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成果與項目的背景及主要用途：曝氣生物濾池（biological aerated filter），簡稱 BAF，是近年來國際上興起的污水處理新技術(shù)。目前在歐、美和日本等國家得到較多應(yīng)用。BAF 具有去除有機(jī)物、脫氮、除去有害物質(zhì)的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，并節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池。該工藝占地面積小、基建投資少、能耗及運(yùn)行成本均低于傳統(tǒng)的生物處理工藝。曝氣生物濾池在污水回用處理、小區(qū)生活污水、生活雜排水回用，中水工程以及微污染水處理和受污染的城市河道水質(zhì)凈化等方面具有很大的具有非常好的發(fā)展前景和具有巨大的應(yīng)用市場。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：曝氣生物濾池是一種高效低能耗生物反應(yīng)器，濾天津大學(xué)科技成果選編池內(nèi)裝填高比表面積的的輕質(zhì)顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體。并根據(jù)污水流向不同分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層，在填料下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到穩(wěn)定，填料同時起到物理過濾作用。 該項目開發(fā)的使用輕質(zhì)顆粒填料的 BAF 工藝具有主要的優(yōu)點： 1、重力流反沖洗無需反沖泵，節(jié)省動力，操作簡單； 2、濾頭布置在濾池頂部，不與預(yù)處理水接觸，不易堵塞，便于更換； 3、硝化和反硝化可在同一池內(nèi)完成。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：該技術(shù)為國內(nèi)先進(jìn)，正在申請專利。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 1、該技術(shù)既可制造為一體化設(shè)備，應(yīng)用于分散的、小型的中水處理；也可用于大中型污水處理廠。 2、產(chǎn)品設(shè)備系列：50m3 /d,100 m3 /d,200 m3 /d.年產(chǎn) 10 臺 100m3 /d 的設(shè)備，創(chuàng)造產(chǎn)值 400 萬元。 應(yīng)用領(lǐng)域：城市污水處理、小區(qū)生活污水、生活雜排水回用處理，中水工程以及微污染水處理和受污染的城市河道水質(zhì)凈化。 合作方式及條件：技術(shù)轉(zhuǎn)讓，合作生產(chǎn)，聯(lián)合承攬工程。

將秸稈等生物質(zhì)垃圾轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)可燃?xì)怏w再利用可以消除農(nóng)業(yè)區(qū)燒秸稈造成的空氣污染，還可以大大減少化石能源消耗及二氧化碳排放。傳統(tǒng)的生物質(zhì)熱化學(xué)氣化方法會產(chǎn)生大量的生物質(zhì)焦油，焦油的能量一般占總能量的5%～15%,這部分能量因難于被利用而被浪費(fèi)。焦油在燃?xì)廨斔瓦^程中冷凝下來形成粘稠的液體,附著于管道和設(shè)備的壁面上,很容易造成管道堵塞，而且焦油在燃燒時容易產(chǎn)生碳基顆粒排放物,造成空氣污染并對燃?xì)饫迷O(shè)備有嚴(yán)重的損害。 團(tuán)隊所設(shè)計的生物質(zhì)氣化成套設(shè)備采用了先進(jìn)的焦油裂解工藝和獨(dú)特的專利技術(shù)催化劑，具有無二次污染、含氫量高、熱值高、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點，顯著降低了生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂秃浚岣吡巳細(xì)馄焚|(zhì)，保證了設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。本項目的目標(biāo)產(chǎn)品是中大規(guī)模生物質(zhì)連續(xù)氣化成套設(shè)備，產(chǎn)品主要適用于500戶左右農(nóng)戶相對集中居住的大中型自然行政村屯或鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民小區(qū)，所產(chǎn)生的生物質(zhì)可燃?xì)饪晒┚用竦淖鲲垺⒍救∨壬罨顒拥男枰ｍ椖吭O(shè)備可以用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)校、工廠等中小型企事業(yè)單位的大面積區(qū)域性冬季集中取暖、供熱，也可用于農(nóng)村的大棚種植、禽畜圈舍等生產(chǎn)項目的大面積聯(lián)合集中供熱，還可為木材、谷物、煙草等農(nóng)林產(chǎn)品在加工生產(chǎn)過程中的烘干作業(yè)提供燃料。本項目技術(shù)已經(jīng)在東北和江蘇做過兩個示范性項目，技術(shù)較為成熟，產(chǎn)業(yè)化條件良好，可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

