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一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 近十幾年來，隨著污水廠一級A排放標準的提標改造工作的快速推進，有效削減了全國范圍內有機物、氮源及磷源的排放，有效緩解了水生態(tài)環(huán)境的壓力，在一定程度上控制了黑臭水體及富營養(yǎng)問題的發(fā)生。然而全國范圍內的水污染問題是分布不均的，部分流域存在環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重環(huán)境污染問題，2015年環(huán)保部針對生態(tài)環(huán)境脆弱等敏感水體提出更為嚴格的特別排放限值。隨后北京、河南、天津、安徽、江蘇和浙江等省市相繼發(fā)布了新的地方排放標準，各地出臺的高標排放限值在污水處理廠掀起了新一輪的提標改造工作。

首次采用冶金電弧爐工藝熔融處理焚燒飛灰，開發(fā)了飛灰電弧爐熔融處理技術，降低了設備投資成本，研發(fā)了熔渣制備玻璃陶瓷新技術，制備的玻璃陶瓷性能指標優(yōu)于大理石等天然建材。將垃圾焚燒飛灰熔融技術"嫁接"玻璃陶瓷制備工藝，開發(fā)了電弧爐熔渣制備玻璃陶瓷技術，構建了熔渣析晶模型，確定了熔渣制備玻璃陶瓷的配方、成型參數及熱處理最佳工藝，制成的玻璃陶瓷產品性能達到或優(yōu)于大理石、花崗巖，有效降低了飛灰熔融處理成本。

一、 技術研發(fā)背景（1 1 ）近年來我國垃圾焚燒飛灰產生量快速大幅增長，處置能力嚴重不足隨著我國經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，生活垃圾產生量大幅增加，年產生垃圾量約為 2.5 億 t，占世界總量的 1/4，相當長一段時間內還將以每年8%-10%的速度增長。目前我國垃圾焚燒飛灰的處置受場地和技術的制約越來越嚴重，局部地區(qū)已出現不能及時安全處置或處置成本過高而不能維持運行的尷尬局面，并嚴重阻礙了這部分地區(qū)生活垃圾處置由傳統(tǒng)填埋向焚燒發(fā)電的轉型。（2 2 ）垃圾焚燒飛灰屬于危險廢物，需得到妥善處置根據《國家危險廢物名錄》，垃圾焚燒飛灰屬于危險廢物。垃圾焚燒飛灰對環(huán)境和人類生活的危害在于其重金屬不能依靠水體和土壤自身的凈化作用消除，只能遷移。由于重金屬容易在生物體內聚積，隨著時間的推移，當重金屬在生物體內積聚到一定量以后就會導致生物體畸形或導致突變，甚至生物體死亡。重金屬對人體的另一危害途徑是通過食物鏈傳遞。例如，生活在重金屬含量較高環(huán)境下的魚、蝦體內會富集重金屬，一旦這些食物被人體攝入，經過一段時間的積累，就會對人體健康造成極大的危害。特別是發(fā)生在日本的由汞污染引起的“水俁病”和由鎘污染引起的“骨痛病”事件、以及在歐洲陸續(xù)發(fā)現的由重金屬污染導致的一系列公共衛(wèi)生健康問題，都使重金屬污染引起人們廣泛的關注。垃圾焚燒飛灰中的二噁英是一種非常穩(wěn)定的親脂性固體化合物，可溶于大部分有機溶劑，容易在生物體內積累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄積性等特點。未來隨著垃圾焚燒飛灰產量的快速增加，如果不能妥善解決無害化處置垃圾焚燒飛灰的問題，不但會制約垃圾焚燒產業(yè)的健康發(fā)展，同時會對該地區(qū)的環(huán)境造成嚴重影響。（3 3 ）垃圾焚燒飛灰的處置問題已經受到了國家相關部門的高度重視2016 年 10 月，國家住建部、發(fā)改委、國土部、環(huán)保部聯合發(fā)文《關于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》（簡稱《意見》），意見提出在生活垃圾設施規(guī)劃建設運行過程中，應當充分考慮垃圾焚燒飛灰處置出路，鼓勵跨區(qū)域合作，提出“推進區(qū)域性垃圾焚燒飛灰配套處置工程建設”，統(tǒng)籌生活垃圾焚燒與垃圾焚燒飛灰處置設施建設，并開展垃圾焚燒飛灰資源化利用技術的研發(fā)與應用。