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本發(fā)明公開了一種多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化學(xué)科解耦方法，該方法在多 學(xué)科耦合模型中針對學(xué)科組件之間存在相互變量依賴的耦合關(guān)系進(jìn)行 系統(tǒng)平衡分析，將同時(shí)存在正向連接和反饋連接的系統(tǒng)耦合環(huán)作為一 個(gè)整體處理，使得原模型轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢蛴协h(huán)的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對反饋?zhàn)兞吭O(shè)置初值，求解圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的非線性方程，根據(jù)反饋?zhàn)兞坑?jì)算 結(jié)果與初值的差值設(shè)置反饋?zhàn)兞康男轮担M(jìn)而迭代運(yùn)算直至收斂。通 過本發(fā)明，提升了多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化流程的運(yùn)行效率，提高了多學(xué)科設(shè) 計(jì)優(yōu)化方法的工程實(shí)用性，更容易得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最優(yōu)參數(shù)。

本項(xiàng)目主要針對我國分散式農(nóng)村生活污水及污泥處理的現(xiàn)狀，結(jié)合蚯蚓的生物生態(tài)學(xué)特點(diǎn)，基于蚯蚓與微生物相互作用的生態(tài)學(xué)原理，采用“蚯蚓生物濾池+蚯蚓堆肥”聯(lián)合對分散式污水污泥進(jìn)行資源化處理與處置研究。在蚯蚓生物濾池處理生活污水過程中進(jìn)一步優(yōu)化填料的級配，提高其污染物降解及原位減量污泥的工藝性能，使其凈化后出水滿足《國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）中的水作作物和加工、烹調(diào)及去皮蔬菜類別的灌溉標(biāo)準(zhǔn)；對蚯蚓生物濾池污水凈化過程中產(chǎn)生的少量蚓糞污泥進(jìn)一步發(fā)揮蚯蚓對污染物穩(wěn)定及無害化的特性，采用蚯蚓堆肥技術(shù)穩(wěn)定化與無害化處理蚓糞污泥，堆肥后泥質(zhì)滿足《污泥農(nóng)用規(guī)范《CJ/T 309-2009 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》的標(biāo)準(zhǔn)，為解決我國分散式農(nóng)村生活污水污泥資源化處置的難題提供有效的途徑。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人所在研究團(tuán)隊(duì)在中小城鎮(zhèn)污水處理、剩余污泥減量化與資源化等生物處理技術(shù)方向上開展了 10 余年的研究工作，自 2010 年以來，相繼獲得“2010 年國家星火計(jì)劃”、“ 2011 年國家青年自然基金”、“教育部博士點(diǎn)基金”等的資助。申請人自 2004 年在同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院攻讀博士學(xué)位以來，一直致力蚯蚓生物濾池技術(shù)的工藝優(yōu)化與機(jī)理研究。工藝方面主要集中于農(nóng)村生活污水-污泥的同步處理，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，蚯蚓生物濾池對污水的處理相比于其他工藝具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約、管理方便的突出特點(diǎn)，尤其是污泥的產(chǎn)量少對于分散式剩余污泥的處置問題，更是提供了有利的解決途徑。經(jīng)過十多年的積累，申請人熟悉該工藝的運(yùn)行控制參數(shù)與實(shí)驗(yàn)方法，具有一定的知識儲備。建設(shè)的上海嘉定和四川青川縣馬鹿鄉(xiāng)“蚯蚓生物濾池處理農(nóng)村生活污水工程示范”運(yùn)行良好。申請專利 1 項(xiàng)，授權(quán)專利1項(xiàng)。 本項(xiàng)目基于蚯蚓的生物生態(tài)學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行污水與污泥的生態(tài)型轉(zhuǎn)化，工藝技術(shù)中無需傳統(tǒng)生物處理中的曝氣設(shè)備，也不會產(chǎn)生常規(guī)生物濾池堵塞的問題，因此，具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約，技術(shù)高效，管理方便，基建及運(yùn)行費(fèi)用低等主要特點(diǎn)，在我國分散式農(nóng)村生活污水污泥的資源化處理與處置方面，具有廣闊的應(yīng)用前景。 與本項(xiàng)目合作的上海泓濟(jì)環(huán)保工程有限公司是一家廢水、固體廢棄物處理項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營及設(shè)備銷售于一體的高科技環(huán)保公司，上海市高新技術(shù)企業(yè)，擁有多項(xiàng)廢水預(yù)處理、生化處理、含鹽廢水濃縮及零排放技術(shù)和固體廢棄物處理技術(shù)，以及建設(shè)部頒發(fā)的環(huán)境工程專項(xiàng)工程承包資質(zhì)、設(shè)計(jì)資質(zhì)和環(huán)保部頒發(fā)的環(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營資質(zhì)，綜合實(shí)力位于行業(yè)領(lǐng)先水平。該公司長期以市場為導(dǎo)向，貫徹以技術(shù)服務(wù)為核心，工程和設(shè)備產(chǎn)品為兩翼的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠根據(jù)客戶特定需求，結(jié)合專業(yè)水準(zhǔn)開展針對性的研發(fā)工作，提出先進(jìn)而創(chuàng)新的系統(tǒng)解決方案、解決問題。可以為本項(xiàng)目的工程化應(yīng)用提供有力的技術(shù)與設(shè)備支持。

