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1 成果簡介利用生物方法進行污水處理，已經經歷了一個多世紀的發展。但是，在活性污泥法的應用中，仍然存在以下主要缺點：曝氣池占地面積很大，曝氣后氣體排放造成二次污染；曝氣過程中活性污泥、空氣和污水三相混合不均勻，氧傳遞速率較慢，氧氣利用率不高，使得曝氣效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年來對環流反應器流體力學特性和工程應用的研究，提出了采用多級環流裝置作為活性污泥曝氣的新方式，并經過 10 多年的基礎、應用以及工業化研究，形成了一套高效的活性污泥的處理污水的新工藝—多級環流曝氣工藝。該工藝可改善氧的傳質，增加氧的利用率，從而減少動力消耗；該工藝還可減少生物處理過程中剩余污泥的產量，減輕處理污泥的負擔；同時，該工藝的生物處理構筑物占地面積顯著減小，可節約投資。該工藝已經完成了 20 噸/天的工業中試，通過了專家鑒定；并在處理印 染污水等方面已經建成了工業應用裝置，目前運行良好。 在多級環流曝氣工藝的基礎上，針對含有中低濃度難降解有機物的污水，本研究室又開發了厭氧-好氧耦合環流曝氣污水生物處理技術，以提高難降解有機物的處理效率。通過在多級環流塔內的懸浮污泥中添加具有特殊孔隙結構和尺度的載體材料，利用氧的傳遞阻力在載體內部形成厭氧菌生存的環境，構成專性厭氧菌生長區。通過被動擴散和流體的沖刷作用，有機物可以擴散進入載體內部，并被厭氧菌降解，同時載體內部的厭氧降解產物也可進入流化床主體，實現厭氧生物降解和好氧生物降解的耦合。該工藝具有高效的好氧降解過程和厭氧降解過程， 且將厭氧和好像過程結合在一個裝置中進行，高度集成化，設備投資小、處理效率高、占地面積小。該工藝已經在含酚廢水、 PTA 廢水、煉油廢水方面已經開展了大量的工藝開發和工業模擬實驗，取得了理想的處理效果。2 技術指標（ 1） 多級環流曝氣：溶解氧濃度可達到 6mg/L 以上，較廊道式曝氣池，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上。 （ 2） 厭氧-好氧耦合環流曝氣： COD 的容積負荷可達到 7g/L?d 以上，對 COD 濃度小于2500 mg/L 的含酚廢水、 PTA 廢水等廢水， COD 去除率達到 95％以上。3 應用說明該技術主要針對各類石化、化工及其他含有難降解有機物廢水的處理，小規模現場集成式污水處理（如機場、遠郊住宅小區等）以及污水的點源治理。 多級環流曝氣應用包括兩種方式：① 以環流曝氣塔式設備替換現有的曝氣池、初沉池；② 在現有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造。多級環流曝氣塔為新型塔式曝氣處理設備為專利設備，具有處理效率高，占地面積小等顯著優勢。 20 噸/天的工業中試結果（乙烯綜合廢水， COD 約為 1000 mg/L，）顯示，和該廠現有的廊道式曝氣池相比，占地面積可減小 80% 以上，處理時間可縮短 50%以上， 出口廢水穩 COD 定在 60 mg/L 以內，特別適合于土地資源緊張、處理效率要求高的生產、生活部門。多級環流曝氣塔頂部還有集成的泥水分離器，可將出水中的污泥分離，在污泥沉降良好的情況下，可直接排放，不需要初沉和二沉設備，使設備投資、能耗以及占地面積大幅度降低；即使對沉降性能不佳的污泥，也可達到初沉的作用，節省初沉設備和運行費用。 通過對現有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進行改造，也可實現多級環流曝氣，方法是在曝氣池內改造曝氣系統，加裝多級導流筒內構件。其改造簡單，投資小，但對廢水處理的效果有顯著的提高。采用多級環流曝氣后，曝氣池內的溶解氧濃度提高 50% （可達到 6 mg/L以上）以上，懸浮污泥濃度提高 30%以上，在達到相同處理效果的前提下，水力停留時間可減小 50%以上，處理負荷提高 50%以上，特別適合于對現有裝置增容的技術改造。由于溶解氧濃度高，剩余污泥的產量也顯著降低。 厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝，通過在多級環流曝氣塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料內部形成的缺氧環境，可發生水解-酸化反應，通過水解-酸化將難降解有機物降解為揮發性脂肪酸，進一步由裝置中主體的懸浮污泥進行好氧代謝，實現了厭氧—好氧生物降解的耦合，提高了難降解有機物的降解效率。工業模擬裝置的研究表明，對 COD 濃度達到 3500mg/L 的含酚廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 24h 內 COD 可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 濃度達到 2500 mg/L 的 PTA 廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 16 h 內 COD可降解至 100 mg/L 以下；對 COD 達到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的煉油廢水，采用厭氧-好氧耦合環流曝氣工藝， 24 h 內 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述處理效果，均優于傳統的 A/O 或者 A/A/O 續批式聯合工藝，占地面積低于這些工藝的 1/8。4 合作方式商談。

