环保专场推介项目介绍

一、低温等离子体技术处理工业废气

项目简介：本项目属于异味气体污染控制领域，主要适用于工业异味废气的净化。工业异味气体一般含有"三苯"(苯、甲苯、二甲苯)、苯乙烯、醛、卤代烃、酯、硫化物、氮化物等挥发性有机污染物。工业异味气体污染作为公众投诉较多和反应强烈环保问题之一，已越来越受到关注，也是工业废气治理领域的难题。该成果原创性地提出了"双介质阻挡放电低温等离子体技术"，被处理气体从介质之间的缝隙通过，使被处理气体不与电极直接接触，避免了电极腐蚀问题，放电更加均匀稳定，提高了能效，获得了高效等离子体反应管的制备关键技术。

    本项目首次通过优化的电路设计，实现了低电压条件下即可产生等离子体过程，发明了动态调整功能的"等离子体电源"，有效控制了多台电源在一起工作的相互干扰和匹配问题，使该成果规模化应用成为现实。

    利用双介质阻挡放电低温等离子体技术处理异味废气是一种全新的思路和方法，该技术在处理难降解、高浓度异味污染物方面，具有简单、成本低廉、效率高等优点。

所属领域：能源环保。

技术成熟度：大规模批量生产。

应用前景：该成果已进行了比较好的推广应用，在上海月季化纤厂进行了第一代产品的生产性应用，并经过近三年的运行实践，取得了有价值成果。目前，规模化的第二代产品已成功应用在中石化齐鲁分公司异味治理和新华制药有限公司异味治理项目上，彻底解决了这些企业异味污染的老大难问题，避免了停产闭厂的问题。另外，还与多家厂家达成了推广应用的共识。成功利用双介质阻挡放电低温等离子体技术处理异味废气，在国内外尚属首次。

知识产权及获奖情况：围绕本项目的研究、开发和产业化，共在国内外学术期刊上发表40余篇，其中SCI文章12篇，申请专利10项，其中已授权国家发明专利2项、实用新型专利2项。

合作方式：合作推广。

二、污泥深度脱水技术

项目简介：污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，单纯的依靠机械脱水要脱到60%以下的含水率，现实是很难办到的。污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。

目前常规的污泥压滤处理难以将污泥的含水率降至60%以下，一般生活污泥的含水率经过隔膜式板框压滤或者离心后含水率可降低至70%左右，但无法达到目前污泥的填埋处置标准GB16889-2008含水率须降至60%以下的要求，需要对污泥进行进一步的处理。实际证明：只有当污泥的比阻为(1～3.9)×1012m/kg时，对机构脱水较为经济。为了降低污泥的比阻，改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与设备的生产能力，采用向污泥中投加混凝剂、助凝剂的化学调节法，使污泥凝聚，提高其脱水性。

在多年研发积累的基础上，复旦大学环境科学与工程系近期成功研制了FD系列污泥深度脱水剂，该FD型号的药剂可使污水处理厂经过压滤含水率为80%左右的污泥，经过药剂混合、陈化和板框压滤机压滤后，污泥的含水率达到50%-60%（与压滤机的选型、保压时间有关），从而满足污泥深度脱水的需求。目前FD系列污泥深度脱水药剂的运行费用约在35元-75元/吨（以污泥含水率为80%计）之间，具体的药剂费用与污泥的性质有关。

压滤后的污泥经过通风干燥后，含水率可低至40%以下，从而满足污泥焚烧、污泥资源化（制建材）和污泥填埋的要求。

所属领域：环境工程。

项目成熟度：生产性中试。

应用前景：目前我国关于污泥处置的技术规范刚刚升级，尚未出现可靠的污泥脱水的工艺和配方，而污泥的处置无论是焚烧还是填埋均需要先进行预脱水或者深度脱水，以达到减量化、提高含固率的目的，因而本技术具有广阔的应用前景。

