技术
项目阶段：形成分系统并验证
项目解决的主要技术问题：微废全周期无害化资源化处置
简介
本项目基于国家“碳中和”政策，开发基于“碳减”的含油污泥全周期无害化资源化处置系统。系统由前端预处理、中端热处理、后端尾气处理三部分组成，涵盖了含油污泥处理的全周期。前端预处理研发“高湿油泥调质深度洗脱减量技术”，实现碳减量化与资源化；中端热处理研发“高均热低成本催化间接热解技术”，实现处置物近零碳排放，及热解油提质与热解气增产；后端尾气处理研发“热解产物固-水-油-气四相分离技术”实现冷凝油碳资源回收与不凝气回用掺烧，降低天然气消耗。该系统在前中后端均设计了碳减量、碳回收、碳回用、碳减排工艺，且3项核心关键技术工艺段前后呼应作用，契合国家“碳中和”目标理念。
12：一种利用页岩气开采废水收集池底泥微生物低成本高效削减有机污染物的方法
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成分系统并验证
项目解决的主要技术问题：天然气开采废水处理
简介
该项目的主要目的是提供一种利用富集后能够适应极端条件的微生物低成本高效削减复杂废水中各类有机物的方法。通过将特定比例的页岩气开采返排废水与长期富集驯化后的微生物充分接触，在缺氧条件下微生物可利用返排水及其底泥中自带的硝酸盐、硫酸盐、三价铁等作为电子受体，去除返排水中所含有机物污染物并降低返排水浊度，出水经过后续处理后回用或处理达标后排放。其技术关键在于富集和培养能够适应高盐、低温且能够高效降解返排废水中难降解有机物的微生物。
13：同时去除硝态氮和氨氮的新型人工湿地在污水处理中的应用研究
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成单元并验证
项目解决的主要技术问题：污水治理
简介
异化铁还原耦合厌氧氨氧化，即Feammox，通过Fe(III)还原和铵(NH4+ )氧化将氮和铁循环联系起来，是一种潜在的脱N方式。Feammox的产物Fe(II)还可以被NO3-重新氧化为 Fe(III)，达到铁循环利用的效果。因此，向Feammox系统内添加NO3- ，氨氮和硝酸盐理论上在铁循环的作用下是可以被同时去除的。基于此，本项目提出并探索一种基于铁循环的可以同时去除氨氮和硝酸盐的新型厌氧脱氮方式。
14：绿色环保，锻“淬”成材—开创耐磨材料高效节能发展新时代
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：磨球淬板的耐磨性，传统的耐磨球优淬环境污染问题
简介
“低成本、无污染、高性能”耐磨产品，以具有一定尺寸规格的铸锻钢铁磨球和衬板为对象，经核心技术加工成符合组织和力学性能要求的耐磨产品。利用水和空气作为冷却介质，不添加淬火油，获得节能降耗、绿色环保热处理条件下的高性能钢铁耐磨材料。
15：环境友好型电气设备局部放电特征气体智能感知系统
基本信息
项目类型：卡脖子技术、填补国内空白技术
项目阶段：用户验证
项目解决的主要技术问题：设备运行安全问题
简介
本项目利用气凝胶、普鲁士蓝及其类似物作为C4F7N局部放电特征气体敏感材料，研制C4F7N环境友好型电气设备专用气敏传感器，结合表面性能控制和掺杂修饰手段对气敏传感器的工作性能进行调控优化，采用热调制技术构筑气敏传感器阵列嗅感神经元，利用高鲁棒性模糊神经网络客观挖掘非线性高维响应数据，实现混合特征气体的识别和检测，获得C4F7N环境友好型电气设备局部放电特征气体智能感知系统，为促进双碳背景下的电力物联网建设奠定基础。
16：基于熵产理论的液力透平偏小流量工况内部能量损失机理及其获能提升研究
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：液体余压能量回收
简介
