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1 成果簡介本項目在研發(fā)過程中得到了教育部留學人員歸國基金、教育部博士點基金、自然科學基金、國家科技支撐計劃的部分支持，經(jīng)過主持單位和協(xié)作單位的聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過 8 年的時間研究完成的。通過實驗室小試，開發(fā)出可將污泥停留時間和水力停留時間分離的新型多孔微生物載體，研究了好氧-厭氧耦合污泥減量化的機理。采用設(shè)計的新型載體構(gòu)建了中試裝置，進行現(xiàn)場中試和實際應(yīng)用，取得了一系列突破性的進展和成果，并成功的將該項目應(yīng)用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在項目研究過程中共申請國家發(fā)明專利 6 項（其中5 項已授權(quán)），實用新型 1 項，發(fā)表論文 30 余篇，翻譯教材 2 部。 該項目在實施過程中，主要取得如下幾個方面的技術(shù)突破： （ 1）研究了好氧-厭氧耦合體系在處理廢水的同時對污泥減量化的作用機理，開發(fā)出好氧-厭氧多次反復(fù)耦合原位污泥減量技術(shù)。 （ 2）對多孔載體的結(jié)構(gòu)及對剩余污泥的截流效果進行了全面研究。設(shè)計了一種空隙率高、對污泥截流效果好的多孔載體。 （ 3）開發(fā)出以天然高分子為助凝劑的鐵鹽混凝除磷技術(shù)。 （ 4）實現(xiàn)了該技術(shù)的實際推廣應(yīng)用，分別應(yīng)用于處理城市生活污水、農(nóng)村的生活污水、工業(yè)廢水和河道污染治理中。在高碑店污水處理廠進行的運行兩年的 103/d 的中試實驗結(jié)果表明，運行效果穩(wěn)定，在水力停留時間為 12h 時，出水 COD 保持在 60mg/L 以下，出水 SS 在 30mg/L以下，兩年不需要排泥。在廣東肇慶處理 5m3/d 的高濃度發(fā)酵制藥廢水（ COD 2000~3000 mg/L），運行近一年的實驗結(jié)果表明，在水力停留時間為 27h 時，出水 COD 保持在 100 mg/L 以下，出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中試試驗研究的基礎(chǔ)上，我們將該技術(shù)推廣應(yīng)用于青島即墨市兩個社會主義新農(nóng)村的生活污水處理（日處理量 150~180 噸），上海浦東區(qū)金家村農(nóng)村生活污水處理（適于不同地理特點的 170 套反應(yīng)器，服務(wù)人口 2120 人），佛山市石角涌河道截污工程（日處理量 1000~3000噸）和河北威遠生物化工有限公司的農(nóng)藥廢水處理項目（日處理量 780 噸）。應(yīng)用結(jié)果表明該技術(shù)可以有效地去除廢水中的有機物及氮，同時實現(xiàn)原污泥減量化，而且對于用常規(guī)方法不能去除的有機物（如苯、苯酚等）也可以有效地去除。新型多孔微生物載體技術(shù)在污水處理過程中不需要對剩余污泥進行處理，運行管理簡單，運行成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。2 技術(shù)指標生活污水經(jīng)過處理后達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB18918-2002》一級B 排放標準；處理生活污水的過程中剩余污泥減量 60~75%；處理河道污水的過程中剩余污泥減量 70~85%；多孔微生物載體的使用壽命在 10 年以上；工業(yè)污水由于種類較多，排放標準不一，需要根據(jù)具體的情況進行確定。3 應(yīng)用說明本技術(shù)主要是應(yīng)用于新建或者現(xiàn)有污水處理廠污泥減量、廢水處理方面。該技術(shù)利用多孔載體和定點曝氣技術(shù)，在反應(yīng)器中實現(xiàn)了沿載體軸向、反應(yīng)器水流和高度方向的多層次好氧-厭氧反復(fù)耦合環(huán)境，從而在同一個反應(yīng)器中實現(xiàn)好氧-厭氧微生物反應(yīng)的耦合。實驗室采用人工廢水的小試研究結(jié)果表明，該類耦合體系的 COD 去除率大于 90%，而與傳統(tǒng)廢水處理工藝相比，剩余污泥的產(chǎn)率可以減少 90%以上。 對該類耦合體系實現(xiàn)污泥減量的機理研究表明，好氧區(qū)增殖的污泥進入下游的厭氧區(qū)后發(fā)生死亡溶解釋放出胞內(nèi)蛋白質(zhì)等組分，進一步被降解成小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)流入下游好氧區(qū)被污泥再次利用，強化了污泥的隱性增殖；而微型動物的穩(wěn)定存在強化了捕食效應(yīng)。整個過程伴隨著 CO2、 N2 的釋放，使得進水中有機物以氣體形式脫離體系，從而實現(xiàn)了廢水的凈化處理和剩余污泥的原位減量。 為了進一步將污泥停留時間和水力停留時間分離以實現(xiàn)污泥減量效果，本研究設(shè)計開發(fā)了新型的多孔微生物載體。采用設(shè)計的新型載體構(gòu)建了中試裝置，進行現(xiàn)場中試和實際應(yīng)用，取得了一系列突破性的進展和成果，驗證了新型載體的實際應(yīng)用效果，并進而成功地將該技術(shù)應(yīng)用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在處理生活污水的過程中可以使污泥減量 60~75%，處理河道污水的過程中可以使污泥減量 70~85%。4 效益分析城市污水處理廠污泥安全處置工作有其艱巨性和復(fù)雜性，特別對于污水處理規(guī)模較小，污泥厭氧發(fā)酵無法實施的地方，污泥減量化污水處理技術(shù)的應(yīng)用將成為必要的選擇。通過該技術(shù)的實施，可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量，減少填埋用地，節(jié)約土地資源，避免了對環(huán)境的二次污染。同時，由于污水處理廠對污泥處理量的減少，運行費用隨之降低，而且運行管理簡單，對促進我國水處理事業(yè)的發(fā)展有積極的影響。 該技術(shù)既可以用于生活污水的處理也可以用于工業(yè)廢水的處理，適用范圍比較廣，而且在處理污水的同時可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量。不僅可以減少污水處理設(shè)備的投資，而且可以節(jié)省運行費用， 適于中小規(guī)模的生活污水處理及有機工業(yè)污水處理。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開發(fā)。