知识产权情况：专利申请中。

三、激光光腔衰荡大气气溶胶消光仪

项目简介：随着全球气候变暖，人们越来越关注气溶胶对全球气候变化的影响。气溶胶通过直接或者间接的吸收辐射从而影响全球的辐射平衡。定量评价气溶胶对全球气候的影响，是需要根据气溶胶的尺度分布以及相应的折光指数，依据粒子的光散射理论计算出气溶胶的光学性质，结合气溶胶在空间和时间上分布的详细数据，再通过模式计算来实现。但是在现有的气候研究中，评估气溶胶的全球平均辐射强迫效应存在巨大不确定性，这个不确定性主要是因为现有的大气监测设备缺乏对气溶胶光学性质的监测，所以有必要在大气观测中引入先进的光学监测手段。

研究颗粒物的光学性质，颗粒物的散射系数和吸收系数是两个重要的参数。对于散射系数的测定，三波段积分浊度仪已经是一种很成熟的检测手段，但是对于吸收系数的测量，人们一直在探索各种不同的方法，上世纪80年代随着光声光电光谱仪的出现，实现了气溶胶光吸收的原位测量，但是它的准确度只能达到10^-6cm^-1，只能测量污染较重的大气环境。还有一种广泛应用的是以滤膜为基础的吸收测量技术,滤膜技术的优点就是在野外观测操作方便，但是，因为滤膜纤维的特殊结构使得这一方法存在截面敏感性问题，造成较大的实验不准确度，误差达到30%。光腔衰荡光谱仪(Cavity ring-down spectrometry,CRDS)是由O’Keefe在1988年创建的吸收技术，广泛的应用于气体分子吸收光谱的研究中。由于这一技术将样品的吸收路径增加到几十公里，因此与其它传统的吸收光谱技术相比，腔体衰荡光谱仪有很高的灵敏度。

我们研制的激光光腔衰荡大气气溶胶消光仪，从国内市场需求出发，吸收国外先进的技术，结合国内现有的部件和设备，有着非常好的性价比，已有的观测表明这台仪器能够准确测量大气气溶胶的吸收系数，其检测灵敏度达到10^-9cm^-1，远远高于其他测量吸收的技术。

所属领域：环境监测。

应用前景：随着人类对全球变暖的关注以及人们对环境监测的重要性的认识，必然会加大对环境监测的投入。人们已经认识到气溶胶与气候变暖有密切的关系，但现有的观测设备无法让人们深入了解气溶胶与气候变暖之间的本质关系。本项目有着国际先进的技术，有着很好的性价比，随着环境监测不断得推进，此项目将能够得到广泛的推广。

合作方式：合作推广。

四、水葫芦高效转化制备生物油

项目简介：水葫芦是一种源自南美的浮水植物，由于人为引入，水葫芦已经遍布整个热带、亚热带地区，带来了诸如鱼类减产、影响捕鱼、堵塞航道等问题。为了控制水葫芦的蔓延，已经耗费了大量的人力及财力，但都是暂时性的清除。水葫芦繁殖速度快，处置成本高，只有通过资源化综合利用，变废为宝，才能实现对水葫芦的有效处置。

随着社会经济的迅速发展，对能源的需求越来越紧迫，然而传统化石燃料如石油等正在日趋耗竭，同时，化石燃料的大量使用也引起了许多环境问题，如大气污染、酸雨、全球变暖、局部生态平衡破坏等等，因此寻求环境友好的可再生能源是目前世界各国在发展中面临的重大课题。

复旦大学环境科学与工程系采用水热液化法对水葫芦水热液化进行了系统研究，研发了适合水葫芦水热液化的设备、工艺和技术，水葫芦的产油率高，通过进一步精制可以得到不同用途的生物油。

应用前景：生物质燃料作为一种清洁可再生能源，近年来受到了越来越多的重视。水葫芦富含纤维素，比较适合作为生物油的原料。利用水葫芦作为生物质原料制备生物柴油，既可以解决水葫芦的环境问题，又可以解决生物柴油原料问题，获得液体燃料，具有广阔的应用前景。

