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2018年浙江省科学技术进步奖公示材料

一、项目名称:种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术研发及应用
二、项目简介
我国是种养废弃生物质产生量最大的国家,约20.5%的秸秆被废弃或直接燃烧,不仅带来巨大的资源浪费,也给生态环境造成严重压力。国外通过厌氧发酵技术有效实现种养废弃物处理及资源化利用,在国内受管理、经营模式、处理成本等限制,难以大面积推广,现有厌氧发酵工艺和设备有待优化,严重制约了养殖业发展。研发低成本、高效率、可复制、易推广的种养废弃生物质厌氧发酵和发酵物循环利用技术体系具有极其重要的意义。本项目经过10余年产学研联合攻关,在系列关键技术上取得了实质性创新和整体性突破,实现了种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术的重大跨越。主要成果如下:
1、提出基于厌氧发酵微生物群落结构与功能特点的厌氧发酵工艺优化方法,形成了基于菌种优化、载体开发的微生物锚定载体技术和基于有效营养的原料预处理及精准配比技术,通过系统的工艺优化与集成开发配套专利设备,实现工程化养殖粪污厌氧发酵容积产气率、工程化秸秆混合厌氧发酵容积产气率大幅提高,解决了目前种养废弃生物质厌氧发酵工艺滞后、产气不稳定、产气效率低、配套装备缺乏的难题。
2、深入阐释厌氧氨氧化脱氮机理,开发出高效同步去除硝态氮和氨态氮的生物反应器,形成了沼液脱氮、脱磷处理及水培、复配肥用等可大面积复制推广的循环利用技术体系,技术上克服了厌氧氨氧化细菌效率低下、运行不稳的行业技术难题,应用上解决了种养废弃生物质厌氧处理带来的二次污染问题。
3、设计开发了分层式化学生物联合沼气脱硫工艺技术,攻克了目前沼气推广中硫含量偏高易腐蚀炉具,以及脱硫不稳定、脱硫成本偏高的难题。
本项目授权发明专利38件,其中国际发明专利4件;出版专著3部,发表论文104篇,其中SCI 51篇、EI收录12篇;引领浙江省重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”建设,培训基层农技人员5600余人次;技术成果在浙江省杭州市、衢州市、温州市、绍兴市、金华市、舟山市和天台县大面积推广应用,在上海、江西、江苏、安徽、山东、广西等6省(直辖市、自治区)示范推广,近三年累计循环利用畜禽粪污1100多万吨、农作物秸秆78多万吨,减排COD6.78万吨;部分研究成果分别获2012年衢州市科技进步一等奖、2014年浙江省环保科技一等奖、2015年中国产学研合作创新成果一等奖。实现了种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术的重大突破,取得了显著的经济、社会和环境效益。
三、第三方评价
【浙技协鉴字(2018)第67号】鉴定意见认为:“项目总体技术达到国际同类研究先进水平,其中厌氧氨氧化脱氮、发酵工艺与设备研发方面国际领先”。
四、直接经济效益
近三年累计产生直接经济效益4547万元。
五、推广应用情况
技术成果在浙江省杭州市、衢州市、温州市、绍兴市、金华市、舟山市和天台县大面积推广应用,在上海、江西、江苏、安徽、山东、广西等省(直辖市、自治区)示范推广,近三年累计循环利用畜禽粪污1100多万吨、农作物秸秆78多万吨,减排COD6.78万吨。
六、社会效益。
(1)在推动行业科技进步方面:授权发明专利38项,出版专著3部,发表论文104篇,其中SCI 51篇、EI收录12篇;通过全面系统的技术开发与集成创新,克服了行业发展面临的关键技术难题,实现种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术的重大突破。
2)人才培养及平台建设方面:支撑浙江省种养废弃物循环利用与污染防控技术重点科技创新团队建设,培养博士后8名,博士研究生21名,硕士研究生52名,培训基层农技人员5600余人次。
七、主要完成人员情况




八、完成人合作关系说明

“种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术研发及应用”项目由7家单位共同完成,其中浙江科技学院为第一完成单位,各单位有着多年的科研合作关系。浙江农林大学、浙江大学、浙江科技学院、嘉兴职业技术学院、浙江省沼气太阳能科学研究所等单位联合承担完成浙江省重点科技创新团队项目“种养废弃物循环利用与污染防控技术”(项目编号:2013TD12)。衢州市土肥与农村能源技术推广站和浙江科技学院联合在衢州开展混合来料厌氧发酵及三沼综合利用研究及推广。杭州清城能源环保工程有限公司作为主要技术推广单位,在浙江、上海、江西、江苏、安徽、山东、广西等省(直辖市、自治区)示范推广。通过10年多的合作,联合发表学术论文104篇,授权国内外发明专利38件。

