环境与生物工程学院节能减排大赛获奖作品（部分）
《磁种絮凝-高梯度磁分离装置处理综合废水》作品简介
该作品设计了一套磁种絮凝-高梯度磁分离装置，目的是为了解决城市圈迅速扩大进程中，城区周边排水管网尚未完全覆盖地区，企业、居民、学校等机构的生产、生活、实验的综合污水处理设施不足而直接排放所带来的水污染问题。
整体装置为絮凝、磁分离、活性炭过滤三部分组成。基本设计思路为污水先进行预处理投加磁种和絮凝剂，再通过石英砂柱和可调磁场强度的永磁体组成的磁分离主体装置，在磁场和过滤填充材料的双重分离作用下，使得污水中的磁性和非磁性污染物都得到分离截留，最终废水通过颗粒活性炭过滤以达到深层净化水质的目的。
该整套装置的设计简单灵活，创新之处在于采用钕铁硼强磁材料替代电磁体，避免了电磁场带来的耗能高、易烧毁等不稳定问题；同时磁分离设备维护采用分层反冲洗技术，冲洗石英砂滤层中回收磁种，浸泡冲洗活性炭颗粒层恢复吸附力，从而提高使用寿命，减少运行成本的目的。主要优势在于：可根据废水水质情况选择适当磁种絮凝和磁分离工艺，运行维护成本低，易于实现自动化程度高的废水处理一体化装置。
《电动修复技术除去城市活性污泥中镉铅重金属》作品内容简介
随着人口的增加和城市化的加快，污水污泥作为城市污水处理的副产品，其排放量也相应增加，如不妥善处置将会造成严重危害。污泥处理的方式主要有：投海、填埋、堆肥及土地利用、焚烧、制造建筑材料等，但因污泥中的重金属离子的存在而会造成更严重的污染。本作品采用电动修复技术以去除城市活性污泥中的镉铅重金属，通过测定和计算，电解液柠檬酸浓度0.1 mol/L、电压30V和修复时间48h条件为最佳方案，其中镉金属的除去率为23.31%，铅金属的除去率为37.88%。仅在短短两天的时间内就已见成效，而且电解修复时间越长，重金属的除去率也会升高。采用该方法去除活性污泥中的镉、铅等重金属后不仅可以减少活性污泥对土壤、水的污染，还可以让活性污泥进一步得到利用。
本装置采用有机玻璃加工而成，电解槽分为三部分，分别为电极室，试样室、电极室，电极室采用石墨电极。其中总槽长×宽×高为40×10×10.5（cm），两边小槽长×宽×高为10×10×10.5（cm），装置图如图2-1所示。
图1-1电解槽装置图（左）,电解槽实物图（右）
创新点
1.传统的去除污泥中重金属的方法二次污染严重，本设计采用电动技术，无污染，且成本低，符合节能减排的意义。
2．本设计最终对重金属镉、铅的去除率很高，且方法简单，成本低。
《电化学协同Fenton试剂再生工艺处理印染废水的活性炭》作品简介
本作品通过电化学协同Fenton试剂对处理过印染废水的活性炭进行再生，得到活性炭再生最佳再生工艺及装置。它克服现有技术中再生过程中活性炭的体量损耗很大、再生后活性炭吸附能力明显下降、产生二次污染等缺陷，具有再生率高、炭损少、再生能耗低、处理时间短等优良特点。
通过试验验证电化学协同Fenton试剂对处理过印染废水的活性炭最佳再生工艺为：时间90min、电压75V、pH为3.5、Fenton比为15：1的条件下活性炭的再生率为89.84%。该方法不仅缩短了再生时间并且对Fenton试剂的使用量也不多对炭的损耗也不大，是一个比较温和并且效果好的再生方法。
《磁性微生物分离装置及其填料在污水处理中的作用》作品简介
本作品研制了一种磁性微生物分离装置，由于磁性微生物体内含有带有磁性的磁小体，在磁场下很容易被去除，相对于普通微生物，磁性微生物在对于污水中重金属的处理方面有很好的吸附效果，用该装置可以有效的分离出磁性微生物并起到富集作用。且通过磁场诱变方法可以提高活性污泥活性，增强对有机污染物的降解能力，对经济和资源方面的要求都不高，无污染和排放，且分离效果好。