知识产权情况：国家发明专利（200910195815.9）。

合作方式：技术转让。

五、锅炉烟气脱硝技术应用

项目简介：我国氮氧化合物（NO_x）的排放总量约70％来自煤炭燃烧，其中火电站煤炭消耗占60％以上，火电站是目前我国最大的NO_x排放源。截止2008年底，我国电力装机容量突破了7.9亿千瓦，其中火电约占总装机容量的76％，因此有效控制火电站的NO_x排放，是解决我国NO_x污染的关键。控制电站锅炉NO_x的主要方法有低NO_x燃烧控制技术和烟气脱硝技术，但前者采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再燃等控制手段，NO_x降低效果有限，只有采用烟气脱硝才能根本解决电站NO_x排放问题。在众多的烟气脱硝技术中，选择性催化还原法SCR是当今世界应用最多、最为成熟且最有效的技术。它是以NH₃为还原剂“有选择性”地与烟气中的NO_x反应并生成N₂和H₂O。在欧洲和日本，该技术在烟气脱硝领域的市场占有率高达90-95％，与其它烟气脱硝技术相比，NH₃-SCR技术具有NO_x净化效率高、运行可靠的优点，同样适用于我国固定源烟气脱硝。但我国在固定源烟气脱硝方面缺乏应有的技术储备与关键技术支撑，NH₃-SCR的核心技术（如实用性催化剂等）长期被日本、美国、欧洲等发达国家和地区所垄断，导致该技术在我国的实际使用中仍存在一些问题：一是催化剂依赖进口导致的成本偏高；二是催化剂被SO₂中毒和粉尘堵塞；三是催化床需安装在空气预热器和除尘器之前，容易造成还原剂NH₃部分氧化为N₂O和NO。因此，如何采用国产材料，在降低催化剂成本同时能再现催化剂的高活性、高耐硫性能，同时开发具有自主知识产权的适应我国国情的整体催化剂制备技术，决定着该技术能否广泛应用于我国固定源脱硝。

本项目拟采用国产材料和具有自主知识产权的整体催化剂制备技术来降低催化剂成本，同时再现催化剂高活性、高耐硫性能，通过建立示范装置，实现对锅炉NOx排放的有效控制，并在此基础上开发研制新型具有自主知识产权的其他多种过渡金属组合等耐硫型催化剂。此外，进一步研发出低温的NH₃-SCR技术，通过提高催化剂的低温活性和耐水和抗SO₂性能，使该技术在我国锅炉NO_x的排放控制中实现产业化应用，为缓解城市区域复合污染做出贡献。

所属领域：环境催化。

项目成熟度：中试。

应用前景：SCR脱硝技术是大型锅炉控制NO_x排放的主流技术，具有稳定、高效的特点，基于锅炉开发SCR脱硝技术既可以用于旧锅炉的改造，部分解决我国日趋严重的NO_x污染问题，也可为新锅炉的SCR脱硝技术国产化奠定基础。另外，对于中小型燃煤设备，涉及面广量大，应用前景广阔。高效SCR脱硝技术的容量放大和广泛推广应用，有助于制定中小型燃煤锅炉NO_x的最高允许排放浓度标准。随着经济、技术的发展和对环境质量要求的日益提高，中小型燃煤设备NO_x的最高允许排放浓度也终将会列入国家标准。如果国家标准得到实施，高效SCR脱硝技术燃煤设备将会有更多的用户和更大的市场。

目前我国已着手进行烟气脱硝示范工程，要求已建和新建火电机组要逐渐把脱硝系统列入建设规划，而我国发电装机容量已突破4亿kW。专家估测认为：到2010年，排除采用其他方式脱硝的机组，至少有2亿kW的机组容量需要建设脱硝系统，在脱硝项目上会形成可观的市场规模，脱硝领域正在迅速形成一个总量达到1500亿元的大市场，随着中小型燃煤锅炉也将逐渐纳入脱硝建设范围，这一数值还会更快速增长。脱硝行业在国内还处于起步阶段，由于竞争相对较少，普遍利润率可达30%-40%，若能独立研发出高效的SCR脱硝催化剂，摆脱国外同类产品的高价垄断，则利润还有很大的上升空间，具有非常好的市场前景。

由当前脱硝形势来看，烟气脱硝会增加锅炉运行成本，而相关环保法规要求并不严格，锅炉排放NO_x与其经济效益没有直接挂钩，因此难以大规模开展。但是随着NO_x污染的日益严重，相关环保法规必然进一步推进，例如，国家环保部近期发布的火电厂大气污染物排放标准（征求意见稿）对于NO_x的排放规定较现行标准更为严格，而这就必然要求对NO_x排放进行更严格的控制，届时低成本、高效率的锅炉NO_x控制措施是必然的选择，廉价高效的SCR脱硝技术将具有广阔的应用前景。

