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本實(shí)用新型公開了一種基于陰極電勢(shì)調(diào)控的生物電化學(xué)耦合上流式厭氧生物反應(yīng)裝置。該裝置中，上流式厭氧生物反應(yīng)器污泥層中設(shè)置環(huán)形電極，生物電極系統(tǒng)為所述的上流式厭氧生物反應(yīng)器筒體內(nèi)陰極附近的微生物提供能量較高的電子用于污染物的降解。參比電極通過緊固螺栓固定于生物陰極附近，并通過導(dǎo)線與在線檢測(cè)儀和計(jì)算機(jī)連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)耦合反應(yīng)器生物陰極的陰極電勢(shì)。可根據(jù)不同污染物降解所需的吉布斯自由能通過能斯特方程計(jì)算反應(yīng)所需的電勢(shì)差，并通過調(diào)節(jié)生物電化學(xué)系統(tǒng)的外加電壓將陰極電勢(shì)控制在略低于所需電勢(shì)差的范圍內(nèi)，達(dá)到低能耗，高效率地降解氯代硝基苯等難降解有機(jī)污染物的目的。

1 成果簡介利用生物方法進(jìn)行污水處理，已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展。但是，在活性污泥法的應(yīng)用中，仍然存在以下主要缺點(diǎn)：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(duì)環(huán)流反應(yīng)器流體力學(xué)特性和工程應(yīng)用的研究，提出了采用多級(jí)環(huán)流裝置作為活性污泥曝氣的新方式，并經(jīng)過 10 多年的基礎(chǔ)、應(yīng)用以及工業(yè)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(jí)環(huán)流曝氣工藝。該工藝可改善氧的傳質(zhì)，增加氧的利用率，從而減少動(dòng)力消耗；該工藝還可減少生物處理過程中剩余污泥的產(chǎn)量，減輕處理污泥的負(fù)擔(dān)；同時(shí)，該工藝的生物處理構(gòu)筑物占地面積顯著減小，可節(jié)約投資。該工藝已經(jīng)完成了 20 噸/天的工業(yè)中試，通過了專家鑒定；并在處理印 染污水等方面已經(jīng)建成了工業(yè)應(yīng)用裝置，目前運(yùn)行良好。 在多級(jí)環(huán)流曝氣工藝的基礎(chǔ)上，針對(duì)含有中低濃度難降解有機(jī)物的污水，本研究室又開發(fā)了厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣污水生物處理技術(shù)，以提高難降解有機(jī)物的處理效率。通過在多級(jí)環(huán)流塔內(nèi)的懸浮污泥中添加具有特殊孔隙結(jié)構(gòu)和尺度的載體材料，利用氧的傳遞阻力在載體內(nèi)部形成厭氧菌生存的環(huán)境，構(gòu)成專性厭氧菌生長區(qū)。通過被動(dòng)擴(kuò)散和流體的沖刷作用，有機(jī)物可以擴(kuò)散進(jìn)入載體內(nèi)部，并被厭氧菌降解，同時(shí)載體內(nèi)部的厭氧降解產(chǎn)物也可進(jìn)入流化床主體，實(shí)現(xiàn)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(jié)合在一個(gè)裝置中進(jìn)行，高度集成化，設(shè)備投資小、處理效率高、占地面積小。該工藝已經(jīng)在含酚廢水、 PTA 廢水、煉油廢水方面已經(jīng)開展了大量的工藝開發(fā)和工業(yè)模擬實(shí)驗(yàn)，取得了理想的處理效果。2 技術(shù)指標(biāo)（ 1） 多級(jí)環(huán)流曝氣：溶解氧濃度可達(dá)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(shí)間可縮短 50%以上。 （ 2） 厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣： COD 的容積負(fù)荷可達(dá)到 7g/L?d 以上，對(duì) COD 濃度小于2500 mg/L 的含酚廢水、 PTA 廢水等廢水， COD 去除率達(dá)到 95％以上。