（4 4 ）北京地區(qū)的垃圾焚燒飛灰處置問題十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投產 5 座垃圾焚燒廠：魯家山垃圾焚燒廠、高安屯垃圾焚燒廠、海淀大工村垃圾焚燒廠，順義垃圾焚燒廠，南宮生活垃圾焚燒廠，2018 年北京市正在加緊推進建設阿蘇衛(wèi)、通州、順義二期、密云、懷柔 5處垃圾焚燒廠，按照規(guī)劃到“十三五”末，北京市垃圾焚燒飛灰年產生量將達35 萬噸以上，目前北京市的垃圾焚燒飛灰處置方式主要為水泥窯協(xié)同處置和制備陶粒資源化利用，這兩種處置方式的消納能力無法滿足北京市的需求，垃圾焚燒飛灰無害化處置迫在眉睫。基于以上現狀，研發(fā)團隊開發(fā)出了一種可安全并大規(guī)模資源化利用垃圾焚燒飛灰的新技術?——深部膠結充填采礦協(xié)同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術。二、技術原理（1 1 ） 全固廢充填料強度形成機理膠結充填采礦協(xié)同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術充分利用了“硅的四配位同構化效應”和“復鹽效應”。鈣礬石（Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O）是普通水泥混凝土中最常見的復鹽礦物，也是大部分地下采礦膠結充填硬化體中最常見的復鹽礦物。鈣礬石的溶度積常數為 1.1*10-40 。本項目組的前期研究結果表明，鈣礬石在水中的飽和鋁離子濃度比水淬高爐礦渣微粉在水中的飽和鋁離子濃度低10 倍以上。因此在有足夠 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 離子供給的體系中，鈣礬石的結晶將能持續(xù)促進水淬高爐礦渣微粉中的鋁氧四面體從礦渣的玻璃體網絡中體解出來，從而促進礦渣中較高聚合度的硅-鋁氧四面體的鏈接被破壞，形成大量的活性硅氧四面體或硅氧四面體團，為發(fā)生硅的四配位同構化效應或形成 C-S-H 凝膠奠定基礎。其中鋼渣主要為膠凝體系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面體。而鋼渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在膠凝體系中起到與 Ca 2+ 類似的作用。較大量的脫硫石膏主要為體系提供源源不斷的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚燒飛灰的主要成分為垃圾焚燒后產生的無機物和重金屬等，當煙氣凈化采用干式或半干式反應法時，另含有一些反應生成物（如 CaCl 2 、CaSO 4 ）和部分未完全反應的 Ca(OH) 2 等物質。可為膠凝體系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同時垃圾焚燒飛灰中有含量較高的 Cl- ，在礦渣水化過程中會形成含氯水化產物水化氯鋁酸鈣，氯鹽在礦渣水化過程中會形成 NaOH 等堿性物質，提高液相堿度，促進礦渣水化的進一步進行。（2 2 ）重金屬固化的機理膠結充填采礦協(xié)同資源化利用垃圾焚燒飛灰技術在膠凝材料的水化過程中實現了對垃圾焚燒飛灰中重金屬的固化，膠凝材料的主要水化產物為鈣礬石、C-S-H 凝膠和類沸石礦物等，幾種產物對該體系固化重金屬均有貢獻。重金屬元素能夠以類質同象的方式進入鈣礬石的晶格而被固化，而 C-S-H凝膠具有很強的吸附重金屬的能力。