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北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的利用粉煤灰等工業固廢制備莫來石耐火材料新技術。此技術的核心發明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫燒結過程中莫來石化的機理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網狀結構的發展等顯微結構變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復相耐火材料新技術。目前，該技術已進行工業示范。

水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。

本項目針對礦井瓦斯爆炸早期探測與抑制的技術難題，采用實驗與光譜分析方法，得到了瓦斯爆炸感應器內自由基變化的光學特征及其辨識方法，并以此為基礎，利用量子化學軟件分析瓦斯爆炸微觀動力學過程，得出了瓦斯爆炸感應器內的關鍵基元反應、自由基和其圍觀動力學參數，以及微觀反應與宏觀現象的關系，為瓦斯爆炸抑爆技術提供理論支持，受到國內相關研究人員的普遍認可。項目成果在國內外重要期刊發表學術論文13篇（9篇已刊出，4篇已錄用），其中SCI源刊1篇，EI源刊5篇（2篇已收錄），CA收錄2篇，CSCD收錄及中文核心期刊5篇，完成碩士學位論文2篇。

項目簡介水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。應用范圍北京大學工學院從選育耐鹽堿性植物新品種入手，研究并優化不同鹽堿程度下植物組合、配伍模式，構建鹽堿環境植被快速恢復技術。篩選高效耐鹽功能菌，利用耐鹽功能菌接種技術，進一步發揮微生物植物聯合修復作用，加快鹽堿環境改良進程。形成以生物為主，鹽堿環境改良與污水治理同步進行，實現鹽堿改良—污染治理—生態重建系統綜合技術的集成的鹽堿化濕地的修復與改良綜合技術體系。項目階段北京大學工學院以多年對微生物的研究積累，將微生物與水體植物相結合，已經完成難降解有機磷化合物微生物——植物耦合凈化體系理論模型構建，建立了對有機磷農藥和難降解有機物（壬基酚等）具有高效分解能力的微生物菌群（同時可以作為微生物菌劑應用在水環境以外的如土壤環境的修復中）篩選、培育，開發了從相應污染環境篩選具有有機物吸收或降解功能的水生植物的技術。微生物－植物耦合水體污染治理技術比原有單一的微生物凈化方式提高70% 的效率。同樣，用生物的方式治理土壤的鹽堿化，可以增加土壤中的有機物，調節土壤中的水氣溫狀況，改變土壤結構與特性，改善有益微生物生存繁衍的環境。通過生物措施改良的鹽堿地脫鹽持久、穩定，且有利于水土保持以及維持生態平衡。

本實用新型提供了一種果蔬真空冷凍干燥耦合等離子體裝置，包括裝置箱體、等離子體發射裝置、PLC總控制面板、真空冷凍干燥裝置、制冷機組。裝置內設有絕緣材料果蔬真空冷凍干燥裝置，其內壁對應兩側裝有發射電極陽極板、陰極板，并設有溫濕度傳感器和壓力傳感器，真空冷凍干燥裝置內設置擱物架，每層擱物架下面設有加熱裝置，真空泵通過管路將真空凍干裝置抽真空；等離子體發射裝置設有功率調節按鈕、時間調節按鈕、啟動按鈕、急停按鈕；制冷機組通過管路為真空凍干裝置提供冷量；PLC總控面板控制整個裝置的電源及工作參數。本實用新型裝置結構簡單，操作方便，可以快速殺滅真空凍干果蔬產品表面的微生物，且保持果蔬真空凍干產品原有的色、香、味及營養成分。