3 應(yīng)用說明該技術(shù)主要針對(duì)各類石化、化工及其他含有難降解有機(jī)物廢水的處理，小規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)集成式污水處理（如機(jī)場(chǎng)、遠(yuǎn)郊住宅小區(qū)等）以及污水的點(diǎn)源治理。 多級(jí)環(huán)流曝氣應(yīng)用包括兩種方式：① 以環(huán)流曝氣塔式設(shè)備替換現(xiàn)有的曝氣池、初沉池；② 在現(xiàn)有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進(jìn)行改造。多級(jí)環(huán)流曝氣塔為新型塔式曝氣處理設(shè)備為專利設(shè)備，具有處理效率高，占地面積小等顯著優(yōu)勢(shì)。 20 噸/天的工業(yè)中試結(jié)果（乙烯綜合廢水， COD 約為 1000 mg/L，）顯示，和該廠現(xiàn)有的廊道式曝氣池相比，占地面積可減小 80% 以上，處理時(shí)間可縮短 50%以上， 出口廢水穩(wěn) COD 定在 60 mg/L 以內(nèi)，特別適合于土地資源緊張、處理效率要求高的生產(chǎn)、生活部門。多級(jí)環(huán)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(shè)備，使設(shè)備投資、能耗以及占地面積大幅度降低；即使對(duì)沉降性能不佳的污泥，也可達(dá)到初沉的作用，節(jié)省初沉設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用。 通過對(duì)現(xiàn)有的深度在 4m 以上的廊道式曝氣池進(jìn)行改造，也可實(shí)現(xiàn)多級(jí)環(huán)流曝氣，方法是在曝氣池內(nèi)改造曝氣系統(tǒng)，加裝多級(jí)導(dǎo)流筒內(nèi)構(gòu)件。其改造簡單，投資小，但對(duì)廢水處理的效果有顯著的提高。采用多級(jí)環(huán)流曝氣后，曝氣池內(nèi)的溶解氧濃度提高 50% （可達(dá)到 6 mg/L以上）以上，懸浮污泥濃度提高 30%以上，在達(dá)到相同處理效果的前提下，水力停留時(shí)間可減小 50%以上，處理負(fù)荷提高 50%以上，特別適合于對(duì)現(xiàn)有裝置增容的技術(shù)改造。由于溶解氧濃度高，剩余污泥的產(chǎn)量也顯著降低。 厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝，通過在多級(jí)環(huán)流曝氣塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料內(nèi)部形成的缺氧環(huán)境，可發(fā)生水解-酸化反應(yīng)，通過水解-酸化將難降解有機(jī)物降解為揮發(fā)性脂肪酸，進(jìn)一步由裝置中主體的懸浮污泥進(jìn)行好氧代謝，實(shí)現(xiàn)了厭氧—好氧生物降解的耦合，提高了難降解有機(jī)物的降解效率。工業(yè)模擬裝置的研究表明，對(duì) COD 濃度達(dá)到 3500mg/L 的含酚廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 24h 內(nèi) COD 可降解至 100 mg/L 以下；對(duì) COD 濃度達(dá)到 2500 mg/L 的 PTA 廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 16 h 內(nèi) COD可降解至 100 mg/L 以下；對(duì) COD 達(dá)到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的煉油廢水，采用厭氧-好氧耦合環(huán)流曝氣工藝， 24 h 內(nèi) COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述處理效果，均優(yōu)于傳統(tǒng)的 A/O 或者 A/A/O 續(xù)批式聯(lián)合工藝，占地面積低于這些工藝的 1/8。4 合作方式商談。