知识产权及项目获奖情况：已拥有相关发明专利3项。

六、气溶胶吸湿性谱仪

项目简介：本项目属于大气监测设备领域。

由于人为气溶胶的排放和二次气溶胶的生成，我国形成了珠三角、长三角、京津唐和重庆四大灰霾区。灰霾天气严重影响城市居民出行安全和身体健康，成为我国当前需要紧迫研究和治理的大气污染问题。灰霾天气现象的发生与气溶胶的吸湿性、气溶胶的混合状态密切相关，明晰气溶胶的吸湿性和混合状态也是解决灰霾污染的前提。

基于电迁移率技术设计的气溶胶吸湿性谱仪，是目前唯一能够在线研究大气气溶胶吸湿增长行为和区分大气气溶胶的混合状态的仪器。因此，国际上众多大气科学前沿研究机构都进行了气溶胶吸湿性谱仪的研制并已经成为国际上测量大气气溶胶吸湿性的常规手段，广泛应用于海洋、森林、农村和城市气溶胶的外场观测和实验室研究，但是到目前为止，国际上没有该类商业化产品生产。

复旦大学环境系联合国际大气科学顶尖实验室研发和生产了国内第一台气溶胶吸湿性谱仪，并进行了一年的试运行和修正。结果表明，设备性能达到国际先进水平。

应用前景：是国内大气监测和科学研究的前沿设备，市场需求量大。

知识产权及项目获奖情况：已发表SCI文章1篇，获得美国Agilent公司经费资助1项。

合作方式：合作生产和推广。

七、利用水培浮床技术治理城市重度富营养化水体

项目简介：城市水体的富营养化是困扰我国的普遍性环境问题，城市河流和湖泊的富营养化仅在中国每年造成的经济损失就数以亿计，如何治理水体的富营养化，是当前环境整治中亟需解决的难题。另外，由于建设生态城市、环保模范城市的要求，许多城市在土地资源日益稀缺的情况下，却不得不拿出大量的土地资源为城市提供绿化材料和苗圃。

传统的治理手段通常分为两大类：一类是工程技术手段，一类是生物技术手段。前者常常因成本太高或造成二次污染等难以大规模推广，后者虽然成本较低，但有一个致命的弱点，即这些水生植被及水生生物吸收利用了水体中的营养物质之后，随着这些生物的生长、繁茂和凋谢死亡，营养物质最终又会返回到原来的水体中，不能从根本上解决水体营养过剩的问题，而且一些耐污能力强的植物，往往也是生物入侵物种，威胁到水体的生态安全。凤眼莲的疯长就是一个典型的实例，仅上海每年用于打捞凤眼莲的费用就近千万元之巨。

基于对上述问题的深入思考，我们认为，利用植物来吸收水体营养物质应该是未来发展的重要方向，但关键是如何解决植物的出路问题。我们的项目则是利用浮床无土种植方法，在富营养化水域表面种植陆生高附加值观赏植物，植物在生长过程中，将通过根系自身和根系表面的微生物快速吸收、吸附、降解水体中的Ｎ、Ｐ等导致富营养化的元素，同时美化曾经黑臭的水体景观；当植物长大上市销售时，可把集聚在体内和根部的大量营养物质从水体中带出，既实现了生态的良性循环，也创造了可观的经济价值，同时又节约了大量常规培育绿化植物所用的土地，真正实现环境效益、资源效益、经济效益和景观效益的多赢局面。 

本项目的特点就在于将污染水体的环境负效应转变为资源环境的正效应，整治水体富营养化污染和节约土地资源双管齐下。本项目的创利点有三：一是培育的高附加值观赏植物的市场收益；二是治理了富营养化水体的环境成本节约；三是政府对于企业的生态补偿。由于所用植物幼苗采用组织培养，可以实现幼苗的低成本快速繁育，因此本项目的成本投入很少，经济效益将十分显著。

所属领域：城市湖泊水体富营养化治理。

项目成熟度：企业试点，少量产品。

应用前景：（1）工厂企业的氮磷污水处理：由于国家节能减排的趋势要求，环保部门对许多工厂的排污提出了明确的氮磷减排目标，而许多工厂由于污水处理费用的提高致使企业利润下滑，该专利项目的经济附加值无疑增强了企业污水处理的积极性。