1 成果簡介本項目在研發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，經過主持單位和協作單位的聯合攻關，經過 8 年的時間研究完成的。通過實驗室小試，開發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。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現場中試和實際應用，取得了一系列突破性的進展和成果，并成功的將該項目應用在生活污水、河道污水和工業廢水的治理中，在項目研究過程中共申請國家發明專利 6 項（其中5 項已授權），實用新型 1 項，發表論文 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，開發出好氧-厭氧多次反復耦合原位污泥減量技術。 （ 2）對多孔載體的結構及對剩余污泥的截流效果進行了全面研究。設計了一種空隙率高、對污泥截流效果好的多孔載體。 （ 3）開發出以天然高分子為助凝劑的鐵鹽混凝除磷技術。 （ 4）實現了該技術的實際推廣應用，分別應用于處理城市生活污水、農村的生活污水、工業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 的中試實驗結果表明，運行效果穩定，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 的高濃度發酵制藥廢水（ COD 2000~3000 mg/L），運行近一年的實驗結果表明，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上，我們將該技術推廣應用于青島即墨市兩個社會主義新農村的生活污水處理（日處理量 150~180 噸），上海浦東區金家村農村生活污水處理（適于不同地理特點的 170 套反應器，服務人口 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藥廢水處理項目（日處理量 780 噸）。應用結果表明該技術可以有效地去除廢水中的有機物及氮，同時實現原污泥減量化，而且對于用常規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，具有廣闊的應用前景。2 技術指標生活污水經過處理后達到《城鎮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；工業污水由于種類較多，排放標準不一，需要根據具體的情況進行確定。3 應用說明本技術主要是應用于新建或者現有污水處理廠污泥減量、廢水處理方面。該技術利用多孔載體和定點曝氣技術，在反應器中實現了沿載體軸向、反應器水流和高度方向的多層次好氧-厭氧反復耦合環境，從而在同一個反應器中實現好氧-厭氧微生物反應的耦合。實驗室采用人工廢水的小試研究結果表明，該類耦合體系的 COD 去除率大于 90%，而與傳統廢水處理工藝相比，剩余污泥的產率可以減少 90%以上。 對該類耦合體系實現污泥減量的機理研究表明，好氧區增殖的污泥進入下游的厭氧區后發生死亡溶解釋放出胞內蛋白質等組分，進一步被降解成小分子物質，這些物質流入下游好氧區被污泥再次利用，強化了污泥的隱性增殖；而微型動物的穩定存在強化了捕食效應。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污泥減量效果，本研究設計開發了新型的多孔微生物載體。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現場中試和實際應用，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用效果，并進而成功地將該技術應用在生活污水、河道污水和工業廢水的治理中，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雜性，特別對于污水處理規模較小，污泥厭氧發酵無法實施的地方，污泥減量化污水處理技術的應用將成為必要的選擇。通過該技術的實施，可以大量的減少剩余污泥的產量，減少填埋用地，節約土地資源，避免了對環境的二次污染。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的發展有積極的影響。 該技術既可以用于生活污水的處理也可以用于工業廢水的處理，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量。不僅可以減少污水處理設備的投資，而且可以節省運行費用， 適于中小規模的生活污水處理及有機工業污水處理。5 合作方式技術轉讓或合作開發。

本發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、模數轉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構、功率分配／合成器、直接加熱式微波功率傳感器和開關構成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應的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；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、模數轉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構、功率分配／合成器、間接加熱式微波功率傳感器和開關構成，襯底材料為高阻Ｓｉ，功率通過輸入端口對應的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；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

本發明公開了一種動態變形下傳遞對準過程中角速度解耦合方法。本發明的方法包括如下步驟：(1)軌跡發生器產生主慣導系統的姿態、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與子慣導系統之間的彎曲變形角和彎曲變形角速度(2)將動態變形分解為高頻率、低幅值的振動變形和低頻率、高幅值的彎曲變形，建立機翼動態變形下角速度模型；(3)推導出由主慣導系統與子慣導系統之間動態變形所引起的主慣導系統與子慣導系統之間的誤差角度(4)推導出耦合誤差角速度表達式并應用于傳遞對準角速度匹配過程中，提高傳遞對準的精度。本發明用于傳遞對準角速度匹配過程。

本成果通過研究系列新型剛柔耦合手術機器人，輔助醫生實現良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術的安全性，應用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術機器人及其相關技術可推廣到其他人體自然腔道中環境下機器人輔助醫生靈巧操作的微創手術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 微創外科手術具有創口小、出血少、疼痛輕和術后恢復快等優勢，目前正在由單孔和多孔手術向經自然腔道的內鏡手術方向發展。在人體自然腔道的復雜狹窄空間下，機械臂和人體組織之間極易發生碰撞，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柔耦合手術機器人，輔助醫生實現良好的人機交互及可視化靈巧操作，提高手術的安全性，應用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人體狹窄空間。研究的手術機器人及其相關技術可推廣到其他人體自然腔道中環境下機器人輔助醫生靈巧操作的微創手術。與現有技術相比，該成果能夠大幅提高手術操作的靈活性與安全性，拓展了現有手術機器人的應用范圍，目前國際上尚未開發出成熟的產品，因此該成果具有廣泛的市場應用前景。本成果在前期開發了手術機器人樣機，并開展了尸體實驗研究，取得了良好效果。