南开大学科技成果——污泥或家禽粪便高温快速堆肥制有机肥料

专利名称：利用有机废弃物生产有机肥料的综合生物技术方法专利类型：发明专利
发明人：郭永军
申请号：CN01144113.5
申请日：20011211
公开号：CN1348940A
公开日：
20020515
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种综合生物技术方法,涉及环境中有机污染源领域,特别涉及一种利用有机废弃物生产有机肥料的综合生物技术方法;本发明首先将有机废弃物进步检测,根据检测结果进行配比调整,注入G式发酵剂在监控条件下进行工业化生产,根据施用方法需要制成不同类型的适用或专用的G式有机肥;本发明用生物技术生产G式有机肥的方法可以迅速地将污染环境的废弃物变成高效有机肥料,变废为宝,且改良了土壤,用于农业生产上可生产出优质的绿色产品。

申请人：北京六合新星生物技术有限公司
地址：100832 北京市西城区阜成门外大街34号
国籍：CN
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南开大学科技成果——餐厨垃圾资源化利用技术及方法
项目简介
餐厨垃圾等生物质废弃物易腐败、滋生蚊蝇，不但产生恶臭气体、滤出液等污染环境，而且已成为传播疾病的因素之一，同时餐厨垃圾的不当使用也威胁人身健康，因此餐厨垃圾的减量化、无害化和资源化处理已是国家的重大需要之一。

本项目通过筛选、驯化获得能够高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、油脂等的微生物菌株20余株，构建了系列微生物菌剂5种，研发了系列化的餐厨垃圾资源化装置。

利用上述菌剂在自主研发的装置中能在6小时内实现餐厨垃圾的资源化。

作为土壤基质的产出物中有机质含量超过80%，氮磷钾总量不低于5%，其各项指标均符合或超过农业部有机肥相关标准（NY525-2012和NY884-2012）。

该土壤基质可有效改良当前的盐碱地和沙漠化土壤，恢复土壤的生态功能，其社会意义、环境意义重大。

上述相关技术成果在应用过程中具有能耗低，处理效果好的特点。

相关技术成果获得2015年天津市专利金奖，2016年中国专利优秀奖。

南开大学科技成果——有机废弃物快速高效生物反
应器研发
成果简介：
本课题组前期针对城市生活垃圾及城市园林绿化垃圾（草、树枝、树叶等），应用微生物菌剂将其降解为生物有机肥。

本课题组前期已筛选出特效菌株7株；设计出中试设备2台；采用自有菌剂降解生产有机肥的时间为7-10天，菌剂用量为园林绿化垃圾处理量的1/10000；土壤有机肥部分指标平均值：氮磷钾总量为3-4%、有机质为60-70%、pH值为6-8。

知识产权情况：
申请相关专利5项：
高效混合菌剂降解园林绿化垃圾生产有机肥的方法（申请号：200910070074.1）；园林绿化垃圾高效降解复合菌剂及其制备方法（申请号：200910070073.7）；移动式车载园林垃圾太阳能生物处理器（申请号：200910070510.5）；降解生物质垃圾的超顺磁性载体固定化细胞及其制备方法（申请号：200910228851.0）；一种高效微生物固态发酵反应装置及其使用方法（申请号：201010191577.7）。

应用领域：
本成果就是要利用微生物降解技术，将城市生活垃圾和园林绿化垃圾固废转化为高附加值的土壤有机肥和饲料，实现城市生活垃圾中有机质固体废弃物的无害化、资源化和减量化，社会效益和经济效益显著。

成果照片：
生活垃圾高效太阳能生物反应器
生活垃圾高效生物反应器
生活垃圾高效生物反应器内部结构图。

南开大学科技成果——生态村污水和垃圾处理实用
技术与示范工程
项目简介
国家环境保护部颁布的《国家级生态村创建标准》（试行）中规定了十五项考核指标，15个指标中8个指标都直接或间接与污水和垃圾处理有关。

南开大学可根据不同地区文明生态村建设的实际情况制定污水处理技术规范和垃圾处理技术规范，推广与当地经济技术水平相适应、现实可行的文明生态村最佳污染防治技术和生态保护技术。

生态城镇建设的重点和难点是农村生态环境建设中的垃圾处理问题。

农村生态环境建设的基础是自然村生态环境建设。

随着城乡一体化建设的深入开展，作为生态城镇建设的重要组成部分―污水及垃圾处理工程建设，是能否建设成为生态城镇的重要内容。

目前农村采用的小型污水处理工艺主要有：活性污泥法、化粪池、污水的土地处理、分离膜法和生物膜法等，但在推广应用方面仍然存在许多要解决的技术问题。

农村垃圾主要来源于居民生活、家庭畜禽养殖垃圾、规模化养殖业固体废物、乡镇工业废弃物及少量危险废弃物。

这些都为目前农村垃圾的集中整治处理提出了新的挑战。

本项目工作目标
1、符合国家产业政策、技术政策；
2、工艺成熟、技术先进、经济合理；
3、已有两个以上应用实例；
4、技术适应性强，覆盖面广，可广泛推广应用；
5、对防治环境污染、改善环境质量和保护生态环境具有重要作用；
6、专有技术权属明确。