本技術(shù)成果針對傳統(tǒng)污泥堆肥需要添加大量輔料的難題，篩選、培養(yǎng)和生產(chǎn)了專門用于污泥發(fā)酵與除 臭兼?zhèn)涞膹?fù)合菌種，用復(fù)合菌種代替輔料，無需添加輔料，節(jié)省了輔料成本和輔料占地，縮短了發(fā)酵周期（15-20天）30%以上，提高堆肥效率約50%，抑制了惡臭的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了堆肥過程自動監(jiān)測和控制。在污泥堆肥領(lǐng)域中，本研究開發(fā)的無輔料、高效發(fā)酵、無惡臭和自動測控的污泥堆肥技術(shù)，取得了重大突破。 本技術(shù)成果建立了處理量為30 噸/日的生活污泥堆肥示范工程，整個(gè)堆肥生產(chǎn)過程運(yùn)行成熟穩(wěn)定，已經(jīng)穩(wěn) 定運(yùn)行一年多時(shí)間。

成果簡介： 本技術(shù)針對污泥（城市污泥、工業(yè)污泥等）脫水難、有毒物質(zhì)含量高等特點(diǎn)，采用專利技術(shù)破解污泥的絮體結(jié)構(gòu)，使污泥中的胞內(nèi)水釋放，有效的改善污泥的脫水性能。污泥經(jīng)濕熱熱解預(yù)處理后，采用專用污泥厭氧消化反應(yīng)器進(jìn)一步轉(zhuǎn)化污泥中可生化降解的物質(zhì)，提高污泥產(chǎn)甲烷的能力。厭氧后的污泥經(jīng)調(diào)理后板框壓濾至含水30%以下，并經(jīng)過炭化爐制備成活性炭，實(shí)現(xiàn)污泥的深度減量

根據(jù)有關(guān)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國目前有近17％的城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥去向不明，同時(shí)大約67％的污泥以簡單填埋為最終出路。針對目前城市污泥難處理及市場巨大的特點(diǎn)，采用超臨界水氧化技術(shù)處理城市污泥，實(shí)現(xiàn)城市污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術(shù)（Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO）是利用水在超臨界狀態(tài)下所具有的特殊性質(zhì)，使氧化劑和有機(jī)物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相氧化反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無害化的CO2、N2、H2O和無機(jī)鹽等小分子化合物。相比傳統(tǒng)的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優(yōu)勢，能取得巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。 該系統(tǒng)集有機(jī)物去除、脫鹽除渣、余熱利用/制取富氫氣體、防堵塞、防腐蝕多項(xiàng)功能于一體，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)城市污泥等有機(jī)廢物/廢水的無害化處理與資源化利用過程。城市污泥經(jīng)過示范裝置處理后出水的COD為25mg/L，氨氮為2mg/L及色度可以與潔凈水媲美，完全能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。該裝置實(shí)現(xiàn)了城市污泥化學(xué)需氧量(COD)減排和脫鹽處理的一體化過程；最大程度地利用反應(yīng)后液體的熱量，降低了裝置運(yùn)行成本；在裝置中實(shí)現(xiàn)脫鹽處理和泥渣分離；反應(yīng)后的清潔液體作為裝置的蒸發(fā)壁水進(jìn)行循環(huán)利用；采用撬裝式結(jié)構(gòu)形式，方便安裝和運(yùn)輸；可實(shí)現(xiàn)城市污泥超臨界水部分氧化/氣化的產(chǎn)氫過程。

本系統(tǒng)通過建立近紅外光譜和污泥含水率的關(guān) 系模型，可以快速分析污泥的含水率，實(shí)現(xiàn)污泥處 置方案的快速評價(jià)，分析污泥有機(jī)物的近紅外吸收 光譜特征，同時(shí)采用傳統(tǒng)方法分析污泥有機(jī)質(zhì)含量， 建立污泥有機(jī)質(zhì)的快速分析。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途 污泥或家禽糞便大量堆積影響環(huán)境，造成污染，利用快速好氧堆肥方式使污泥或家禽糞便達(dá)到除臭、穩(wěn)定的作用。通過向堆垛中加入N、P元素的適合配比，合成具有較高肥效的土壤改良劑和有機(jī)肥料。產(chǎn)品能用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園林花圃等。 技術(shù)原理與工藝流程簡介 通過向污泥或家禽糞便加入適當(dāng)?shù)恼{(diào)理劑和N、P、K元素，再經(jīng)過靜態(tài)反應(yīng)倉強(qiáng)制通風(fēng)的好氧堆肥工藝，然后經(jīng)過二次發(fā)酵穩(wěn)定和粉碎裝袋等