（2）城市河道、人工湖泊的富营养化治理：城市河道、人工湖泊以及一些居住区的水体都是硬质化的驳岸形式，因此无法在该类河道中进行驳岸生态带的恢复和水体的生态修复，而本方法则为该类河道提出了一种生态治理的新方向。固定的浮床不仅为植物提供了生长环境，同时还美化了河道景观。

（3）农村生活污水处理：农村生活污水是河道重要的面源污染之一，许多农村的污水处理设备由于经济原因而无法持续使用。本方法将促使村民开发农村污水的经济价值，参与农村生活污水处理，从而可以在农村地区全面推广，改善农村水环境。

知识产权及项目获奖情况：发明专利1项，实用新型专利一项；“绿色畅想”21世纪环保公益大赛全国二等奖；上海市高校学生创造发明“科技创业杯”二等奖、创业项目奖。

八、基于GIS的危险化学品大气污染事故应急响应模拟软件系统

项目简介：现代石油化工和其他相关行业生产、储存和使用各类有毒气体和液体,这些物质若处理不当或疏于管理,会引发严重的化学事故,给人类社会、环境造成严重危害。近年来，我国危险化学品安全事件频发，快速、有效的应急反应成为一个亟需解决的重大课题。在应急反应中，现代计算机信息技术以其快速、准确的特点，日益受到学术界、政府和企业界的高度重视。其中，与应急反应相关的大气扩散软件系统的开发已经成为一个重要的研究热点，并在短短数年中已形成了一个容量可观的应用市场。在西方发达国家，政府研究机构和企业在近10多年中在相关领域投入了巨大研制经费，开发了一系列应急反应大气扩散模拟软件，其中比较著名的有SLAB模型（美国能源部劳伦斯-利弗莫尔(Lawrence Livermore)国家实验室）、DEGADIS模型（美国海岸警备队和气体研究所）、ALOHA模型(Area Location of Hazardous Atmospheres)等。这些模型在各类危险化学品事故的应急处理处置中发挥了重要作用。近年来，我国相关企业、化工园区也引进上述某些模型软件，用于制定事故预案和案例研究。但目前，我国尚没有具有自主知识产权的危险化学品事故大气扩散模拟软件系统，直接引进国外软件产品往往面临参数本地化、模型有效性检验、应用条件限制等诸多问题，给国内化工企业和管理部门编制有效的应急预案、培训、演习以至快速处理处置环境事故带来极大的困难。

本项目将依据中国目前危险化学品生产、使用、储运的实际，基于GIS（地理信息系统）技术平台，开发具有自主知识产权的危险化学品事故大气扩散模拟软件。这对于提升我国环境污染综合应急处置能力，保障区域经济持续、快速、健康发展将具有重要意义。

研究基础：近年来，复旦环境科学与工程系通过国家高技术研究发展计划(863计划)重大项目“特大城市重大环境污染事件应急技术综合示范”课题“危险化学品大气污染事故风险场模拟及预测系统”和“上海市杭州湾沿岸化工石化集中区区域危险化学品事故后果预测与风险评价信息支持系统”的开发实践，已经开发了系统原型，并发表SCI论文1篇。

若获得进一步的支持，将继续开发具有中国自主知识产权的危险化学品事故大气扩散模拟、后果预测与风险评价软件。

应用前景：《国家突发公共事件应急体系建设规划》实施以后，国内应急指挥系统建设将可能在未来数年内形成一个容量可观的应用市场。环境污染事故应急响应系统是城市应急指挥系统的一个重要组成部分，大气环境污染事故应急应急响应模拟软件系统是智能化城市应急指挥系统的不可或缺的重要组件，对于在应急响应中就环境污染事故做出科学、有序、快速而高效的反应、决策具有重要意义。本项目若能成功实施，其潜在用户群非常广泛，包括政府应急管理部门、各类工业区尤其是化学工业区的管理部门，生产安全、消防、公安等部门以及大型企业，其应用将有效提高危险化学品事故的预警、预报、应急响应和指挥能力，将各类事故的损失减少到最低限度，具有重大的社会效应和潜在的经济效益。同时，也可用于环境事故预案的编制、事故演习、技术培训等领域，成为上述领域的重要技术支撑和工具。