通過多年集中攻關(guān)，針對(duì)性地解決了生物質(zhì)氣化轉(zhuǎn)化效率低、焦油、粉塵污染等問題。開發(fā)了較空氣氣化、 氧氣氣化等技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)的秸稈等氧氣—水蒸氣聯(lián)合氣化裝置及工藝，大幅促進(jìn)了氫氣、碳?xì)浠衔锏纳伞Ｕ麄€(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)富氫燃?xì)獯笠?guī)模生產(chǎn)、余熱利用、基于焦油完全轉(zhuǎn)化利用的污染物零排放。目前整套技術(shù)已經(jīng)在研發(fā)建設(shè)的秸稈處理量 1t/天氣化系統(tǒng)上完成調(diào)試，正在進(jìn)行系統(tǒng)大型化、集成化、工程化研究。

近年來，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，聚合物基納米復(fù)合材料由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和功能性在材料領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，如何實(shí)現(xiàn)聚合物基納米復(fù)合材料的高效、大規(guī)模、綠色環(huán)保、可持續(xù)且高度可控的制備仍然是一個(gè)世界難題。然而，對(duì)微生物輔助復(fù)合材料制備過程的探索有望為該問題提供一種全新的解決方案。

本成果發(fā)明了以秸稈和廢棄動(dòng)物蛋白酸解氨基酸為原料，物料和空間均無需嚴(yán)格滅菌下大規(guī)模制造木霉固體菌種的技術(shù)工藝，突破了木霉全元生物有機(jī)肥制造技術(shù)瓶頸。 一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 木霉生物量大、根表定殖能力強(qiáng)、次生代謝產(chǎn)物種類多和含量高，促生和生防效果比細(xì)菌更顯著，但木霉在液體擴(kuò)繁后期不能有效產(chǎn)孢，需再進(jìn)行固體發(fā)酵才能獲得高濃度木霉固體菌種，傳統(tǒng)工藝原料貴、物料嚴(yán)格滅菌成本高，難以擴(kuò)大規(guī)模，這是木霉生物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)瓶頸。本成果發(fā)明了以秸稈和廢棄動(dòng)物蛋白酸解氨基酸為原料，物料和空間均無需嚴(yán)格滅菌下大規(guī)模制造木霉固體菌種的技術(shù)工藝，突破了木霉全元生物有機(jī)肥制造技術(shù)瓶頸。

近日，東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院張薇/陳佳林團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Advanced Materials在線發(fā)表題為Silk fibroin and sericin differentially potentiate the paracrine and regenerative functions of stem cells through multiomics analysis的研究論文，報(bào)道了蠶絲材料-干細(xì)胞相互作用的最新進(jìn)展。

本發(fā)明公開一種復(fù)合型重金屬污染土壤的化學(xué)和微生物聯(lián)合修復(fù)方法和應(yīng)用，其通過添加污染土壤化學(xué)改良劑以固定污染土壤中的重金屬離子，再通過高效重金屬抑制微生物功能菌劑和土壤改良微生物功能菌劑持續(xù)強(qiáng)化受污染土壤的修復(fù)，克服了傳統(tǒng)的化學(xué)改良劑針對(duì)單一或性質(zhì)相近的重金屬固定效果很好，而對(duì)復(fù)合型重金屬污染土壤修復(fù)不能完全達(dá)標(biāo)的缺陷；同時(shí)兼顧了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，可以大規(guī)模應(yīng)用于復(fù)合型重金屬污染土壤的修復(fù)。

本發(fā)明公開了一種將生物質(zhì)萃取產(chǎn)物作為添加劑應(yīng)用于配煤煉焦的方法，包括以下步驟：(1)使用有機(jī)溶劑萃取提質(zhì)生物質(zhì)，得到高分子量生物質(zhì)萃取物和低分子量生物質(zhì)萃取物；(2)將生物質(zhì)萃取物用于配煤煉焦：將高分子量生物質(zhì)萃取物和低分子量生物質(zhì)萃取物的至少一種按 0.5％～3％的質(zhì)量百分比與配合煤混合煉焦。通過將低分子量生物質(zhì)萃取物和高分子量生物質(zhì)萃取物的至少一種與配合煤混合煉焦，能夠在普通配合煤的基礎(chǔ)上，降低焦炭粒焦反應(yīng)性 P

