中國科學院部分研究所部分項目介紹(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 群技術體系，使秸稈成為生態工業的寶貴原料，建設以秸稈為原料的生態工業園區。本項目是在完成國家“七五”和“八五”以及中科院“九五”的纖維素資源生物量全利用工業模擬實驗系統等攻關項目的基礎上提出的。在秸稈汽爆及其生物量全利用技術領域申請國家發明專利 16 項和實用新型專利 5 項。目前正在承擔國家十五“ 863 計劃”項目和國家星火計劃、火炬計劃項目多項。 技術特點 ： 充分分析國內外纖維素原料，利用已有的工藝路線和秸稈特性，經過十余年的科研探索，研究出了使秸桿中的纖維素、半纖維素和木質素三組分同時得到合理、有效利用的新技術體系，實現了秸稈生物量的全利用。其創新點包括：（ 1）針對木質素、纖維素和半纖維素的物理、化學與生物特性，進行了三組分快速分離方法的研究；（ 2）確 2 定了以固態發酵法為生物轉化的主體技術路線，實現了固態發酵技術代替液體發酵技術的新突破；（ 3）建立起新的固態發酵 — 分離耦合技術系統； (4) 強化了木質素和半纖維素高附加值產品的開發研究；（ 5）明確了秸 稈生物量全利用有效途徑是分層多級循環利用方式。 市場分析： 目前以秸桿為主要原料的產品主要有：生物農藥、纖維素酶、生物蛋白飼料、生物有機復合肥料、液體燃料、瓦楞原紙、腐殖酸、活性低聚木糖等。 含氨廢水的綜合治理 項目簡介： 石化、冶金、食品等行業常常會產生含氨的廢水。這類廢水中通常還含有硫、酚、氟或硫酸根等雜質，結果造成廢水很難得到有效處理。本所針對各廢水組成、濃度差異，分別提出了工業可行的廢水綜合治理方案。以冶金行業的含氟、硫酸根和氨廢水為例，我們采用非常壓精餾 +生物膜的復合工藝，不但回收了廢水中 90%以上的氨，提高資源利用率，而且保證設備不結垢、出水達到工業回用標準。對于含由硫、酚和氨的石化廢水，我們發明了具有高停留時間和耐毒性的生物膜反應器，使得水中的氨氮和 COD 同時得到有效去除。 成果所處階段： 含氟、硫酸根和氨的冶金廢水的處理。已在 2020 m3 廢水 /天的治理工程中實施。 3 市場分析： 石化、冶金、食品等行業是我國的基礎性行業，所以該技術具有廣闊的應用前景。 經濟效益分析 以含氟、硫酸根和氨的冶金廢水的綜合治理為例，進水中氟、硫酸根和氨濃度分別 10,000mg/L、 7,000mg/L 和 8,000mg/L，經過處理后濃度分別小于 10mg/L、 1,000mg/L 和 10mg/L。處理成本小于 2 元 /噸水。 進水 COD 和氨氮分別為 200mg/L 和 80mg/L 的含由硫、酚和氨的石化廢水為例，出水 COD 和氨氮分別小于 80mg/L 和 10mg/L。處理成本小于 元 /噸水。 含由硫、酚和氨的石化廢水。已完成 250 m3 廢水 /天的處理工程。 一種處理難降解有機廢水的技術與裝置 項目簡介： 硝基苯類、鹵代酚、鹵代烴、還原染料等都是重要的工業原料或產品，但它們都很難被微生物所降解。目前，這類廢水的處理一直是廢水處理的 一個難點。本所通過深入研究，發明了一種處理這類廢水的新工藝：電 生物耦合技術。該技術利用電催化反應將水中難降解有機物催化還原 (或氧化 )成生物易降解的有機分子，微生物則在一個反應中同時將它們徹底去除。 4 技術特點： 本技術不僅具有設備投資少，操作費用低等優點，而且還具有以下特點：⑴由于過程采用低密度電解技術及高耐電性的微生物固定技術，所以微生物代謝具有很高的代謝活性；⑵反應器經過優化設計后，微生物在反應器內的停留時間得到了大大提高，從而顯著提高了微生物降解有機物的速率；⑶微生物及時將電解產物代謝，從而保證電化學 氧化 (或還原 )始終高速進行；⑷由于電遷移的作用，水中對微生物代謝有毒性作用的帶電物質 (如重金屬離子 )能被及時去除。 市場分析： 目前，全球每年僅產生的硝基苯廢水就超過 1 億 m3，所以該技術市場前景廣闊。 關于效益方面，以濃度等于 100mg/L 的硝基苯廢水為例，經過10 小時的處理，硝基苯去除率大于 98%， COD 去除率大于 90%，出水達到國家排放標準。處理成本小于 2 元 /噸廢水。 GXJ 高效環保液體節煤劑 項目簡介： 目前，燃煤添加劑有固體和液體兩種。