本發(fā)明的硅基懸臂梁耦合直接加熱式毫米波信號檢測儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、功率分配／合成器、直接加熱式微波功率傳感器和開關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應(yīng)的ＣＰＷ信號線終端的直接加熱式微波功率傳感器進行檢測；頻率檢測通過利用直接加熱式微波功率傳感器測量兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號的合成功率實現(xiàn)；相位檢測通過將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號，分別同兩路等分后的參考信號合成，同樣利用直接加熱式微波功率傳感器檢測合成功率

本發(fā)明的硅基未知頻率縫隙耦合式直接式毫米波相位檢測器是由共面波導、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、單刀雙擲開關(guān)、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設(shè)置有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的頻率測量，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設(shè)置有一段移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器是由共面波導、非對稱共面帶線和一個隔離電阻組成；直接式熱電式功率傳感器主要由共面波導、兩個熱電

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器是由共面波導、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及間接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設(shè)置有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個間接式熱電式功率傳感器，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設(shè)置有一個移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器是由共面波導、非對稱共面帶線和一個電阻組成；間接式熱電式功率傳感器主要由共面波導、兩個電阻以及

本發(fā)明的硅基未知頻率縫隙耦合式間接式毫米波相位檢測器是由共面波導、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、單刀雙擲開關(guān)、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及間接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設(shè)置有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的頻率測量，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設(shè)置有一個移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器是由共面波導、非對稱共面帶線和電阻組成；間接式熱電式功率傳感器主要由共面波導、兩個電阻以及熱電

本發(fā)明的硅基懸臂梁耦合間接加熱式毫米波信號檢測儀器是由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換和液晶顯示三大模塊組成，傳感器模塊是由懸臂梁耦合結(jié)構(gòu)、功率分配／合成器、間接加熱式微波功率傳感器和開關(guān)構(gòu)成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應(yīng)的ＣＰＷ信號線終端的間接加熱式微波功率傳感器進行檢測；頻率檢測通過利用間接加熱式微波功率傳感器測量兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號的合成功率實現(xiàn)；相位檢測通過將兩路在中心頻率處相位差為９０度的耦合信號，分別同兩路等分后的參考信號合成，同樣利用間接加熱式微波功率傳感器檢測合成功率