本發明涉及一種將 LNG 冷能用于空分制氧和碳捕獲的天然氣富氧燃燒系統。該系統包括 LNG 冷能空分制氧子系統、富氧高壓加水燃燒循環發電子系統和高壓液氧碳捕獲子系統，將 LNG 冷能應用于天然氣富氧燃燒電廠的空分制氧過程中，同時冷凝回收富氧燃燒所產生的二氧化碳，實現碳的零排放。解決富氧燃燒電廠空分制氧能耗高、碳捕獲成本大的問題。此外，還可以附加高壓液氮再循環制氧子系統，進一步利用液氮冷能，降低制氧能耗，從而提高系統能效水平。本發明實現了冷能連續傳遞使用，同時解決了富氧燃燒電廠空分制氧能耗高，碳捕獲成

本發明公開了一種用于垃圾富氧焚燒的一次風注氧混合一體化·689·裝置，包括：其兩端可分別與一次風管道連接的管狀本體；注氧器，其包括設置于本體的管體內呈環狀的注氧環，以及均勻設置在該注氧環上的多個噴嘴，氧氣從外部進入該注氧環并通過上述噴嘴噴入本體的管體內；以及同軸套設在本體內管壁上并位于注氧器下游的混流片組，每個混流片組包括一個第一混流片和一個第二混流片，兩混流片軸向間隔平行設置。本發明的裝置可使得氧氣以

        對于難降解工業廢水的處理，單獨催化臭氧氧化技術存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問題，而單獨生物降解處理難降解有機廢水周期長、設備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場耦合工藝則將按序進行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個處理單元合并，利用催化臭氧技術提高難降解有機廢水的可生化性，同時采用生物膜技術減少后續處理成本，能夠實現低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時降低出水毒性，減少環境生物風險。

包括：簡單背景、關鍵技術名稱概念解釋、技術原理簡介、關鍵技術路線、技術先進性、技術特點或創新點、技術或產品應用領域等。傳統能源，尤其是化石燃的消耗過程中排放的二氧化碳及其他有毒氣體對全球環境的變化具有直接的影響。據預測截止 2050 年能源需求量會是現在的兩倍，而到本世紀末會增至三倍。電動交通工具和大規模的再生能源（如風能和太陽能等）的開發利用將成為應對全球環境變化、能源安全和可持續性的重要策略。高能量密度、簡便、可靠的電化學能量存儲技術是傳統能源系統向清潔能源系統、內燃機動力系統向電

本發明公開了一種催化轉化催化劑的再生方法。從反應器中移出的催化劑首先進入第一再生器中通過第一再生氣進行吹掃再生。第一再生器出口的一級再生劑輸送至催化劑流量分配器后分為兩股物流分別進入第二再生器和反應器，進入反應器的一級再生劑流股的流量占流股中一級再生劑總流量的1-100%，部分一級再生劑進入第二再生器中通過第二再生氣進行二次再生后得到的二級再生劑與一級再生劑流股合并后一同進入反應器。本發明可以有效提高現有反應器產能，避免催化劑的頻繁燒炭再生并降低再生溫度與溫升，有利于延長催化劑總壽命，并且能夠實現不同移動床反應器中催化劑流速的單獨調控，可用于甲醇制丙烯的工業生產中。