現有的固體燃煤添加劑在國內已有十幾年的商業應用歷史，在環保 節能方面作出了貢獻，但也存在著用量大、運輸儲存費用高，使用不方便以及二次污染等許多問題。如某固體燃煤劑需用 50～ 60oC 的熱水經攪拌后方能溶解，還不能用現成的加入了還原劑的鍋爐水溶解（這是由于其節煤機理是添加 5 氧化劑所致），則為用戶增加了另買鍋爐燒水的負擔，甚至這類固體節煤劑經鍋爐燃燒產生的付產物 NOx 等極易造成二次污染。隨著市場經濟的發展與鍋爐燃燒的正常化，這類以氧化劑為原理的固體節煤劑的發展潛力會越來越小。而 GXJ 高效環保液體燃煤添加劑（又稱GXJ 高效節煤劑，產品名綠香牌高效環保節煤劑），既用量小（每 噸煤添加 50 克，是某固體節煤劑的 1/50），使用方便（直接與任意溫度的水溶解，不必攪拌），又無二次污染（產物是 H2O 與 CO2）。最可喜的是應用范圍廣：鏈條爐、拋煤爐、鍛造爐、窯爐、往復爐、沸騰爐以及煤粉爐等，均能取得令人滿意的節能與環保效果。尤其在煤粉爐上的應用，這對任何需用水經攪拌溶解的固體節煤劑來說，都是十分困難的。 目前我國年用煤約 億噸，若十分之一的煤使用節煤劑，每年可節煤 3 千萬噸，相當于全國每年增加七、八個中小型煤礦，可減少煙塵排放濃度 100 萬噸。我國有 46 萬多臺燃煤工業鍋爐，這些鍋爐大部分 未采取節能或采用低效節能措施。尤其是煤炭工業面臨著諸多新的挑戰如運輸緊張、小煤窯問題、煤煙型污染以及煤價上漲、一些城市發生“電荒”（如長沙）等問題的今天。我國年發電用煤約 5 億噸，工業用煤 5 億噸左右，這些都是節煤劑的用武之處。電煤是煤炭市場的中流砥柱，相信綠香牌高效環保節煤劑在發電廠的煤粉爐上會發揮作用，它在此處的獨道應用，將會使“電荒”得以緩解。可見此種液體節煤劑的經濟效益、社會效益與環保前景是十分廣闊的。 主要技術指標： 6 1） .提高爐溫 165℃以上； 2） .鍋爐熱效率提高 %； 3） .煙塵排放濃度削減率為 %； 4） .煙氣林格曼黑度削減率為 50%； 5） .灰渣含碳率降低 %； 6） .節煤率 28 %； 7） .能解決貧煤、褐煤等劣質煤的充分燃燒與灰渣結焦的難題； 8） .工業鍋爐可節電 15～ 25%。 產品特點： 1） .有明顯的環保節能效果：能大幅度地削減了有害氣體地排放以及大大地減少了廢渣量。 2） .這種添加劑為中性液體，無毒無嗅、無腐蝕，操作方便，使用安全。對人體與環境無任何污染。可使煤層膨脹與疏松，燃燒區延長，火焰升高密集，除焦。 3） .用戶無須任何投資，只要將使用節煤劑節約的煤錢中拿出一部分來購買節煤劑，即可達到環保要求，使用安全。 4） .用量少； 1 公斤（ 1 升）節煤劑用于 20 噸煤，大大地減少了煤的存儲與運輸空間。 5） .使用簡便，可直接與任意溫度的水溶解后噴灑于燃煤上，不 7 必攪拌。或在爐內霧化燃燒。 廢棄光盤資源化處理技術 項目簡介： 數量：中國每年產生數十萬噸 (準確數量很難統計，數十億張），重量雖然不大，但其面積很大， 10 萬噸光盤平鋪面積約 96 平方公里，相當于老北京城區的面積。每年集中于北京地區的光盤估計有 1 萬噸左右。隨著信息業的發展 和廢物分類回收管理的推進，廢光盤處理日漸必要。 危害：填埋 —— 難于降解 (幾十年時間 )，污染土壤和水資源（金屬水解）。光盤上金屬重量雖然只占總量的 %左右，但其厚度僅有幾微米，單位重量金屬與土壤接觸面積很大。 10 萬噸光盤含有金屬雖然只有 800 噸，但其面積相當于約 150 萬噸 5 毫米厚金屬板的表面積。因此光盤金屬雖少，但其污染速度相當大。焚燒 —— 產生二惡英（致癌物質，最難解決的環保問題），造成大氣污染。 出路：回收再生。中國是人均資源短缺型國家，應當走資源節約可持續發展道路。 技術特點： 在一特定反應裝置內將光 盤置入含有表面活性劑的溶液內，在電磁波的作用下，光盤基體上的金屬膜和保護層被分離，溶液經過濾后循環使用，并將金屬層和保護層分離出來，干凈的 VCD 基片可作為新的 VCD 基片生產原料或工程塑料原料。其生產過程無二次污染。 8 投資概算：（參考：一噸潔凈 VCD 光盤廢料，市場價 8000 元左右） 年處理 2020 噸光盤生產線建設費約 120 萬元（其中主生產線 80萬，輔助設施 20 萬，研發費 20 萬）。 