本發(fā)明的硅基已知頻率縫隙耦合式直接式毫米波相位檢測器是由共面波導傳輸線、縫隙耦合結(jié)構(gòu)、移相器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及直接式熱電式功率傳感器所構(gòu)成，整個結(jié)構(gòu)基于高阻Ｓｉ襯底制作，一共設(shè)置有四個縫隙耦合結(jié)構(gòu)，上方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)連接著兩個直接式熱電式功率傳感器，下方的兩個縫隙耦合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號的相位測量，在前后縫隙之間設(shè)置有一個移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器是由共面波導傳輸線、非對稱共面帶線和一個隔離電阻組成；直接式熱電式功率傳感器主要由共面波

本發(fā)明公開了一種動態(tài)變形下傳遞對準過程中角速度解耦合方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟：(1)軌跡發(fā)生器產(chǎn)生主慣導系統(tǒng)的姿態(tài)、速度和位置信息以及慣性器件的輸出，用二階馬爾科夫模擬主慣導系統(tǒng)與子慣導系統(tǒng)之間的彎曲變形角和彎曲變形角速度(2)將動態(tài)變形分解為高頻率、低幅值的振動變形和低頻率、高幅值的彎曲變形，建立機翼動態(tài)變形下角速度模型；(3)推導出由主慣導系統(tǒng)與子慣導系統(tǒng)之間動態(tài)變形所引起的主慣導系統(tǒng)與子慣導系統(tǒng)之間的誤差角度(4)推導出耦合誤差角速度表達式并應(yīng)用于傳遞對準角速度匹配過程中，提高傳遞對準的精度。本發(fā)明用于傳遞對準角速度匹配過程。

本發(fā)明公開了一種用于光纖與芯片間光信號傳輸?shù)乃今詈掀?件，包括第一采集模塊，用于引導和收集一階線偏振模式中第一模斑， 第二采集模塊，用于引導和收集一階線偏振模式中第二模斑，耦合模 塊，設(shè)有第一傳輸通道、第二傳輸通道和主通道，第一傳輸通道接收 第一模斑，第二傳輸通道接收第二模斑，并通過模場的空間疊加實現(xiàn) 從耦合模塊的主傳輸通道輸出一階橫電模。本發(fā)明實現(xiàn)了將光纖中一 階線偏振模式轉(zhuǎn)化為芯片中的一階橫電模同時也保證了基模

本成果通過研究系列新型剛?cè)狁詈鲜中g(shù)機器人，輔助醫(yī)生實現(xiàn)良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術(shù)的安全性，應(yīng)用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術(shù)機器人及其相關(guān)技術(shù)可推廣到其他人體自然腔道中環(huán)境下機器人輔助醫(yī)生靈巧操作的微創(chuàng)手術(shù)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 微創(chuàng)外科手術(shù)具有創(chuàng)口小、出血少、疼痛輕和術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)勢，目前正在由單孔和多孔手術(shù)向經(jīng)自然腔道的內(nèi)鏡手術(shù)方向發(fā)展。在人體自然腔道的復(fù)雜狹窄空間下，機械臂和人體組織之間極易發(fā)生碰撞，導致機器人損壞或患者受到二次傷害。該成果通過研究系列新型剛?cè)狁詈鲜中g(shù)機器人，輔助醫(yī)生實現(xiàn)良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術(shù)的安全性，應(yīng)用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術(shù)機器人及其相關(guān)技術(shù)可推廣到其他人體自然腔道中環(huán)境下機器人輔助醫(yī)生靈巧操作的微創(chuàng)手術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該成果能夠大幅提高手術(shù)操作的靈活性與安全性，拓展了現(xiàn)有手術(shù)機器人的應(yīng)用范圍，目前國際上尚未開發(fā)出成熟的產(chǎn)品，因此該成果具有廣泛的市場應(yīng)用前景。本成果在前期開發(fā)了手術(shù)機器人樣機，并開展了尸體實驗研究，取得了良好效果。