本项目拟深度解析液力透平在偏小流量工况下内部能量损失机理并开展获能提升研究，期望获得高效运行范围更宽的液力透平水力设计原则，为液力透平设计理论的逐步形成提供重要的基础。
17：液环泵叶轮轴向间隙泄漏流动的DBD等离子体流动控制
基本信息
项目类型：卡脖子技术
项目阶段：关键功能已作分析与实验
项目解决的主要技术问题：液环泵的效率问题和稳定性问题
简介
液环泵由于具有抽气量大、近似等温压缩及无金属表面接触等优点被广泛应用于核电、石化及煤矿等领域抽送易燃易爆、有毒害及可凝性等气体。近年来，随着我国液环泵应用领域的拓展及其对高效泵的需求，相关领域对高性能、高稳定性液环泵的研发提出了更高的要求；由于我国液环泵技术起步较晚，目前尚有多种液环泵技术仍受制于人。液环泵内复杂的气液流动导致其效率较低(一般为20%-50%)，性能优化难以进行；其中泵内气相区域的压力周向分布不对称导致的叶轮轴向叶顶间隙泄漏流动是造成泵效率低的主要原因之一。液环泵轴向间隙泄漏流在发展过程中对主流造成干扰，导致泵内水力损失增大，效率降低；此外，间隙泄漏流与主流的相互作用导致泵内出现复杂的水力激励力，其诱导加剧了泵的振动和噪声。
基于上述问题，本项目引入近年来新兴的基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)等离子体激励技术对液环泵叶轮轴向间隙泄漏流动进行控制，期望降低液环泵运行过程中的能耗及振动噪声，实现其高效、安全稳定运行。
18：油水分离用高分子纳米复合材料及其集成技术
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：油和水的分离
简介
原油开采和石化行业产生大量含油污水，此类污水的任意排放不仅会造成资源浪费，还会破坏生态环境，影响人类健康。因此围绕高效油-水分离材料的设计、制备及示范应用，对提高环境资源利用效率以及污染物治理具有重要的意义。高分子纳米复合材料作为一种新型材料可以将无机材料的刚性、热稳定性等优点与高分子材料的韧性、加工等特性完美地结合起来，因此该类高分子纳米复合材料有望用于油-水分离材料的研制。结合目前用于油水分离的材料比较单一，且使用中存在诸多问题，本项目研发可在不同应用场景使用的油水分离用高分子纳米复合材料，以该材料为核心开发的油水分离用专用组件及装备，开展相应领域的分离试验，寻求适用的分离材料、组件及特性参数，实现不同场景和应用领域的油水分离材料及设备的有效集成，获得可在多种复杂环境下具有优异稳定性、可靠性、长寿命的油水分离材料，并完成相应设备在不同领域的应用示范。
本项目研究已获得多种具有油-水分离效果的材料，相关技术已经授权专利，成果拥有自主知识产权，并形成从分离材料、组件到装备的全链条技术布局，且部分产品在不同行业进行了试验性验证，获得用户的好评，打破了高端油水分离材料长期被欧美企业垄断的现状，实现了对进口材料和技术的替代。本项目对环境治理以及实现废弃资源的高值化利用具有重要的经济和社会效益。
19：KC系列柴油机
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：达到农机最新国4排放标准，节能减排
简介
本团队根据国内外市场需求，依据国务院《中国制造2025》——“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本” 的基本方针，联合某公司开发出清洁、环保、节能的系列电控单缸非道路移动机械用柴油机。该系列柴油机具有完全自主知识产权，是国家“十三五”期间重点发展的节能减排产品，也是国家高端农业装备重点扶持的产品。该系列产品功率覆盖13.2～27.9kW，具有单缸柴油机功率覆盖率最大（18～38 马力），油耗最低（210g/kWh，年节油6000余元），重量最轻（同功率轻 40kg-100kg），排放最好（达非道路国四和美国EPA第四阶段），耐久性最好（可靠性达8000小时）等特点。可广泛应用于农田机械，运输机械、小型拖拉机、园林机械、工程机械、坑道机械、发电机组、水泵机组、船舶等领域。