1 條線每晝夜可生產 3 噸（占地面積約 30 平米）； 1 條線投資小于 30 萬元；每月生產 200 噸 , 需建3 條線 , 總投資約 90 萬元；建廠周期 : 約 3 個月。 每噸產品毛利潤至少 4000 元 , 1 個月的利潤即達 80 萬元以上 , 年利稅 1000 萬元左右 如果進一步加工成塑料米（一臺設備投資 5 萬元），每噸市場價約 萬元左右，加工成本每噸不超過 2020 元，總成本每噸不超過3500 元，毛利每噸 8000 元以上，一個年處理 2020 噸的工廠，一年獲利 1600 萬以上。由廢光盤加工成塑料米的技術與設備是現成的。 奧運環保技術 無煙環保燃燒技術 解耦燃燒爐 項目簡介 我單位多年從事潔凈煤燃燒技術的研究，特別是對小型無煙燃煤爐的研究取得了許多的技術成果。我所研 制的“無煙解耦燃燒爐”可同時降低 NOx 和煙黑的排放，并使鍋爐效率提高百分之十左右。該成果獲得了 2020 年中國科學院技術發明一等獎、發明專利二項（正在申請一項）、實用新型專利四項（正在申請一項）。 技術特點 適于層狀燃燒設備，運用該技術可設計出多種結構特點的鍋爐， 9 設備結構簡單、實用，能適應較廣泛的煤種； 可用于傳統層狀燃燒爐和窯爐的改造，投入少，見效快； 可同時降低 NOX、 CO 和煙黑的排放，實現解藕燃燒； 本技術為國內外唯一無催化、無還原劑條件下降低 NOx 的小型燃煤鍋爐設備，可以減少排放 NOx30%40%左 右； 可降低 CO 排放約 40 倍，排煙林格曼黑度小于一； 可降低灰塵排放，減少機械不完全燃燒損失，鍋爐效率提高百分之十左右。 應用領域 可應用與城鎮、鄉村居名的采暖、炊事以及中小型工業鍋爐的改造。 成本與效益分析 每臺成本 400 元左右，售價 700 元左右，預計年產 5 萬臺。 一次性生物降解快餐盒 項目簡介： 該技術產品代替發泡聚苯乙烯 (EPS)餐盒，對于解決目前大量的“白色污染”給環境帶來的重大危害，具有重要意義。九十年代初，美國、德國和我國相繼開展以淀粉為原料，制作一次性餐具的研究，取得了不同程度的進展。 目前該項目已通過北京市科委組織的技術鑒定，鑒定委員會評為該產品具有國際先進水平。該產品是以淀粉、植物纖維粉及稻殼粉為原料，通過專用設備，特殊的加工工藝生產而成， 10 該產品的材料列入“ 863”計劃。 技術產品特點： 降解速度快 資源能再利用──作飼料 生產過程無污染 成本較紙制品低得多 設備自動化程度高產量大 原料來源廣泛。 經濟效益分析： 全國各種快餐盒、碗 97 年用量約 100 億件，折合每天用 2700萬件，鐵路列車快餐盒日用量為 180 萬件， 全國一次性餐具用量將突破 180 億件。 全生物快餐盒同紙 餐盒銷售價格比較 ,若按每只餐盒 元，利潤 5 分錢，年產 2020 萬只，年產值在 500 萬元，年利潤100 萬元，是很有市場前景的綠色產品。 高效低耗膜生物反應器廢水處理與水回用技術 內容簡介： 新型、高效、低耗膜生物反應器廢水處理與水回用技術”是中國科學院“九五”國家科技攻關項目子專題“膜生物反應器處理染料等工業廢水的研究（ 96909050302）”和中國科學院重點項目“低能耗膜生物反應器水處理技術研究（ KZ952J1026）” 取得的一項新型國產化污水凈化、污水回用技術。 主要技術特點和指標： 效率高， COD、 BOD濁度等指標的平均去除率一般可達到91%、 98%、 99%以上。對城市廢水、生活小區廢水處理，水質指標可達到《建設部生活雜用水水質標準（ ）》作到回用；對工 11 業有機廢水處理可達到排放標準，有的可達到回用標準，如石化工業廢水和毛紡廢水處理。 占地小，占地一般是常規污水生化水處理工藝的 1/21/5。易管理，因工藝流程短、自動化控制運行，可實現遠程監控，系統運行管理簡單。低消耗，本技術除了以上膜生物反應器共有特點外，最主要的特點是大大降低了膜生物反應器的運行能耗，可從處理能耗 18 度電 /噸水降為 度電 /噸水，對于生活污水的處理，能耗可接近普通生化處理的電耗 度電 /噸水，噸水處理費小于 1 元。該技術已申報國家專利， 240300 噸 /日示范工程已建成。 應用領域： 住宅小區、辦公大廈、商貿中心、公寓賓館、旅游度假村、水源保護地的生活污水凈化及