将磁粉（Fe3O4）与少量生物亲和、亲水物质聚乙烯醇、活性炭等原料经溶解发泡、浇注成型等一系列工艺制备成具有2.0-4.0 mT弱磁场的悬浮型磁性生物填料。该填料作为微生物附着的载体，兼具聚乙烯醇缩甲醛（PVF）材质和磁粉磁性的优势，并具有比表面积大、与生物亲和性能好、截留悬浮杂质能力强、强度高、耐微生物分解的能力强等特点，且填料寿命可达10年以上。
为了验证该磁性生物填料对污水的处理效果，本作品设计了磁性微生物收集器、分离器和新型MBBR反应器，将之应用于微生物菌种的收集分离和循环利用，设计导流板、三角溢流板和折流板，能使载体强制循环流动，曝水曝气均匀，实现污水处理的连续动态运行。结果表明：当填料的充比在32%，气水比10:1的时候，水力停留时间为3h的条件下，进水CODcr浓度为400-580mg/L，CODcr平均去除率可达85.3%，最高去除率可达87.7%，出水CODcr浓度小于100mg/L；氨氮进水浓度为为60-90mg/l，平均去除率可达83.74% 最高可达到96.57%，出水浓度小于15mg/L，均达到国家综合废水排放标准。
《文氏管吸气自吸式生物多效脱附再生活性炭装置》作品简介
本项目以微生物再生原理为依据设计了一整套新型活性炭再生工艺流程，并搭建了整套设备，活性炭再生装置是由活性炭再生吸附塔、再生菌液贮灌、喷射式自吸装置、多效投加装置四大设备构成。以水质TOC浓度与活性炭亚甲基蓝吸附值为指标，研究单一菌种与复合菌种投加对活性炭再生时间与再生率的影响。经试验再生周期约41h，再生率可达82.75%，再生碳亚甲基蓝吸附值约15左右，符合GB/T 12496.10-1999净水炭10~30的要求。该装置的复合投加再生率较传统生物再生，再生率大幅度提升，再生周期大大缩短且简单易行，特别适用于污水处理工艺中。由于吸附和降解的协同作用，使污水的处理和活性炭再生的过程同时进行，而不必另行做再生处理。这样，便于污水处理的运行管理，节约能源，减少炭耗。
《微生物耦合植物生态甲醛净化器设计》作品简介
本作品主要以空气中的甲醛污染物为对象，采用微生物菌种与植物耦合作用，对固定化微生物填料塔净化空气中的甲醛气体进行实验研究，进一步将微生物与植物耦合作用应用于室内/外环境下，构建生态花盆与生态绿地，并对净化效果进行了评价。研究结果表明：以甲醛降解率为参考指标，研究了固定化微生物填料塔对空气中甲醛降解的条件的探索，经试验表明其最佳工艺条件为进口甲醛浓度为1.2 mg/m3，喷淋液流量为1.0 L/h，气体流量为0.05 L/h的情况下，枯草芽孢杆菌对其甲醛降解率达到92.67%(±0.13%)，金黄色葡萄球菌对甲醛降解率达到89.72%(±0.17%)；而对生态花盆与生态绿地实验系统下环境空气净化效果评价研究表明，在循环流量约1.0 L/h的条件下，固定化微生物填料塔可在12 h内将实验系统下超标10 倍的环境空气净化达到国家标准，相同工况条件下生态花盆需9 h，而生态绿地仅需4.3 h。
本设计作品采用微生物法降解空气中甲醛不但无毒、无害且不产生二次污染，低碳环保；耦合绿色植物通过光合作用将微生物降解甲醛产生CO2与H2O，转化为O2，节能减排；该装置工艺设计经济合理、运行成本低，可以达到较高的降解效率，并实现在线操作。部分作品原理和装置图如下：
创新应用：
（1）微生物法降解空气中甲醛不但无毒、无害且不产生二次污染，低碳环保；
（2）绿色植物通过光合作用将微生物降解甲醛产生CO2与H2O，转化为O2，节能减排；（3）该装置工艺比较简单、运行成本低，可以达到较高的降解效率，可以进行在线操作。