精氨酸酶它能將精氨酸水解，生產(chǎn)鳥氨酸和尿素，是生物體中參與尿素循環(huán)而起作用的酶。基于這個反應(yīng)機(jī)理，目前精氨酸酶一方面可用于功能性氨基酸 L-鳥氨酸的生物制備；另一方面可作為藥物用于癌癥諸如肝細(xì)胞癌、黑色素細(xì)胞癌、腎癌等以及一些病毒感染的治療。鳥氨酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有保肝護(hù)肝、促進(jìn)垂體分泌生長激素、提 高血清中的胰島素類生長因子的水平、進(jìn)而促進(jìn)肌肉的生成、緩解運(yùn)動后的身體疲勞及運(yùn)動后人體內(nèi)氮的失衡等功能。 本項目通過菌種篩選獲得高產(chǎn)精氨酸酶菌株，并將其用于鳥氨酸的生物制備，鳥氨酸產(chǎn)量可達(dá)到 70g/L 以上，底物精氨酸的摩爾轉(zhuǎn)化率 96%。

1 成果簡介 生物質(zhì)材料是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，利用豐富的生物質(zhì)資源開發(fā)環(huán)境友好和可循環(huán)利用的生物基材料，最大限度地利用紙包裝廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物，制備的材料用以替代木材和黏土等材料，對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重大意義。 本課題利用廢紙、黏合劑和生物質(zhì)纖維原料（各類農(nóng)作物秸稈粉末等）采用擠出法加工一種一定截面形狀的型材，可進(jìn)行多種后期加工，可制成包裝構(gòu)件、包裝型材和輕質(zhì)墻體材料等，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，技術(shù)方案新穎，生產(chǎn)效率高。 2 關(guān)鍵技術(shù) 項目成果突破的關(guān)鍵技術(shù)包括： （1）基于擠出工藝的原材料配方研究。通過配方和工藝參數(shù)研究，解決了一般生物質(zhì)材料難以擠出加工的瓶頸，實現(xiàn)了連續(xù)擠出加工。形成配方方案一套； （2）基于廢紙和生物質(zhì)材料的型材制備技術(shù)方案研究。開發(fā)完成主要技術(shù)裝備方案，設(shè)計了實驗室條件下的成型模具一套，可較好實現(xiàn)材料制備。相關(guān)設(shè)備方案經(jīng)細(xì)化和放大即可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； （3）為滿足擠出制品后期加工的要求，開發(fā)了一種復(fù)配表面施膠劑，可用于制品的表面處理以及覆面材料的粘合，以利于加工制造外觀美觀、綜合性能優(yōu)越的型材成品。形成專利配方一套。 3 知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況； 獲得發(fā)明專利 3 項： ZL 201410097780.6，環(huán)保生物質(zhì)材料及其制備方法； ZL 2012105235432，植物纖維發(fā)泡包裝板材及其加工工藝和模具； ZL 201310583602.x，復(fù)配表面施膠劑及其制備方法和應(yīng)用。 4 項目成熟度 該項目已完成實驗室成果，成熟度 85%。 5 投資期望及應(yīng)用情況 該項目期望以技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā)方式進(jìn)行進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，預(yù)期投資額 500-700 萬元（不含廠房）。其項目成果、技術(shù)方案在國內(nèi)包裝廢棄物綜合利用、農(nóng)作物秸稈高效利用方面屬領(lǐng)先地位。項目產(chǎn)品屬材料制備基礎(chǔ)技術(shù)；可用于不同生物質(zhì)原料的連續(xù)式擠出加工處理，后續(xù)跟進(jìn)各種最終加工工藝以制備不同生物質(zhì)基型材。預(yù)期應(yīng)用領(lǐng)域包括包裝輔材、建材、家具。