九、主要完成单位情况

1、第一完成单位
浙江科技学院经过30余年的建设,学校已发展成为一所具有硕士、学士学位授予权和外国留学生、港澳台学生招生权的特色鲜明的应用型省属本科高校。下设13个二级学院、2个教学部(中心)。现有教职工1380余名,专任教师1000余名,其中高级职称480余名。是教育部确定的中德合作培养高等应用型人才试点院校、教育部首批实施“卓越工程师教育培养计划”高校。学校坚持走国际化办学之路,始终把国际交流与合作作为学校发展的重要战略,形成了鲜明的国际化办学特色。学校与德国、澳大利亚、法国、美国、加拿大、英国、日本、罗马尼亚等国(境)外的80余所高校建立了交流与合作关系。建有生态环境研究院,拥有浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室、生物质综合利用技术浙江省国际科技合作基地等相关科研平台。
对本项目的贡献:省级重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”的主要参与单位;重点突破可控循环三相厌氧反应器及污泥颗粒化关键技术,开展禽畜废水厌氧反应动力学研究,建立内循环厌氧反应器流动模型;联合开展发酵设备的结构优化设计和集成创新,开发了系列沼气发酵装置;联合开展沼液精准施用与处理技术研究。
2、第二完成单位
浙江大学是一所历史悠久、声誉卓著的高等学府是一所特色鲜明、在海内外有较大影响的综合型、研究型大学拥有一级学科国家重点学科14个,二级学科国家重点学科21个。据ESI公布的数据,截至2017年1月,学校有18个学科进入世界学术机构前1%,7个学科进入世界前100位,居全国高校第二;6个学科进入世界前1‰,4个学科进入世界前50位,居全国高校第一。浙江大学环境与资源学院(简称环资学院)成立于1999年7月,现有教职工127人,其中正高职称46人,副高职称53人,博士生指导教师63人,硕士生指导教师41人。学院拥有污染环境修复与生态健康教育部重点实验室、浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室、浙江省有机污染过程与控制重点实验室等相关科研平台
对本项目的贡献:省级重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”的主要参与单位;开展新型高效低耗沼气生物脱硫工艺研发与应用,重点研发分层式沼气化学生物联合脱硫装置;沼液厌氧氨氧化脱氮技术开发;开发Fe/Ca协同除磷工艺。
3、第三完成单位
浙江农林大学是浙江省唯一的省属本科农林类高校,是浙江省人民政府和国家林业局共建高校、浙江省重点建设高校。经过近60年的建设,学校已发展成为以农林、生物环境学科为特色,涵盖八大学科门类的多科性大学。学校现有教职工1800余人,其中专任教师1000余人,高级职称580余人。建有环境与资源学院,现有教职工87人,其中具有高级职称41人,具有博士学位48人。建有浙江省土壤污染生物修复重点实验室、浙江农林大学——中国科学院南京土壤研究所森林土壤与环境联合实验室等相关科研平台。
 对本项目的贡献:省级重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”的牵头单位;联合开展沼液无害化处理研究;开展沼液药效及饲料化利用研究。
4、第四完成单位
嘉兴职业技术学院是经浙江省人民政府批准建立的一所全日制公办普通高职院校,是教育部高职高专人才培养工作水平评估优秀学校、浙江省级示范性高职院校,拥有省教育科研先进单位等荣誉称号。学院现有任课教师549人,其中副高以上职称教师132人,硕博士学位230人,全日制在校生9200余名。设有农业与环境分院等8个二级分院。
对本项目的贡献:省级重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”的主要参与单位;联合开展厌氧发酵技术工艺优化与设备研发;开展沼液水培技术研究。
5、第五完成单位
浙江省沼气太阳能科学研究所隶属于浙江省农业厅,负责全省的农业生态环境保护与农村能源技术推广工作,从事沼气、太阳能等可再生能源和农业生态环境工程应用技术研究开发、工程设计和组织实施。现有人员22人,其中教授级高工、研究员4人,高级工程师5人。长期以来,浙江省农业生态与能源办公室大力推进农村可再生能源开发利用,积极开展农业农村面源污染防治,为浙江省现代生态循环农业发展和美丽乡村建设作出了巨大贡献。
对本项目的贡献:省级重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”的主要参与单位;参与开发秸秆沼气设备,建立了混合原料高效制沼及沼液循环高值利用的技术体系;开展种养废弃生物质厌氧发酵技术、工艺推广应用。
6、第六完成单位
衢州市土肥与农村能源技术推广站,负责衢州市土壤肥料、农村能源技术推广,耕地质量建设与管理,属于公益类事业单位,现有专业技术人员7名,正高级1人,副高级3人,中级3人。先后承担国家重大专项、浙江省重大科技专项重点农业项目等多项科研项目。
对本项目的贡献:开展新型高效秸秆厌氧发酵工艺技术和集中供气技术研究;种养废弃物厌氧发酵与循环利用技术推广应用。
7、第七完成单位
杭州清城能源环保工程有限公司成立于 2004 年,是一家致力于可再生能源开发利用和水环境治理的高新技术企业,荣获了国家高新技术企业、浙江省科技型企业、杭州市高新技术企业、杭州市高新技术研究开发中心、杭州市专利试点企业等荣誉称号。在养殖污水、农业废弃物、生活垃圾及餐厨废弃物、工业有机废弃物的综合治理和能源化利用领域从事研发、设计、投资建设、运行管理一站式服务。
对本项目的贡献:开展种养废弃生物质厌氧发酵技术、工艺研发及推广应用。
十、推荐单位意见
该项目经过10余年产学研联合攻关,实现了种养废弃生物质厌氧发酵与循环利用关键技术的重大突破。项目授权发明专利38件,其中国际发明专利4件;出版专著3部,发表论文104篇,其中SCI 51篇、EI收录12篇;引领浙江省重点科技创新团队“种养废弃物循环利用与污染防控技术创新团队”建设,培训基层农技人员5600余人次。实现了大面积推广应用,取得了显著的经济、社会和环境效益。
同意推荐一等奖。
十一、知识产权证明目录


十二、主要论文与专著目录

十三、知情同意证明


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