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哈尔滨工业大学科研成果专场推介——绿色环保与资源循环领域(三)

发布时间:2024-12-23

一、成果介绍

1.基于生物捕食的污泥原位减量技术与装备(环境学院)

【成果简介】针对污水处理过程中污泥产量大、处理难的问题,通过国家“863”计划、中德政府间合作重点专项、省重点研发计划等项目支持,在不改变水处理工艺的前提下,延长污水处理系统食物链,基于生物捕食、解偶联、隐性生长、代谢平衡耦合作用,研发污泥原位减量技术与装备,实现剩余污泥高效减量,同时污水除碳、脱氮、磷回收的效能显著提升;在深圳、哈尔滨、广州等地建立工程示范,相关专利获第十九届国家发明展览会银奖,成果获黑龙江省科学技术一等奖。

【技术指标】该技术实现污泥原位减量50%~80%,污水出水水质达到一级A排放标准。

【应用前景】为现有地上污水厂低碳运维提供解决方案,为创建集约节约、降本增效的地下污水厂提供新工艺和新模式。

中德国际合作污泥减量中试现场及生物捕食污泥减量装置图.png

2.流域面源污染全流程防控技术(环境学院)

【成果简介】基于流域面源污染产、流、汇的扩散特征,开创了三段式流域面源污染全流程综合防治技术。发明了“肥-药一体化”生物产品,替代传统农用化学品从源头减少面源污染的产生与环境释放;研发了一体式“W”型农田生态退水沟渠和多维度梯级缓冲带强化技术,有效阻断、净化、消减径流污染;构建冷季型立体式生态浮岛,成功实现寒地冰面浮岛植被原位越冬。各项技术彼此衔接,镶嵌实施,构成完整的生态恢复链,形成由岸至水全系列生态恢复与水质保障技术体系。拥有20余项自主知识产权专利,曾在江苏省宜兴市、黑龙江省双城市、哈尔滨市阿城区、阿什河流域等10余地市进行工程示范,核心技术的应用已取得了显著的社会、经济和环境效益。该技术曾获得省科技进步奖、梁希林业科技进步奖等。

【技术指标】农用化学品源头减量30%以上,作物产量提升≥10%。径流污染截留SS50%COD30%。河、湖生态系统恢复健康、水质全面提升。

【应用前景】黑臭水体治理,内河、湖生态系统恢复与水质质量提升。

2.流域面源污染全流程防控技术.png

3.商用大空间空气净化消毒一体化设备(环境学院)

【成果简介】针对后疫情时代空气质量关注提升,人员密集公共场所、新建场所和北方冬季供暖期内等密闭场所的空气质量不能得到有效保证,开展了商用大空间空气净化消毒一体化技术和设备的研发,该设备可实现大空间大风量循环收集、多效净化功能于一体,原位处理节能降碳等性能优势,并将矩阵式喷淋洗涤吸收技术运用于空气净化器,属国内首创。同时该设备采用超临界远红外加热传导技术,间歇性提供高温杀菌流场,实现冠状病毒等致病微生物的高效消杀。通过模块化组合工艺可为公共空间空气质量净化提供新方案,降低空气净化器对耗材的依赖,且整体工艺综合能耗低。

【技术指标】单台净化器净化风量为1000m3/h~10000m3/hCADR净化风量800m3/h~7600m3/h,最高实现21m风距,满足200m2~600m2空间内每小时空气循环净化6次以上;对PM1.0~PM2.5颗粒净化效率达99.99%,对甲醛等TVOC有害指标去除满足国家规定的排放标准;矩阵式水洗工艺有效将环境气体中残留有害气体液相吸收,净化效率高达97%;整机能耗低,额定功率1.5~3kw,巡航功率1kw~2kw;整机原位循环净化,节约新风系统30%~38%能耗;提供150℃以上的杀菌流场,运行一小时内可实现致病微生物去除率99.99%;整机噪音控制40~67dB,不影响环境内沟通。

【应用前景】机场、高铁站、地铁站、医疗建筑、学校会议中心、展览馆等大型商用公共空间内的空气净化。也可以根据特殊场景实现气体净化如洁净空间升级改造的补充,航天开放式焊接烟气的收集治理,工业智慧车间的空气净化,动物园动物粪便的气味收集净化,高校实验室废气的收集净化等。

7.商用大空间空气净化消毒一体化设备.png

4.低碳膜滤净水技术(环境学院)

【成果简介】针对膜技术与原理不清晰、膜污染预测方法缺乏、膜过程能耗高、操作运维复杂等难题,研发了低碳膜滤净水技术,以“膜污染预测与控制-环保型膜材料开发-生态型膜滤技术研发”为主线,围绕特征污染物深度削减、微生物安全性、长效评价、运维管理以及技术经济可行性,创新性地研发了“重力流超滤净水技术”、“活性炭-超滤膜生物反应器技术”、“低压纳滤高选择性截留屏障技术”等多项低碳膜滤净水关键技术,所形成的生态型膜滤净水工艺、陶瓷膜滤耦合净水工艺和高通量高选择性纳滤净水工艺,在云南、福建、浙江、广西、山东、陕西、湖南、重庆、贵州等10余个省份的10余座城市集中式供水工程和200余处村镇分散式供水工程中推广应用,推动了净水技术向自然化、生态化、健康化变革。