谷氨酸脫羧酶(glutamate decarboxylase , GAD)能專一地催化 L-谷氨酸裂解為γ-氨基丁酸和 CO2 的作用，以發(fā)酵培養(yǎng)的全細(xì)胞或酶液作為催化劑轉(zhuǎn)化生產(chǎn)γ-氨基丁酸，所需設(shè)備簡單，條件容易控制，轉(zhuǎn)化體系雜質(zhì)含量少，收率高，環(huán)境友好。本技術(shù)方法通過蛋白質(zhì)工程改造和基因工程手段構(gòu)建了高產(chǎn)谷氨酸脫羧酶的突變株，經(jīng)培養(yǎng)后，轉(zhuǎn)化體系中添加濕菌體 10 g/L，以分批補(bǔ)料添加谷氨酸，轉(zhuǎn)化 7 h，γ-氨基丁酸產(chǎn)量為 425.0 g/L，摩爾轉(zhuǎn)化率達(dá)到 98%，γ-氨基丁酸生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到 60.7 g/(L•h)。 關(guān)鍵技術(shù) (1) 以大腸桿菌為宿主，生長快，周期短，催化效率高； (2)以廉價的富馬酸為底物生產(chǎn)高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高； (3)微生物轉(zhuǎn)化具有專一性強(qiáng)、條件溫和的優(yōu)點，該法綠色、環(huán)保、可持續(xù)， 具有經(jīng)濟(jì)競爭力，有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研和數(shù)據(jù)庫檢索，選擇 L-氨基酸脫氨酶在大腸桿菌中進(jìn)行異源表達(dá)，對菌株進(jìn)行發(fā)酵條件優(yōu)化和轉(zhuǎn)化條件優(yōu)化，并對野生型 L-氨基酸脫氨酶進(jìn)行蛋白質(zhì)工程改造，一定程度上減輕了產(chǎn)物抑制作用，產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率都有所提高。主要技術(shù)指標(biāo)：濕菌體 15g/L，底物 L-纈氨酸 100 g/L，α-酮異戊酸產(chǎn)量為 95.6 g/L，轉(zhuǎn)化率為 96.4%。 關(guān)鍵技術(shù) (1)以大腸桿菌為宿主，生長快，周期短，催化效率高； (2)對野生型 L-氨基酸脫氨酶進(jìn)行蛋白質(zhì)工程改造，一定程度上減輕了產(chǎn)物抑制作用，產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率都有所提高； (3)微生物轉(zhuǎn)化具有專一性強(qiáng)、條件溫和的優(yōu)點，該法綠色、環(huán)保、可持續(xù)，具有經(jīng)濟(jì)競爭力，有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。 

通過微生物育種和基因工程手段相結(jié)合，獲得了一株脯氨酸高產(chǎn)菌株黃色短桿菌。發(fā)酵培養(yǎng) 65~68 h， L-脯氨酸產(chǎn)量高達(dá) 100 g/L，葡萄糖得率為 45%左右。 關(guān)鍵技術(shù) (1)本研究以玉米漿為氮源，有效的降低了發(fā)酵成本； (2)以葡萄糖和味精為原料生產(chǎn) L-脯氨酸的高轉(zhuǎn)化率發(fā)酵，該法綠色、環(huán)保、可持續(xù)，具有經(jīng)濟(jì)競爭力，有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

