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01. 成果簡介 在油氣田開采、石油煉制、運輸、使用、貯存等生產或生活過程中，由于事故、操作不當、設備破損等原因，會造成原油或成品油跑、冒、滴、漏，與泥沙、水及其他污染物共同形成的固態或半固態混合物。本項成果采用具有兩親性和磁性的納米顆粒材料，針對前述含油污水或油泥，提供了一種低成本、無害化、資源化處理技術，有望大幅降低油田污水處理成本及提高處理效率。 本項成果首次實現了磁性Janus顆粒的規模化制備，開發了污水處理工藝。經處理后的含油污水達標排放，磁性Janus顆粒可以回收并循環使用，實現污染物的資源化治理。通過實驗室和現場的示范處理，效果顯著。 02. 應用前景l  大型石化、油田等企業的污水處理工程；l  野外或少量含油污水處理，開發移動式含油污水處理設備。03. 知識產權 相關成果已申請發明專利保護。04. 團隊介紹 團隊主要研究領域為高分子多尺度多功能復合方法學及其基本問題，項目負責人為教授、博士生導師，入選國家自然科學基金委杰青、中組部萬人計劃科技創新領軍人才等人才計劃，曾獲國家自然科學獎二等獎、中國化學會/贏創化學創新獎等獎勵，發表SCI論文200余篇，申請專利40余項。05. 合作方式 商務合作。06. 聯系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

注水采油生產工藝中，油氣水混合物被輸送到聯合站進行三相分離，典型的分離工藝是將油氣水混合物加熱到 45-48℃，送入三相分離器進行三相分離，分離后的原油含水率達到銷售標準，廢水經過濾沉降、冷卻降溫、生化處理等手段處理后回注地下，氣體則作為生產過程加熱的燃料。國內大部分油田井口采出液的含水率一般都在 70%以上，長慶油田約為 50%左右。以含水率 50%為例，水的比熱約為原油的兩倍，因此用于加熱混合物的熱量約有 3/4消耗在水中，三相分離后這部分廢水攜帶大量余熱回注地下，造成能量浪費。這些用于加熱站外來液的能源形式主要有兩種：一是附近剛好有天然氣采氣廠，則可從采氣廠引專門的天然氣管線供應燃料，經濟性較好；附近沒有采氣廠的，只能燒外輸的原油獲取熱量，經濟性非常差并影響原油產量。三相分離器分離出的天然氣有限，對解決生產加熱作用甚微。 

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1 成果簡介我國油氣田和石油煉化企業普遍存在原油落地污染土壤現象，據統計，我國石油污染土壤面積 500 萬公頃。這些土壤不僅不能使農作物很好生長，且代謝產物的毒害作用更是可以通過食物鏈傳遞給人類，從而危害人類的健康，極大地影響了我國的農業生產和生態環境。2 應用說明從 2001 年開始，清華大學就一直致力于石油污染土壤的生物修復技術上基礎理論和工程實施方面的研究；篩選出幾株高效石油烴降解菌株；開發了細菌-真菌協同強化修復技術；研發出一套高效的實際石油污染場地的生物修復工程實施方案，針對不同類型的石油污染土壤的生物治理展開了基礎理論研究，并將修復評估體系延伸到微生態角度，建立其標準。本項技術已獲得國家發明專利 9 項。并在中原油田實施了 170m2 的污染土壤生物治理小試和11 畝的實際石油污染土壤的中試的工程實施，使得 19 年寸草不生的污染場地恢復種植能力，種植作物為小麥，修復后耕地所種植的小麥能夠正常出苗和生長，其產量達到正常耕地種植水平，并經過國家糧油質量監督檢驗中心和農業部谷物品質監督檢驗測試中心兩家權威檢測機構檢測，其品質完全符合國家標準。 該項目專家鑒定意見為：“ 該項目開發的技術屬原始性創新，已申請國家發明專利 9 項，具有自主知識產權。建議組織好推廣應用，深入開展油污土地修復研究”。3 效益分析本項技術可以復耕我國大面積額的石油污染耕地，改善污染耕地的理化性質，從而徹底改變促進我國農業發展，并且解決了污染問題。由于污染造成的耕地污染，石油企業需向當地農民支付每畝每年賠償金 1300 元。 國際上目前修復成本在 1000~10000$/畝，本項技術的總修復成本在 1500~2050 元/畝， 工程實施開展 3 年內見效，本研究發展的油鹽污染土壤修復技術有很好的經濟性。圖 1 修復前                                                圖 2 修復后

我校協同育人企業天津騰領電子科技有限公司基于自研國產化工業控制系統開發了設施農業管控系統，利用邊云協同控制架構，集成以大模型驅動的作物生長監測、環境精準調控、水肥綜合管理等技術裝備。項目已在多地開展應用，開發了“認領一塊地”等商業模式。2025年4月7日，天津電視臺新聞頻道《都市報道60分》以《物聯網遇上菜籃子 解鎖開心農場》為題進行了報道。