另一方面，以砷菱鉛礬-砷鉛鐵礬類復鹽礦物（(Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 ）為代表的含砷鉛礬類復鹽礦物也可以在砷、鉛化合物的參與下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等離子，因此也能促進體系中礦渣微粉、鋼渣微粉和脫硫石膏的消耗，這類復鹽在水中的溶解度極低。在較高 pH 值條件下，這類復鹽的結晶可以使砷和鉛在水中的濃度都達到飲用水的標準。近些年的研究結果還表明，砷和鉛可以進入類沸石相的水化硅鋁網絡體中平衡電荷，或作為網絡體骨干的一部分而被高度固化。（3 3 ）二噁英固化的機理二噁英（dioxin，DXN），化學名為二氧雜環(huán)乙烷，標準狀態(tài)下一般呈白色固體，無色無味；熔點約為 303～305℃，當溫度達到 705℃以上時開始分解；難溶于水，美國環(huán)保局（US EPA，1900）推薦 2，3，7，8—TCDD 的水溶解度為 19.3ng/L，易溶于有機溶劑和脂肪；二噁英的蒸氣壓很低，大致為 8.3×10-13 ～4.8×10 -8 mmHg，一般隨取代氯原子數目的增加而降低，在大氣環(huán)境中超過 80%的二噁英分布在大氣顆粒物中。大部分的二噁英在生物體內不易被代謝，具有生物蓄積與生物放大作用。現行的垃圾焚燒技術的爐內溫度可以達到 850℃～900℃，絕大部分二噁英已經被分解，加之二噁英具有極低的溶解度和飽和蒸汽壓和極高的脂溶性，所以垃圾焚燒飛灰中二噁英通過溶解于水中和揮發(fā)傳播的比例很小，只可能通過隨垃圾焚燒飛灰顆粒進入土壤和水環(huán)境以造成污染，本技術通過物理包裹的方法斷絕了其污染傳播途徑，具體為礦渣基膠凝材料-垃圾焚燒飛灰水化反應所形成的固化體系中含有大量的 C-S-H 凝膠，其緊致的結構可降低整體固化體的滲透性，把含二噁英顆粒包裹固定其中。

鑒于電廠貯灰壩壩體安全的重要性，對貯灰壩進行自動監(jiān)測是現代管理的需要，同時與當代高新科技發(fā)展相適應，建立先進的計算機監(jiān)測系統(tǒng)。 本系統(tǒng)的主要作用在于：1、建立電廠貯灰壩壩體滲流、變形（長期）自動監(jiān)測系統(tǒng)；2、實現電廠、電管局的遠距離監(jiān)控；3、實現對監(jiān)測壩體穩(wěn)定的實時分析和安全預警。 系統(tǒng)監(jiān)測內容：1、貯灰壩浸潤線的位置；2、貯灰壩運行期的沉降和水平變位。 系統(tǒng)運行方式：1、現場監(jiān)測人員的手動巡檢；2、電廠監(jiān)控（撥號或光纖上網）。 監(jiān)測儀器與設備：監(jiān)測系統(tǒng)采用的監(jiān)測儀器以穩(wěn)定、可靠和耐久為原則，對埋設在壩體內部的監(jiān)測儀器滲壓計和多點變位計，全部選用美國GEOKON（基康）公司產品。 數據采集系統(tǒng)有三個模塊：數據采集模塊、數據庫模塊、圖形顯示模塊。數據采集模塊可以實時采集數據并可按給定的時間間隔采集數據，數據庫模塊將采集的數據存儲起來，圖形顯示模塊進行形象的顯示同時進行安全診斷等。 監(jiān)測系統(tǒng)組成：監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測儀器系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、數據管理系統(tǒng)、安全預警系統(tǒng)四部分組成。

環(huán)保節(jié)水型冷卻塔，是從冷卻塔整體的節(jié)水節(jié)能考慮，通過引入空氣預冷器對循環(huán)水進行非蒸發(fā)降溫，實現了減少填料層處水分蒸發(fā)降溫負荷，干段與濕段的降溫負荷經過優(yōu)化分配，并且與風機運行特性曲線相耦合匹配的一種節(jié)水型冷卻塔。 該節(jié)水環(huán)保技術成熟，已經在中石油吉林石化等工程成功運行，并經過西安熱工研究院檢測，實際運行及檢測結果表明：節(jié)水效果顯著，環(huán)保性能良好，已具備廣泛推廣應用條件。 