1 項(xiàng)目簡介本項(xiàng)目建立的生物云平臺(tái)，以基于 Web 的方式提供服務(wù)，用戶可以輕松快速獲取服務(wù)，國內(nèi)外普遍缺乏成熟的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái)。我們首次把獨(dú)具特色的機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)算法與最新的高通量測(cè)序方法（ non-polyA RNA-seq） 相結(jié)合。我們的研究對(duì)象為長鏈非編碼 RNA（ non-PolyA），目前國際上還很少有人通過高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)疾病的 lncRNA 進(jìn)行全面預(yù)測(cè)分析和功能分類。隨著測(cè)序速度不斷提高，測(cè)序成本不斷降低，本項(xiàng)目將來可以發(fā)展為面向人民大眾的個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)的平臺(tái)。 圖 1 生物醫(yī)學(xué)信息云平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)化方向 http://www.incrna.org圖 2 生物醫(yī)學(xué)信息云平臺(tái)的應(yīng)用程序一覽 http://bioinfo.life.tsinghua.edu.cn/serve 本項(xiàng)目使用的核心技術(shù)“基于整合性生物信息云計(jì)算和新一代測(cè)序技術(shù)（ incRNA） 的非編碼基因組疾病（如癌癥）檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)”已經(jīng)通過軟件查新認(rèn)證（ 20121022044750914）。正在準(zhǔn)備申請(qǐng)國家版權(quán)局軟件著作權(quán)登記證書。2 效益分析（ 1）隨著新一代高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，生物信息數(shù)據(jù)爆炸式增長，數(shù)據(jù)解讀成為生物醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用的巨大問題，我們團(tuán)隊(duì)依托清華大學(xué)生命學(xué)院魯志實(shí)驗(yàn)室在生物信息學(xué)，尤其是在 lncRNA 領(lǐng)域的技術(shù)專長開發(fā)的云計(jì)算平臺(tái)將為廣大科研工作和和臨床用戶提供可靠的數(shù)據(jù)分析云服務(wù)，提高他們的科研效率，為科學(xué)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 （ 2）我們團(tuán)隊(duì)通過與中國人民解放軍總醫(yī)院，上海肝膽醫(yī)院等十多家臨床單位的合作，將為鑒定癌癥的早期診斷和藥物治療提供新的靶點(diǎn)，這不僅會(huì)增強(qiáng)中國基礎(chǔ)臨床科學(xué)的發(fā)展，通過臨床應(yīng)用還會(huì)為病患者帶來癌癥早期診斷、健康管理等個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)，這將具有廣泛的社會(huì)效益。 （ 3）通過我們打造高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析云計(jì)算平臺(tái)和開展以癌癥早期檢測(cè)為主要內(nèi)容的個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)，將為中國培養(yǎng)一批高水平的生物信息數(shù)據(jù)分析人才，這將增強(qiáng)中國在生物信息學(xué)方面的實(shí)力。

本發(fā)明公開了一種采用核殼微膠囊生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)細(xì)胞細(xì)胞高通量分選的方法。該方法采用皮升注射技術(shù)對(duì)封裝有細(xì)胞的單分散性顆粒進(jìn)行高通量包埋，制備具有核殼結(jié)構(gòu)的微膠囊生物反應(yīng)器，通過熒光分選技術(shù)對(duì)生物反應(yīng)器中的細(xì)胞進(jìn)行高通量分析和篩選。該微膠囊生物反應(yīng)器的核相為具有良好生物相容性的高分子材料為細(xì)胞提供生長和增殖空間，殼相為具有穩(wěn)定性的高分子材料可以增強(qiáng)微球穩(wěn)定性，避免細(xì)胞的逃逸，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的長時(shí)間穩(wěn)定培養(yǎng)，提高被測(cè)物濃度，同時(shí)允許熒光信號(hào)的傳遞和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的高效分析與篩選。