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根據國內外發展趨勢，符合國家中長期發展政策方針，運用區域系統環境與布局分析模型，建立綜合評價指標體系，判斷區域特征和發展梯度，規范化編制區域、產業和行業發展規劃，設計發展戰略。其方案能夠使社會發展大系統的設計、控制、管理和社會技術經濟效果評價等達到綜合最優化，達到可持續性發展和長效治理的目標。

針對我國污泥高含砂、高含固等特點，對我國低有機質污泥尤其是高含固（TS>10%）污泥高級厭氧消化技術路線領域開展研究，從厭氧消化的可行性、物質流特征、微生物種群及強化調控、熱/堿強化水解預處理技術、污泥/餐廚協同消化技術等方面，特別是加強在污泥厭氧消化體系中物質流轉化機制的研究工作，突破針對我國低有機質污泥提升厭氧降解率與產氣率的關鍵技術研究與機理研究，為我國污泥高級厭氧消化研究提供支撐。 提出適用于我國低有機質污泥泥質特性的高溫水熱強化預處理技術，突破高溫水熱對污泥強化水解的作用機制與最佳反應條件，技術成果形成成套化裝備，并在示范工程中得到應用轉化與運行優化；突破高含固污泥高級厭氧消化的物質強化轉化關鍵技術，對含固率、溫控、攪拌等重要參數進行優化開發，技術成果在示范工程中得到應用轉化與運行優化。1.目標及意義 1）提出適應于我國低有機質污泥泥質特征的污泥高溫水熱強化預處理技術，并與高含固污泥厭氧消化關鍵技術相耦合，形成基于高溫水熱強化的高含固污泥高級厭氧消化技術，開發具有完全自主知識產權的技術，并實現技術成果的在長沙污泥厭氧消化工程中的大規模產業化應用； 闡明在污泥厭氧消化新技術中有機質在固-液-氣相變體系中的物質流特征，基于有機質的定向轉化，進一步對污泥高級厭氧消化新技術進行優化開發，進一步提升甲烷產率和降解率，為污泥厭氧消化的效率提升提供技術支撐。基于對污泥厭氧消化過程的物質流和微生物特征的研究，在技術層面，從“易降解物質定向轉化”、“難降解單元分質活化”和“微生物分相調控”三方面入手，開發強化物質轉化的水熱、生物酸化等預處理新技術，確定關鍵技術單元組成、關鍵技術參數和條件；在工藝層面，從強化固相溶解-液相高速甲烷化入手，開發高效厭氧消化工藝流程，開發適用于我國高含固污泥物料特點的厭氧消化技術與裝備，提出可靠的攪拌和保溫方案以及反應器構造等關鍵設計參數，在此基礎上，形成高含固污泥熱水解-厭氧消化集成技術，并進行工程示范；進一步提高污泥高含固厭氧消化工藝的物質轉化效率與資源化利用水平。1）預期的經濟效益  熱水解預處理-高含固協同厭氧消化技術可有效提高污泥厭氧消化處理能力，增強污泥產期效率，降低污泥處理處置能耗。工程效益可望達到1億元以上。2）預期的社會效益  熱水解預處理-高含固協同厭氧消化技術可有效提高污泥厭氧消化處理能力，增強對污泥的處理處置能力，有效緩解污泥處理處置壓力，進一步提高污泥高含固厭氧消化工藝的物質轉化效率與資源化利用水平。

該技術通過分子設計和環境友好的水解反應，利用頂角-戴帽法和官能團剪裁等手段制備帶有多種可反應性基團的中空籠型納米材料。材料具有質輕、透氣、超低介電常數、耐熱、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，體現了不同于傳統納米材料的優點，與聚合物有非常好的相容性和分散性。這類有機－無機雜化材料實現了將有機材料的耐熱性能和高強度與有機高分子材料的加工工藝簡單完美結合的目的。 籠型倍半硅氧烷與高分子聚合物的相容性良好，基本可以達到分子級均勻分散，這是普通無機填料無法達到的，得益于籠型倍半硅氧烷分子具有有機部分，既使在惰性基團取代籠型倍半硅氧烷中也可以與有機基體實現良好的相容行為。同時，材料的耐熱性能指標（如玻璃化轉變溫度，5%質量損失熱降解溫度）均有大幅度提高，這是因為籠型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了優異的抵抗熱沖擊性能，此外，還可以利用多官能化籠型倍半硅氧烷進行交聯反應實現三維交聯結構，以進一步提高耐溫性能。另外，籠型倍半硅氧烷可以作為各種催化劑和其他功能性材料的載體，在拓寬這些功能材料使用溫度的同時提高其某些性能，如提高電致發光材料的發光效率和發光純度，提高催化劑的催化效率和選擇性。 可以預見，隨著各個交叉學科領域的不斷擴展，籠型倍半硅氧烷作為典型的有機-無機雜化材料的優異性能將會引起人們越來越濃厚的研究興趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根據官能團不同，可溶解于有機溶劑或水；顏色：白色；耐熱性：熱分解溫度在250℃以上。可用于耐高溫材料、航空航天材料、復合材料、超低介電材料、塑料及纖維改性、功能高分子材料、特種涂料、生物材料等制備。在高附加值材料領域，應用前景廣闊。項目投資300～400萬。

1．項目簡介 本項目是省環保局經省政府同意下達的重大科技攻關項目“黃姜皂素廢水綜合治理工業性試驗”的攻關成果。黃姜皂素綜合廢水的COD濃度在30000～40000mg/L，pH值為0.6～1.5左右，色度為3500倍，其中的Cl-或SO42-的濃度及還原性糖度較高，并且含有對微生物有毒的物質，極難處理。因此，目前所建成的治污設施都無法正常運行。本成果創立了以水解酸化-內電解-改進UASB厭氧為流程的三階段厭氧工藝技術，并以此為核心與生物接觸氧化、催化氧化脫色優化組合為一套新型的工業廢水處理工藝。對當前應用的熱點--兩階段厭氧工藝進行了創新，將該工藝技術應用于黃姜皂素廢水處理，取得重大突破，為保護南水北調中線工程水源、促進黃姜產業可持續發展作出了重要貢獻。該成果通過了省環保局組織的專家鑒定，成果為同類技術領先水平，被省科技廳認定為湖北省重大科學技術成果（成果登記號（EK040749）。本成果已申請國家發明專利（國家知識產權局受理號200410013271.7，公開號CN1583599A）。2．主要技術指標 廢水經三段厭氧處理后，COD從進水的34000～39000mg/L，到出水COD濃度在2000mg/L左右，COD去除94％以上；然后進入生物接觸氧化池好氧曝氣，廢水中的COD進一步下降至450mg/L以下，NH3-N的去除率在60％以上；經好氧處理的廢水再經催化氧化脫色，其COD下降至200mg/L左右，BOD降至30mg/L左右，色度下降至60倍以下，運行費用約為5元/m3。