基于前期關于雙齒導向基團輔助的C-H鍵活化策略，利用氨基酸作為母體結構，設計合成了一類含有8-氨基喹啉基團的新型手性配體（QAAligands），并制備了相應的手性Ir(III)催化劑。在該催化劑的作用下，可以精準調控二噁唑酮類化合物分子內的C(sp3)-H鍵胺化反應，以大于99%ee實現γ-內酰胺的高效不對稱合成。該類新型催化劑具有一定的類酶特性，可以容忍大量水的存在，并且水的存在對于特定底物具有明顯的促進效果。通過對催化劑的單晶結構進行分析，作者發現該類手性Ir(III)催化劑中的五甲基環戊二烯基(Cp*)，8-氨基喹啉（AQ）和鄰苯二甲酰胺（NPhth）組成了一個規則的溝狀手性空腔，金屬中心處于手性空腔的內部，從而使其具有優異的立體控制能力。通過與韓國高等技術研究院的SukbokChang教授合作進行計算化學的研究發現手性控制的關鍵因素是底物中的C-H鍵與NPhth基團存在多個C-H/π弱相互作用。

近日，中國科學技術大學高敏銳教授課題組和俞書宏院士團隊，設計了系列具有“富集”效應的納米催化劑，結合流動電解池的合理設計，成功實現了二氧化碳到目標產物的高選擇性轉化。相關工作在線發表于近期的《德國應用化學》和《美國化學會志》。二氧化碳轉化技術不僅能夠降低大氣中的二氧化碳濃度，同時還可以得到諸多高附加值的碳基燃料。在現有的各種二氧化碳轉化技術中，電催化二氧化碳還原技術具有可在常溫常壓下進行、能夠實現人為閉合碳循環等優點，成為一種具有應用前景的方法。當前，通過更高效催化劑的理性設計與可控合成，實現二氧化碳電還原技術走向工業化應用成為研究重點與難點。研究人員使用簡單的微波熱合成，通過反應參數調節，成功制備了3種具有不同尖端曲率半徑的硫化鎘納米結構。模擬表明這種半導體材料尖端曲率半徑減小會引起尖端附近的電場強度增大，從而增強鉀離子在電極附近的富集。流動電解池測試表明，這種催化劑性能大大優于其他過渡金屬硫屬化物電催化劑。除了利用納米多針尖的“近鄰效應”實現對目標離子的富集外，研究團隊進一步提出利用納米空腔的“限域效應”來富集反應中間體，實現二氧化碳到多碳燃料的高效率轉化。以上研究表明二氧化碳電還原反應中催化劑納米結構設計對催化性能的重要影響，納米尺度“富集效應”可有效增強關鍵中間體的吸附，從而推動反應高效率運行。這種新的設計理念為今后相關電催化劑的設計和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相關論文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699

元素是構成生物的最主要元素之一。盡管大氣中氮氣的含量高達78[%]，但是氮氣的活化十分困難。目前工業上廣泛采用Haber?Bosch法將氮氣還原成氨氣，然而這一過程需要在高溫高壓下進行，因此能耗高。據統計，每年用于合成氨的能耗超過全球年能耗的1[%]。光/電催化固氮是合成氨的一種新途徑，能夠在常溫常壓下實現氮氣的還原，因此引起了廣泛關注。核心問題就是尋找和設計高效、穩定、低廉的催化劑。目前，高效的固氮催化劑主要是基于過渡金屬（TM）化合物，而關于非金屬催化劑的報道很少。這是由于過渡金屬中空的d軌道和占據d電子的共存，既能夠容納氮氣分子中N原子的孤電子對，又能夠提供電子到氮氣分子的反鍵軌道，從而活化N≡N三鍵、增強N?TM鍵。通過分析硼原子的核外電子結構，王金蘭教授團隊發現sp3雜化的硼原子與過渡金屬類似，也同時具有空軌道和占據軌道，因此有望用于氮氣的活化與還原。通過結構、性能等多方面的分析，他們最終選擇g-C3N4作為襯底來負載sp3-雜化的硼原子，設計了首個不含金屬的單原子催化劑，B/g-C3N4。理論計算表明，B/g-C3N4可以在極低的起始電位(0.20 V)下，通過酶促機理有效地將氮氣還原為氨氣。此外，硼的修飾可以顯著增強g-C3N4的可見光吸收，因此有望實現太陽能驅動的固氮反應。此外，該催化劑也具有很大的合成前景以及極高的穩定性。

以酶類結構的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術難 題，實現高附加值含氧有機化物的合成，并致力于實現該技術的工業應用，填補國內外技術空白，從本質 上解決化工領域氧化過程的安全隱患。