41. 农业废弃物高温快速发酵生产有机肥技术技术依托单位：天津市环境保护科学研究院技术发展阶段：推广应用适用范围：畜禽粪便、污泥和秸秆等有机废弃物高温快速发酵生产有机肥，适用于中小型畜禽养殖企业粪污治理工程和污水处理厂的污泥处理工程。

主要技术指标和参数：一、工艺路线及参数（1）启动电源开关，打开高温快速发酵生产有机肥设备的进料仓门，农业废弃物畜禽粪便或污泥和秸秆的投加比例约为7﹕3，投加嗜热复合微生物菌剂，确保物料总体含水率为50-60%；（2）物料装入完成后，启动加热系统，加热温度设置为80℃，设置加热时间为2h，使装置内温度在60℃-80℃范围内运行，激活嗜热微生物菌群活性；停止加热系统，保持搅拌系统、充氧系统和抽湿系统连续作业，作业时间为8h；（3）设置高温发酵设备曝气充氧，每15分钟充氧30秒，确保发酵机内处于好氧状态；（4）发酵系统经过连续10h的进料、加热、搅拌、充氧和抽湿后，开始出料，至此一个完整的有机肥高温发酵过程完毕，可进行下一批农业废弃物生产有机肥的操作。

二、主要技术指标以20吨高温快速发酵生产有机肥设备为例。

20吨/批次，动力功率：20kw，加热功率：54kw。

三、技术特点1、利用自动化高温封闭式有机肥发酵设备和嗜热复合微生物菌剂，加速废弃物有机质的降解和腐殖质的形成，生产出稳定化、腐熟化、无害化的有机肥产品，这一全新方法加快了有机肥发酵的效果和品质的提高；2、发明了适用于畜禽粪便、农作物秸秆和污泥等不同种类农业废弃物生产有机肥的高效复合微生物菌剂，提高了农业废弃物资源化利用效率和适用性。

3、集成成套的农业废弃物资源化利用关键技术与装备，打通现代养殖业与种植业之间的关键环节，从源头上控制农业面源污染和大气污染，形成了农业废弃物资源化利用与减排效应机制。

四、技术推广应用情况（1）天津市元和科技有限公司6000吨/年畜禽粪污高温快速发酵生产有机肥工程（2）兴仁县城污水处理厂污泥处理处置工程项目五、实际应用案例。

南开大学科技成果——挥发性有机污染物VOCs处理系列关键技术与设备项目简介本项目包括三大核心技术：1、强制冷凝VOCs废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于VOCs强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的VOCs物质，同时回收废气中的温度生产热水。

设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。

强制冷凝VOCs废气处理设备2、开发的光催化氧化剂和附着技术克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附VOCs物质的同时，直接发生光催化反应，将VOCs物质完全矿化。

光催化剂表面附着技术3、开发的高效苯吸收液及分层技术采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化VOCs废气。

吸收的VOCs物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。

三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业VOCs治理等方面具有广阔地应用前景。

已成功解决了河北省三家企业的VOCs处理与排放问题。

项目特色自2005年企业进行VOCs产生全过程分析，积累了大量第一手资料，2013年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目VOCs污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业VOCs排放特征、排放量核算技术方法和VOCs处理技术绩效进行评估，建立了天津的VOCs污染控制体系。

在VOCs污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。

南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计25台，价值合计300余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。

南开大学科技成果——利用阳极修饰沉积型微生物燃料电池原位修复黑臭水体技术
项目简介随着经济的迅速发展，大量有机污染物聚集在水体中，造成了严重的水生态环境问题，如黑臭水体和水体富营养化。

要想彻底治理水体污染，必须对沉积物中的有机物污染进行治理。

然而传统的沉积物修复技术均存在一定的局限性；疏浚是一种常见的异位修复方式并被广泛使用，但是疏浚成本高且会带来一系列环境问题。

天然水体沉积物中有机污染物的原位修复技术以其成本低、不易造成二次污染等特点成为了研究热点，其中化学法和生物法是常见的原位修复技术，但是由于外源化学物质的添加和生物的引入在治理过程中会带来生态风险，因此寻找一种有前景的原位修复新技术十分必要。

沉积型微生物燃料电池（Sediment microbial fuel cell，SMFC）是一种能降解底泥有机物又能同时产电的一种新型技术。

该技术是一种可以应用于降解沉积物中有机物污染物的环境友好型技术，但对有机物的去除率较低是制约其应用的一个主要限制因素。

本项目通过以啤酒厂厌氧污泥中的有机物为底物构建SMFC，然后通过用纳米氧化铁修饰阳极，构建新型SMFC反应器。

该反应器对有机物的降解性能良好，运行50天，修饰阳极SMFC的TOC和DOC的去除率分别达到55.90%和82.86%。

项目特色
1、底泥原位修复，不会对环境造成二次污染；
2、纳米氧化铁修饰阳极显著提高了SMFC对底泥的降解。

中国农业大学科技成果——污泥堆肥快速发酵及规
模化生物有机肥产业化
成果简介
本项目针对当前我国城乡大量存在的市镇污泥，采用环境生物技术，开展好氧堆肥发酵快速处理，实现废物的循环利用，对于保障生态环境，推动有机固体污泥的资源化利用以及生物有机肥企业的发展，有着重要的意义。