本裝置采用以旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器為核心的閃速熱解技術(shù)，可最大限度地生產(chǎn)生物質(zhì)油。該技術(shù)能以連續(xù)的工藝將低品位的生物質(zhì)(鋸末、稻殼、秸桿等有機(jī)廢棄物)轉(zhuǎn)化為易儲存、易運(yùn)輸、能量密度高且具有商業(yè)價(jià)值的生物質(zhì)油，同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品還有中熱值的可燃?xì)夂蜕倭康奶俊Ｉ镔|(zhì)油可以直接用于現(xiàn)有的鍋爐燃燒，更重要的一步通過加氫處理和沸石合成技術(shù)將生物質(zhì)油改質(zhì)為熱值較高的烴類燃料，合成為生物質(zhì)汽油或生物質(zhì)柴油。該技術(shù)為生物質(zhì)及有機(jī)廢棄物的有效清潔利用和可再生能源的生產(chǎn)探索了一條新途徑。 生物質(zhì)油除了能量的應(yīng)用外，也可作為化工工業(yè)的重要原料，經(jīng)GC-MS分析，證明含有數(shù)十種有機(jī)化合物，它們經(jīng)過深加工可以制取染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料、樹脂和助劑等精細(xì)化工產(chǎn)品。例如生物質(zhì)油中的3-甲氧基-4羥基苯甲醛(即香草醛)，廣泛用于定香劑、變味劑和調(diào)合劑的重要原料。它是一種天然香料，所以價(jià)格十分昂貴。因此，生物質(zhì)閃速熱解轉(zhuǎn)化的生物質(zhì)油作為綠色化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料也具有廣泛的應(yīng)用前景。技術(shù)指標(biāo) 生物質(zhì)加工量10kg/h            氣相滯留期0.1～1秒 生物質(zhì)顆料尺寸＜2mm          　生物質(zhì)油產(chǎn)率60%(占生物質(zhì)原料重量比)

本發(fā)明公開了一種具有車削區(qū)溫度解耦功能的刀具，包括車削刀桿和安裝在車削刀桿上的刀片，在刀片內(nèi)有二個(gè)測試微細(xì)盲孔，分別用于布置高溫光纖光柵，一個(gè)盲孔位于刀具前刀面正下方，另一個(gè)盲孔亦位于刀片內(nèi)部，盲孔底部緊靠刀尖位置。所述一個(gè)盲孔的軸線垂直于切削刃，盲孔底部距離切削刃 0.2 至 0.8mm，盲孔距離前刀面為 0.5 至 1.2mm，并偏出刀尖 1 至 1.5mm 位置，用于測試刀屑接觸面的溫度分布。所述另一個(gè)盲孔距離刀尖外表面 0.2 至 0.5mm，盲孔軸線與前刀面夾角為 20 至 30°，并指向刀片內(nèi)部。本發(fā)明可以在車削微區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，動態(tài)特性好，能較好的對切削微區(qū)生熱進(jìn)行解耦，具有較強(qiáng)的微區(qū)域測試特性，較好的溫度動態(tài)顯示特性，以及較高的測試精度。

本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)快速熱解與燃煤鍋爐耦合系統(tǒng)，其包 括生物質(zhì)快速熱解設(shè)備、生物油重整分離設(shè)備、原油精煉設(shè)備和燃煤 鍋爐設(shè)備，生物質(zhì)快速熱解設(shè)備用于將生物質(zhì)進(jìn)行快速熱解以產(chǎn)生液 態(tài)生物油以及少量不凝結(jié)氣體產(chǎn)物和固體含碳灰渣；液態(tài)生物油重整 分離設(shè)備用于將液態(tài)生物油進(jìn)行化學(xué)物理分離得到液態(tài)生物原油和固 體生物炭；原油精煉設(shè)備用于將液態(tài)生物原油進(jìn)行精煉以制取化工原 料或高熱值能源產(chǎn)品；燃煤鍋爐設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)固體含碳灰渣、不凝結(jié) 氣體產(chǎn)物和固體生物炭的能源化利用。本發(fā)明將生物質(zhì)高效制取生物 油與燃煤鍋爐有機(jī)耦合，實(shí)現(xiàn)高低能量的互補(bǔ)利用，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資 源和能源的梯級利用。