目前羊毛制品的功能化加工都是通過化學(xué)整理獲得的，而處理條件溫和、損傷小、生態(tài)環(huán)保的羊毛生物法功能整理，長期以來沒有取得突破。在國家“863計劃”項目“羊毛纖維生物法功能化整理技術(shù)”（2008AA02Z203）、國家自然科學(xué)基金項目“基于酶促酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的羊毛生物接枝功能化改性機(jī)理研究”（51073073）、江蘇省科技支撐項目“基于多酶協(xié)同作用的羊毛制品生物法功能化整理技術(shù)及關(guān)鍵酶制劑制備”（BE2012019）、江蘇省自然科學(xué)基金項目“谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（TGase）催化羊毛蛋白交聯(lián)改性及其機(jī)制研究”（SBK200920544）等項目資助下，本項目以生物技術(shù)為手段，綜合利用多種生物酶制劑的協(xié)同作用實現(xiàn)了羊毛制品的生物法防縮、防霉和抗菌整理，建立了基于多酶協(xié)同作用的羊毛制品生物法功能整理關(guān)鍵技術(shù)。 關(guān)鍵技術(shù) 本項目在功能性羊毛織物加工方面主要形成了以下四個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)： （1）整理后羊毛織物強(qiáng)力保留率≥85%； （2）毛織物經(jīng)、緯向氈縮率＜3%，面積氈縮率＜6%； （3）毛織物抗菌率≥90%； （4）耐洗滌次數(shù)≥20 次。 知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況 本項目共申請專利 16 項，已經(jīng)獲得以下專利授權(quán)： 1) 一種生物酶法提高羊毛抗菌性的方法 200910031593.7329 2) 一種生物酶法提高羊毛阻燃性的方法 200910025310.8 3) 用氯化咪唑鹽類離子液體/蛋白酶進(jìn)行二浴法羊毛織物防氈縮的方法201010101761.8 4) 一種基于弱氧化和角質(zhì)酶預(yù)處理的羊毛織物蛋白酶防氈縮方法200910031552.8 5) 一種應(yīng)用角質(zhì)酶/蛋白酶進(jìn)行二浴法羊毛織物防氈縮工藝方法200810236012.9 6) 一種基于角質(zhì)酶、角蛋白酶和蛋白酶處理的羊毛織物生物防氈縮方法200910031551.3 項目成熟度； 本項目已在無錫協(xié)新毛紡織有限公司，江蘇鹿港科技股份有限公司得到了驗證和推廣

生物質(zhì)材料是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，利用豐富的生物質(zhì)資源開發(fā)環(huán)境友好和可循環(huán)利用的生物基材料，最大限度地利用紙包裝廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物，制備的材料用以替代木材和黏土等材料，對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重大意義。本課題利用廢紙、黏合劑和生物質(zhì)纖維原料（各類農(nóng)作物秸稈粉末等）采用擠出法加工一種一定截面形狀的型材，可進(jìn)行多種后期加工，可制成包裝構(gòu)件、包裝型材和輕質(zhì)墻體材料等，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，技術(shù)方案新穎，生產(chǎn)效率高。 關(guān)鍵技術(shù) 項目成果突破的關(guān)鍵技術(shù)包括： （1）基于擠出工藝的原材料配方研究。通過配方和工藝參數(shù)研究，解決了一般生物質(zhì)材料難以擠出加工的瓶頸，實現(xiàn)了連續(xù)擠出加工。形成配方方案一套； （2）基于廢紙和生物質(zhì)材料的型材制備技術(shù)方案研究。開發(fā)完成主要技術(shù)裝備方案，設(shè)計了實驗室條件下的成型模具一套，可較好實現(xiàn)材料制備。相關(guān)設(shè)備方案經(jīng)細(xì)化和放大即可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； （3）為滿足擠出制品后期加工的要求，開發(fā)了一種復(fù)配表面施膠劑，可用于制品的表面處理以及覆面材料的粘合，以利于加工制造外觀美觀、綜合性能優(yōu)越的型材成品。形成專利配方一套。 知識產(chǎn)權(quán)及項目獲獎情況； 獲得發(fā)明專利 3 項： ZL 201410097780.6，環(huán)保生物質(zhì)材料及其制備方法； ZL 2012105235432，植物纖維發(fā)泡包裝板材及其加工工藝和模具； ZL 201310583602.x，復(fù)配表面施膠劑及其制備方法和應(yīng)用。 項目成熟度 該項目已完成實驗室成果，成熟度 85%。 投資期望及應(yīng)用情況 該項目期望以技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā)方式進(jìn)行進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，預(yù)期投資額 500-700 萬元（不含廠房）。其項目成果、技術(shù)方案在國內(nèi)包裝廢棄物綜合利用、農(nóng)作物秸稈高效利用方面屬領(lǐng)先地位。 項目產(chǎn)品屬材料制備基礎(chǔ)技術(shù)；可用于不同生物質(zhì)原料的連續(xù)式擠出加工處理，后續(xù)跟進(jìn)各種最終加工工藝以制備不同生物質(zhì)基型材。預(yù)期應(yīng)用領(lǐng)域包括包裝輔材、建材、家具。