项目解决了传统污泥堆肥中堆肥时间长、养分损失大、臭味控制难以及规模化工业化生产水平落后等问题，堆肥周期从已往的35-45天缩短到10-15天，堆肥养分损失减少了30%以上，堆肥臭味得到明显控制，有关成果已授权专利4项，达到国际先进水平。

项目可根据客户需求开展堆肥厂初计、堆肥发酵工艺调试和设备选型、菌种供应及提供有机肥配方等。

目前已在全国范围建设了十余家污泥堆肥厂，处于推广阶段。

技术特点
（1）堆肥发酵采用动态强制通风，保证发酵过程中氧气的充分供给，使堆肥发酵周期控制在15天，比传统堆肥发酵减少一半左右时间；
（2）配备国内先进的VT复合微生物菌剂，可加快堆体升温、有效去除臭味、堆肥产品有效活菌数高，施入土壤后对调整土壤微生态平衡，控制土传病害、改善农产品品质有显著效果；
（3）厂房结构设计增加排风除湿设施，保证堆肥产生的大量水
汽快速散失，加快堆肥发酵效率，节约运行成本，充分体现工业化生产下的成本最低化原则；
（4）工艺机械化程度高，设备选型技术先进，翻堆机遥控操作，运行自动化，性能可靠。

南开大学科技成果——生物质固废生产肥料关键技术
项目简介
我国每年农林固废、城市厨余垃圾等生物质固废中近60%被焚烧或随意处置，严重污染环境，也是造成雾霾的重要原因之一。

南开大学生物质资源化工程中心多年来致力于以生物质固废为原料生产有机肥系列技术的研究应用，获得了高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、油脂等的细菌、放线菌和真菌，构建了微生物菌种库和系列化菌剂；开发了可在5-15天内将生物质固废转化为有机肥料和富含有益微生物的生物有机肥生产工艺及系列化产品；自主设计研发了以布尔玛金式搅拌装置为基础的微生物发酵装置，开发了系列化的微生物好氧/厌氧发酵装置。

技术水平
本项目已申请国家专利50项，其中授权发明专利10项、实用新型专利5项；代表性SCI论文5篇，出版专译著7部；本项目有关技术已被深圳芭田公司、天津百利阳光公司应用，近三年产生了显著的经济、社会和环境效益；本项目已获得2017年中国产学研合作创新成果一等奖。

高温堆肥降解污泥微塑料及微生物代谢耦合机制高温堆肥降解污泥微塑料及微生物代谢耦合机制随着现代工业的迅速发展，塑料制品的广泛应用已经成为污染环境的重要因素之一。

微塑料是指尺寸在1微米至5毫米之间的塑料颗粒，如聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯等塑料在环境中的分解产物。

不仅对海洋和淡水生态系统造成严重影响，还对土壤环境产生负面影响。

而污泥中微塑料的积累也成为了一个重要的环境问题。

高温堆肥作为一种有效的污泥处理技术，被发现能够降解污泥中的微塑料，并通过微生物代谢耦合机制实现这一过程。

高温堆肥是一种通过在高温下利用微生物代谢过程将有机废弃物转化为肥料的处理方法。

在高温堆肥的过程中，通过调节反应温度、湿度和通气等条件，能够提供一个适宜的生物活性环境，促进微生物的生长和活动。

而微生物在堆肥过程中的代谢活动对于微塑料的降解至关重要。

首先，高温堆肥过程中的微生物降解作用能够分解污泥中的有机物质，从而降低微塑料在废弃物中的含量。

微生物分解废弃物中的有机物质，产生的酶能够分解微塑料表面的聚合物链，使其降解成较小的微塑料微粒。

这些微粒能够更容易进一步降解，达到无害化处理的目的。

同时，高温堆肥过程中产生的高温环境也能够促进微生物的生长和活动，提高其降解微塑料的效率。

其次，高温堆肥过程中的微生物代谢产物能够与微塑料发生耦合反应，加速其降解。

微生物在代谢过程中产生的酸性代谢产物如醋酸、乳酸等，与微塑料表面的聚合物发生反应，破坏其结构，促进微塑料的降解。

此外，堆肥过程中产生的氧化剂如过氧化氢和臭氧等，也能够进一步氧化微塑料分子，使其更易于被微生物分解。

最后，高温堆肥过程中的微生物代谢活动能够提供一个适宜的环境条件，促进特定微生物菌株的生长和降解能力。

一些具有微塑料降解能力的微生物如变形菌、霉菌等，在高温堆肥环境中能够相对较快地繁殖和降解微塑料。

因此，通过合理地设计和控制高温堆肥过程中的条件，能够选择和促进这些具有微塑料降解能力的微生物的生长和活动，加速微塑料的降解过程。