项目组联合山东科技大学、中国环境科学研究院、哈尔滨工业大学、内蒙古农业大学、湖南仁和环境股份有限公司等单位建立了“产学研用”科技创新团队,获批国家黄河流域生态保护与高质量发展联合研究项目“黄河流域多源低价有机固废清洁利用关键技术(2022-YRUC-01-0305)”。团队拥有国家重点实验室等国家科技创新平台4个,承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点国际合作项目等10项国家级重大、重点项目,获得国家科学技术奖2项,发表高水平论文554篇,出版专著13部,授权发明专利106项。
针对黄河流域生活垃圾燃气组成热值低、焦油含量高、残渣含碳量高等瓶颈问题,开发了分段气化—微熔融新工艺,研究了多组分生活垃圾分段气化过程高热值气体产物的协同生成机理与调控规律,阐明了炭/灰原位吸附—反应协同脱氯固硫反应机理,通过分段混吸式气化炉体设计,高效耦合热解、焦油裂解、残渣微熔融三过程,形成生活垃圾气化-微熔融核心气化炉。
针对黄河流域污泥/畜禽粪便湿度大、热值低、资源化和能源化难度大的问题,研究污泥/畜禽粪便水热预处理过程氮磷及重金属等多污染物迁移转化机制,开发液固分相资源化利用技术,实现固废基于载氧体催化的限速燃烧和自热气化,高效减容并降低碳排放。
针对黄河流域厨余垃圾含水高、有机质高、油盐高,当前处理技术周期长、分散源装备适宜性差,导致减容难等问题,团队基于微生物代谢网络与关键类群,筛选出对淀粉、蛋白质、油脂、纤维素降解性能高、臭气产生少的多种功能菌并复配菌剂;研发试制出一套高温快速生物降解装备,保障菌剂作用微环境,实现厨余垃圾高温快速好氧生物降解。
针对黄河流域农业固废高值化利用的难题,团队研发了一种耐低温的纤维素高效水解好氧发酵菌剂,通过复合菌群的协同作用,实现木质素与纤维素的高效降解。这种特异性菌剂可以将葵花秸秆和畜禽粪污转化为适用于盐碱地的土壤改良剂。
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