成果與項目的背景及主要用途： 污泥包括含城市污水廠污泥、給水廠污泥、排水溝道污泥、水體疏浚淤泥等， 其量遠大于城市生活垃圾量，而且城市污泥含有較高的污染物含量。其中城市污 水廠剩余污泥的有機質含量為城市污水的 10 倍，污水廠脫水污泥餅中的致病微 生物含量比城市生活垃圾高幾個數量級。此外，各種污泥中還可能含有重金屬、 劇毒有機物等污染物質。因此，城市污泥對環境可能造成的危害是嚴重的。經機 械脫水后的污泥含水率仍高達 75～85％。如此高的含水對于污泥后續處理產生 了很大困難和較高的經濟成本，如焚燒、填埋等，而污泥干燥則需要消耗很大的 熱能，其成本更高。電滲透脫水（又稱電場脫水或電脫水）是一種可以實現深度 脫水的技術方法。該技術是基于電場下固體顆粒表面產生的電滲流而進行的固－ 液分離過程，即利用外加直流電場增強物料的脫水能力。目前電脫水法的電場多 為雙滾筒電場和板式平行電場。在應用中，雙滾筒電場存在電脫水時間偏短和脫 水效率偏低的問題，板式平行電場則存在電場穩定性差和壓力分布不均等問題。 技術原理與工藝流程簡介： 在陰極側添加吸水材料來改變水分的分離方式，實現電脫水中脫出水分的及 時轉移，進而提高脫水率并降低電能消耗。 一種電場與壓力協同作用下的污泥脫水造粒裝置，其特征是由板狀電極和造 粒擋板共同組成封閉或半封閉腔體，腔體兩側分別為板狀導電體作為脫水電場的 陰陽極；陽極為金屬平板，陰極為金屬網狀平板電極，分別與直流電源的正負極 相連接；造粒擋板的排泥口尺寸設計決定于出料顆粒大小要求和物料壓力需要， 其開孔率為 30%—80%。在陰極與陽極之間將形成電場，機械壓力在進泥的同時 直接作用在污泥上，電場的電壓控制在 10～100V 之間，施加在泥餅兩側的機械天津大學科技成果選編 壓力差值控制在 1000Pa～0.3MPa 之間。所述的直流電源采用非連續性供電方式。 所述的污泥與網狀陰極間采用濾布隔離。所述的電場網狀陰極外側用吸水材料吸 去移動而來的水分，或采用刮板刮去移動而來的水分，或采用刷子刷去移動而來 的水分。 技術水平及專利與獲獎情況： 連續自動脫水的水分轉移裝置及操作方法 200910069423.8 電場與壓力協同作用下的污泥脫水造粒裝置及方法 201110354974.6 環狀電場與壓力協同作用的污泥脫水造粒裝置及方法 201210149545.X 應用前景分析及效益預測： 針對污泥機械脫水（僅能降低污泥含水率至 80%左右）這一瓶頸問題，采用 無濾布電滲透脫水方法進一步降低含水率至 60%以下，不僅減少污泥體積，且降 低污泥干化、焚燒的熱能消耗，節省干化成本 20%-30%，并開發出操作簡單、 運行可靠、經濟適用的電脫水設備。 應用領域：環保工程 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模） 已有完整電脫水設備，欲與一家制造環保設備的企業合作實驗。 合作方式及條件：面議

技術簡介 污水廠產生的污泥容易腐化發臭，目前國內的污泥處置方法主要填埋和土地利用，處理過程中存在著衛生安全隱患和二次污染問題。針對這一現狀，研發出一種利用污泥生產環保燃料的方法，可作為鍋爐燃料，不僅達到了無害化處理污泥的目的，還充分利用了污泥熱值，生產成本低且燃燒性能良好等優點。 圖1 實驗所用污泥樣品 圖2 污泥型煤燃料 創新點及性能指標 以污泥為主要成分，加入發酵菌發酵，降低污泥的有害組分和毒性，同時加入具有吸附污泥中異味作用的高效低成本吸附劑，即可能夠提高污泥的熱值，又減少污泥燃料產生異味，提高了污泥燃料環保性能。

目前我國的污泥處置方式主要由衛生填埋、堆肥、直接土地利用和焚燒。 而污泥含水率是制約污泥處置的關鍵,污泥含水率從95%降至60%是填埋與堆肥的 起點，從95%降至50%是焚燒的起點。傳統的機械式脫水法能將污泥的含水率降 至75%左右，要進一步降低含水率就要靠污泥干化技術來完成，干化環節的新技 術研發是實現污泥處理系統節能降耗的著力點。本成果開發的污泥干化設備用于城市污水污泥的干化處理，克服了現有污泥 干化設備換熱效率低，熱量損失大，粉塵量高等缺點。該設備可實現自動化持 續作業，把含水率為85%-70%的污泥干化為含水率為40%-60%的含水率水平。

項目簡介 本成果針對城市污水處理廠所產污泥的處理與處置問題，基于漿體燃料技術原理， 通過特殊的工藝和配方，制成可在工業爐窯、工業鍋爐、電站鍋爐中噴射燃燒的污泥煤 漿工業燃料，可代替重油、市場銷售，不僅實現污泥的無害化、資源化，實現煤炭燃燒 過程的流態化、高效化和潔凈化，從而綜合獲得環境、資源和經濟效益。本成果源自國 家及江蘇省相關科技資助項目，相關專利申請正在進行中。 性能指標 （1）煤粉濃度可達 50~68%。 （2）燃燒發熱值可達 3500~4800 大卡/公斤。 （3）可代替重油

本技術適用于從石油化工污水、餐飲污水、油脂廠污水等工業生產過程中產生的含油廢水中油料回收與污水預處理。●本技術已完成技術研發，分離器設計與應用試驗，可進行樣機加工和工業化推廣應用。●本技術可提供立項可行性報告編制，技術轉讓，合作開發。