20：先进烟气污染物净化材料
基本信息
项目类型：自主可控技术
项目阶段：现实环境的应用
项目解决的主要技术问题：环境
简介
本项目主要依托某技术研发中心，在国内大气环境治理改善工作和提高产业创新能力的大背景下，针对固定源烟气、移动源排放尾气中的污染物消除开发了多种处理技术和相关产品。项目团队在课题组的科学研究成果基础上，联合行业内龙头企业，从实际应用出发系统研发烟气治理领域中的关键催化剂材料与先进制备工艺。项目以研发和生产高性能整体式VOCs氧化催化剂、NH3氧化催化剂和SCR催化剂为主，开发出适用于不同工况环境下的多种催化剂产品，涵盖了低温、中高温和高温全温度区间。此外，在催化剂的制备工艺上也取得了一定的技术突破，在涂敷技术、“三废”处理和节能降耗上都有着创新，形成了一套具有自主知识产权和“绿色生产”概念的技术路线。
项目目前在江苏省盐城市建立了两条中试生产线，年产能达到 500m3，产品已经在VOCs脱除、瓦斯发电脱硝领域进行了应用，成功完成了实验室研究成果到商业化应用的转化，并且在某技术研发中心的支持下，不断完善和提高产品的质量和性能，进行技术的突破与创新。
21：高分辨PM2.5生物毒性分析仪
基本信息
项目类型：填补国内空白技术
项目阶段：现实环境的应用
项目解决的主要技术问题：公共污染、小区公共卫生安全、检测毒性问题
简介
该分析仪通过大气PM2.5在线浓缩采集，结合微流体芯片发光菌生物毒性检测技术，构成了颗粒物总毒性高分辨在线监测的新原理和新技术结合，实现了每小时完成一个PM2.5的生物毒性数据检测，提供了较为齐全、详实、科学规范的数据和方法支撑。鉴于近年来，我国实际PM2.5浓度比2013年降幅达30%以上，该分析仪成功研制出了气溶胶浓缩装置，并集成于该分析仪，整套设备基本实现了国产化，自加工程度达98%以上。特别是利用浓缩装置使PM2.5浓度浓缩增加了10倍以上，解决了PM2.5浓度低时无法测量的难题，明显改善了大气颗粒物生物毒性的检测灵敏度。整套分析仪顺利完成了实验室校准和外场的性能优化、试用和在实际大气中连续使用，研究部分成果已在高水平学术期刊、专利发表。2020年12月技术查新结论为：除项目委托单位自行发表的文献外，国内外尚未见“浓缩富集结合发光菌在线检测大气生物毒性”的文献报道。并于2020年至2021年陆续获得多项国内外奖项。
22：季节冰冻区绿色环保型铺面材料关键技术及应用
基本信息
项目类型：填补国内空白技术
项目阶段：推广应用
项目解决的主要技术问题：物体废弃利用
简介
本项目在兼顾学科交叉基础上，注重理论创新和技术发明，按照理论模型—产品研制—工程应用—产品评价的总体思路：采用数字图像处理及数值模拟等方法，建立了基于细观特征的沥青混合料性能表征模型；运用机理剖析、实验研究及有限元模拟等手段，形成了适用于季冻区的绿色环保道路材料配合比设计和制备技术，编制了技术规程；基于声学特性等技术形成了一系列先进的道路材料性能评价方法。本项目实现了季冻区绿色环保铺面材料关键技术的突破，通过与建设单位和道路建材生产企业的合作，能够在产品研发、生产和推广应用等方面形成优势互补，可为季冻区道路的建设和管养提供强有力的技术支撑。
23：新型重金属污水处理耦合能源微藻培养技术
基本信息
项目类型：卡脖子技术、填补国内空白技术
项目阶段：形成原型并验证
项目解决的主要技术问题：工业污水
简介
本项目着眼于重金属迁移对微藻生长代谢及能源化利用过程中的胁迫机理，提出通过仿生学方法在细胞层面完成微藻的功能性矿化骨架自封装策略，利用仿生矿化骨架的材料功能性和生物相容性，在提高重金属回收率、降低二次污染的同时促进微藻的能源高值化利用，实现重金属定向迁移和微藻能源化产物富集的耦合调控。本项目的实施将对工业污水重金属处理耦合能源微藻培养提供重要的理论指导和战略支撑。