【技术指标】低碳膜滤净水技术实现了供水品质的全面提升,可实现污染物深度削减,并最大程度地保留水中的原生益生因子,膜污染延缓20%以上,水处理成本降低25%以上,运维工作量降低30%以上。

【应用前景】通过工艺适配、优化和新技术开发,以污染物高效去除、低药耗、少维护为目标约束,实现膜滤技术低碳运维,助力水系统降碳、降维、降能,实现节能降碳和价值创造双赢。

4.低碳膜滤净水技术.png

5.菌/泥/炭协同强化的生物质资源增值技术(环境学院)

【成果简介】针对有机废弃生物质产量大、活性成分含量低、污染大、安全性仍需进一步控制等瓶颈问题,建立了菌//炭协同强化的生物质资源增值技术,揭示生物-污染物-载体之间的协同强化作用,实现菌泥炭的多目标调配和碳形态调控,强化有机废弃物的高效转化。与此同时,关注新污染物在废弃物转化过程中的分布与归趋,揭示了例如抗生素、抗性基因等新污染物的传播和转化机制,保障产品的生物安全。基于国家重点研发计划,完成了有机肥(土壤调理剂等)年产3000吨示范工程。该技术支持的产品已获得相应的肥料登记证,实现量化生产,已在重庆、雅安和川藏多地区进行销售,技术的成熟度高,已入选首批黑龙江省最具潜力科技成果宣传名单(2024年)。

【技术指标】槽式等自动化运行;中药固废、秸秆、农林废弃物等有机固废作为底物;添加剂为芽孢杆菌、链霉菌等高活性菌株,生物炭等界面扩增载体;技术性指标符合有机肥料《NY/T525-2021》标准。

【应用前景】目前土壤调理剂组分单一,应用场景受限,且生产工艺的成本不稳定;其瓶颈是生物降解屏障难破除,活性有效成分难保留,气态污染物控制难,环境风险需保障等。该技术能够同步实现有机组分快速定向腐殖化、氮素多途径回收、绿色减碳等多目标,同时提升产品生物安全性。随着纳米技术和微生物技术等前沿技术的发展,未来土壤调理剂的特色是高端、绿色和智能化方向发展,提升土壤有机碳水平,实现更多氮留存,助力土壤污染风险控制。与传统产品相比,通过新的技术、材料和生产工艺、获得了多元功效的创新绿色产品,该领域市场需求高,前景广阔。

堆肥产品(土壤修复剂等)万吨产能示范工程.png

6.城镇供水管网漏损控制成套技术(环境学院)

【成果简介】本项目依托于教育部产学研项目,服务与粤海水务,创新提出适应我国国情的管网分区体系,形成三种不同层级的管理功能(优化调度、压力管理、区域计量)分区,并开展管网评价、区域定位应用领域研究;建立仿真实验室,利用分区校验法提高模型校验精度及效率,构建基于压力驱动漏失(PDD)的新型管网水力模型;研究智能压力管理控制策略,将自适应优化调控理论应用于管网动态压力控制,实现控制仪器自动运行;将盲源分离算法用于管网漏损量值估计,用以评价管网漏损控制成效

【技术指标】成果达到国际先进水平,并获得广东省科技进步二等奖。该技术推广应用于26家自来水公司,在东莞常平、四会肇庆、江西南昌等9家自来水公司近2年产生经济效益7889.84万元,累计产生经济效益13883.06万元,预计未来每年可为已推广的供水企业节约5530余万元供水成本。

【应用前景】城镇供水管网漏损控制、节能降耗。

漏损控制成套技术应用及效果.png

7.固体废弃物制备低碳加气混凝土技术(土木学院)

【成果简介】针对固体废弃物再生利用和新型环保材料领域的热点问题,采用煤矸石、铁尾矿、光伏污泥等固体废弃物制备低碳加气混凝土材料,实现资源化利用,其中煤基固废/生物质固废等掺量可达70%以上,解决现有技术中蒸压加气混凝土因天然砂资源的使用造成环境、能源等问题。采用该技术制备加气混凝土,使用原料和加工成本约为100/立方米,售价根据地区不同约为250~400/立方米,具有较高附加值,进一步可将加气混凝土用于制作装配式建筑结构体系,具有较高可靠度。

【技术指标】该技术制备的低碳加气混凝土,导热系数为0.15~0.30W/mk、干体积密度为600~1000kg/m3、立方体抗压强度3~10MPa,可常温养护成型(免蒸压)。用其制作的装配式建筑结构体系,通过抗震试验验证,满足八度抗震设防要求。

【应用前景】技术制备的低碳加气混凝土为耐火阻燃且吸音隔声的轻质材料,可用做墙体材料,也可用做楼板、屋面板等承重构件,已用于装配式结构/构件的制备,具有较高的可靠度和抗震能力。目前产品出口至斐济、韩国等。

低碳加气混凝土装配体系.png

二、联系方式

如您对以上成果有进一步合作交流意向,请与我们工作人员联系对接。

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