針對目前國內外除氟技術所存在的主要問題，解決目前除氟材料除氟容量低、受水質參數干擾大等突出問題，形成針對水中氟離子有特異性去除的高除氟容量的除氟材料，并研發(fā)出相應的除氟技術及設備，有效解決國內高氟水地區(qū)的基本水質問題。項目成果充分考慮目前農村的管理水平，結合現有除氟設備的成功經驗，研發(fā)適用性更強、維護性工作較少的新型除氟技術及其設備。研發(fā)出的技術成果克服了現有除氟技術所存在的基本問題，具有安全、高效、經濟、環(huán)保、易操作等特點，從而具備推廣的價值。 成果已形成高氟地下水的除氟關鍵技術1

XM/ALS1000A高級心肺復蘇、AED除顫訓練模擬人 （計算機控制/無線版） ? 執(zhí)行標準：執(zhí)行美國心臟學會(AHA)2015國際心肺復蘇(CPR)＆心血管急救(ECC)指南標準。 XM/ALS1000A高級心肺復蘇AED除顫訓練模擬人（計算機控制/無線版）由全身模擬人、計算機控制系統(tǒng)、AED模擬除顫訓練儀組成，可進行CPR訓練考核、AED模擬除顫訓練等操作。 ? 一、產品特點： ■ 本模型為成年男性整體人，采用高分子材質，膚質仿真度高。 ■ 解剖標志明顯，具有仿真的頭頸部，頭部可水平轉動，有利于清除異物。 ■ 胸部體表標志明顯（胸骨角、乳頭、劍突等），便于胸外按壓的操作定位。 ■ 可觸及頸動脈搏動，死亡狀態(tài)下，頸動脈搏動消失，搶救成功后，頸動脈搏動恢復，頸動脈搏動與有效按壓相關聯。 ■ 心肺復蘇術：仰臥位，頭可后仰，便于清除呼吸道異物，可進行胸外按壓。 ■ 可進行口對口人工呼吸或者使用簡易呼吸器輔助呼吸，有效人工呼吸可見胸廓起伏。 ■ 瞳孔示教：死亡狀態(tài)下，模擬人瞳孔散大，搶救成功后，雙側瞳孔由散大變?yōu)檎！? ■ 模擬人和計算機之間通信方式：藍牙無線通信。 ■ 模擬人手臂關節(jié)靈活，可進行搬運練習。 ? 二、軟件功能： ■ 軟件依據《美國心臟學會2015國際心肺復蘇心血管急救指南標準》的操作標準對心肺復蘇操作進行評價。 ■ 軟件形象的展示了心肺復蘇急救流程，圖文并茂的介紹了急救鏈中的每項操作要點。 ■ 操作模式：訓練、考核、實戰(zhàn)三種操作模式，每種模式均可自行設置操作時間、按壓次數、按壓深度、吹氣次數、吹氣量、CPR循環(huán)次數等，老師也可調節(jié)和變更按壓和通氣的考核標準值，建立符合當次考核狀態(tài)的心肺復蘇標準。 ■ 學員管理：可自由編輯學員名稱及編號，用于存檔。 ■ 人工口對口呼吸(吹氣)時： · 動態(tài)條碼指示燈顯示潮氣量大小：吹入的潮氣量正確由條碼綠燈顯示，吹入的潮氣量過小由條碼黃燈顯示，吹入的潮氣量過大由條碼紅色指示燈動態(tài)反饋顯示潮氣量大小。 · 電子計數顯示：詳細記錄吹氣正確和錯誤的次數（吹氣量過大、吹氣力量過小）。 · 語音提示：中文語音提示，詳細提示吹氣錯誤的具體原因以便訓練者及時改正。 ■ 人工手位胸外按壓時： · 動態(tài)條碼指示燈顯示按壓深度：按壓深度正確由條碼綠燈顯示，按壓深度過小由條碼黃燈顯示，按壓深度過大由條碼紅色指示燈動態(tài)反饋顯示按壓深度。 · 電子計數顯示：詳細記錄按壓正確和錯誤的次數（按壓力量過大、按壓力量過小、按壓位置錯誤）。 · 語音提示：中文語音提示，詳細提示按壓錯誤的具體原因，以便訓練者及時改正。 ■ 全程心電圖顯示： · 搶救前：顯示為瀕臨死亡的心電圖, 呼吸圖消失。 · 搶救中：進行按壓操作時，顯示按壓心電圖，頻率與按壓頻率一致，呼吸監(jiān)護顯示潮氣操作圖形。 · 搶救成功后：顯示為竇性心律，呼吸恢復正常。 ■ 依據《2015年美國心臟協(xié)會心肺復蘇及心血管急救指南》的操作標準，對心肺復蘇操作進行評價，操作達標，模擬人復活，操作未達標，模擬人死亡。 ■ 模擬人3D動畫：正常狀態(tài)時，模擬人3D動畫有瞬目，休克或死亡狀態(tài)時3D動畫為閉眼。 ■ 成績單所有操作結果數據以表格形式清晰顯示，并可保存成績單，可連接通用打印機對成績單進行打印。 ■ 按壓與人工呼吸比：30：2（單人或雙人）。 ■ 操作周期：先30次按壓再2次人工吹氣，30：2五個循環(huán)周期CPR操作。 ■ 操作頻率：100-120次/分。 ■ 操作時間：以秒為單位計時。 ? 三、AED模擬除顫功能： ■ 自動體外模擬除顫儀設計符合人機工程學，打開盒蓋則設備開機，關閉盒蓋則設備自動關機，具有單鍵除顫功能操作，面蓋背部可存放AED電極貼片。 ■ 模擬急救現場AED的工作流程，但無高壓電擊除顫工作，全程中文語音提示，指導學員熟悉BLS的工作流程及AED使用要點。 ■ 自動偵測除顫電極片的貼敷位置是否正確，學員通過反復使用模擬AED可以熟悉電極片貼敷位置。 ■ 系統(tǒng)內置12個腳本（一次除顫的室顫、多次除顫的室顫、反復顫動的室顫、發(fā)現并解決故障-電極片松動、發(fā)現并解決故障-觸碰病人、發(fā)現并解決故障-電池電量低、非除顫心律、二次除顫的室顫、三次除顫的室顫、室顫、發(fā)現并解決故障-電極片松動-電池電量低、發(fā)現并解決故障-觸碰病人-電池電量低），可模擬不同情景的急救現場情況，并且全程語音提示指導訓練者完成BLS訓練，可以根據需要暫停或繼續(xù)BLS過程。 ■ 故障模擬功能：通過遙控器選擇可以進行情景模擬的語音提示，包括：除顫過程有其他人接觸病人身體、貼片位置錯誤、貼片位置正確、無需除顫、需要除顫、機器故障、電池電量低等。 ■ 電量管理功能：AED訓練器自動偵測電池電量，當電池電量不足時，系統(tǒng)將有“電池電量低，請更換”語音提示。在兩次AED期間，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，進入省電模式，開機后如果3分鐘內無任何操作，系統(tǒng)將自動進入關機狀態(tài)。 ? 四、標準配置： ■ 心肺復蘇全身人體模型：1臺 ■ 手拉推式硬塑箱：1只 ■ 計算機：用戶自配或選配 ■ USB藍牙適配器：1個 ■ 電源適配器：1個 ■ CPR安裝操作軟件：1套 ■ 復蘇操作墊：1條 ■ 一次性呼吸面膜(50張/盒)：1盒 ■ 可換肺囊裝置：4套 ■ 可換面皮：1張 ■ AED模擬除顫儀：1臺 ■ 操作指南光盤：1張 ■ 急救手冊：1本 ■ 說明書：1冊 ■ 保修卡合格證：1張

本項目的產品主要用于穩(wěn)定和固化垃圾發(fā)電廠鍋爐產生的飛灰中的重金屬元素，防止固化填埋后飛灰中的重金屬溶出而污染土壤和地下水環(huán)境。

在對我國城市生活垃圾焚燒飛灰污染性質全面表征的基礎上，針對其污染特點，對 飛灰穩(wěn)定化處理藥劑和工藝進行了比選與實驗研究，開發(fā)了具有自主知識產權的飛灰穩(wěn) 定化組合處理技術。該技術組合應用基于化學機理的穩(wěn)定過程和物理機理的固化過程， 使飛灰中的重金屬轉化為具有地質化學穩(wěn)定性的極低水溶性化合物，處理后飛灰污染物 濃度低于《生活垃圾填埋場污染控制標準 GB16889-2008》規(guī)定的進入衛(wèi)生填埋場處置的 限值，滿足在衛(wèi)生填埋場中處置的長期環(huán)境安全性要求。 基于上述發(fā)明專利工藝，通過關鍵設備的比選改進、設計和操作參數優(yōu)化，本成果 實現了我國生活垃圾組成背景下的焚燒飛灰化學穩(wěn)定化處理工程的長期運行，成為 GB16889-2008 標準頒布后國內首次工程應用實例，達到了飛灰無害化處理的領先水平。 與國外同類技術比較，本成果穩(wěn)定化處理后的飛灰產物具有長期環(huán)境安全性、填埋 操作方便、增容比小的優(yōu)勢，重金屬穩(wěn)定化指標更優(yōu)。工程實踐表明，飛灰穩(wěn)定化處理 及后續(xù)衛(wèi)生填埋處置綜合成本合計為 540 元/噸，與目前主流的飛灰固化或穩(wěn)定化處理 后去危險廢物安全填埋場處置綜合成本比較，節(jié)支達 400 元/噸以上；填埋容積亦減少 20%。本成果以衛(wèi)生填埋替代成本昂貴且容量十分有限的安全填埋處置，具有明顯的經 濟和環(huán)境效益。