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該項(xiàng)目屬于節(jié)能環(huán)保新能源領(lǐng)域，目前已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。 隨著城市的發(fā)展，城市供水二次加壓泵站已經(jīng)是工礦企業(yè)、學(xué)校、小區(qū)和城市高層建筑等給水系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 目前，二次加壓泵站的常規(guī)工作方式都是采用市政管網(wǎng)中的水直接進(jìn)到低位蓄水池儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)水量，然后用加壓水泵從低位蓄水池吸水加壓后送到高層用戶。這樣城市給水管網(wǎng)的余壓（隨著加壓泵站在市政管網(wǎng)中的位置不同而不同，一般在0.18Mpa-0.40Mpa）就被完全無功消耗了，浪費(fèi)了能量。 如何將管網(wǎng)余壓利用，節(jié)省管網(wǎng)余壓，又不影響周圍市政管網(wǎng)的供水能力，產(chǎn)生更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益就成為當(dāng)代給排水領(lǐng)域一個(gè)嶄新的課題。 針對(duì)以上問題，經(jīng)過近5年的研究和生產(chǎn)實(shí)踐，我校土建學(xué)院市環(huán)系姚宏老師節(jié)能課題組開發(fā)出來一種新型、高效的節(jié)能設(shè)備及相應(yīng)的優(yōu)化控制系統(tǒng)：管網(wǎng)余壓利用節(jié)能器。該系統(tǒng)在工程實(shí)踐中的使用證明可以有效提高泵進(jìn)口壓力，變頻泵將隨著進(jìn)水壓力的升高而轉(zhuǎn)速下降，泵的工作揚(yáng)程減少，能耗降低，從而達(dá)到節(jié)能的目的；同時(shí)克服了現(xiàn)有直抽供水產(chǎn)品對(duì)供水管網(wǎng)和特殊用戶的不利影響。本技術(shù)已獲得2項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。 該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）保證管網(wǎng)最低壓力且無負(fù)壓 該設(shè)備采用中國(guó)最新專利技術(shù)，通過設(shè)計(jì)獨(dú)特的優(yōu)化控制系統(tǒng)，可以保證自來水管網(wǎng)的最小壓力要求，防止自來水管網(wǎng)壓力的下降問題，不影響周圍用戶用水安全，如用戶條件符合相關(guān)部門要求，可實(shí)現(xiàn)在自來水管網(wǎng)上直接加壓供水。 （2）無二次污染 由于該設(shè)備為全密封結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程具體情況可有效減小清水池容積或可以不用修建水池，降低了傳統(tǒng)水池供水方式中存在的二次污染問題。 （3）節(jié)能效果顯著 可充分利用自來水管網(wǎng)的余壓，當(dāng)自來水管網(wǎng)流量及壓力滿足需要時(shí)提升設(shè)備就停機(jī)，壓力全部由自來水管網(wǎng)直接供給；如流量不滿足時(shí)提升設(shè)備從水池和管網(wǎng)可同步供水；流量大時(shí)則可及時(shí)補(bǔ)充清水池；因此在常規(guī)二次加壓基礎(chǔ)上節(jié)能效果根據(jù)用戶進(jìn)出水壓力情況可達(dá)30%-90%。 （4）節(jié)約一次性投資 采用該設(shè)備可降低水池容積或不用建水池、水箱，節(jié)約了修建水池或水箱的一次性投資。另外，因采用該設(shè)備降低了二次污染，不需要上二次處理設(shè)備，進(jìn)一步節(jié)約了一次性投資。 （5）不浪費(fèi)水資源 由于使用該設(shè)備的供水方式及特點(diǎn)，減少了二次加壓過程中普遍存在的跑、冒、滴、滲、漏問題，不浪費(fèi)水資源，節(jié)水非常顯著。 （6）使用壽命長(zhǎng) 該設(shè)備主要元器件全部采用進(jìn)口件，控制功能強(qiáng)大，自動(dòng)化程度高，無需人員值守，既可自動(dòng)運(yùn)行，又可手動(dòng)運(yùn)行，對(duì)管網(wǎng)、電網(wǎng)無沖擊，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。 （7）占地小、安裝快捷方便 設(shè)備對(duì)泵房基礎(chǔ)無特殊要求，成套出廠，施工周期短，安裝快捷方便。 應(yīng)用范圍： （1）適合任何新建和改擴(kuò)建二次加壓供水泵站（包括直接加壓和間接加壓泵站）； （2）城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中居民、企事業(yè)單位、學(xué)校、公共建筑的樓房或小區(qū)的生活供水系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)或生活與消防共用供水系統(tǒng)； （3）高層建筑分級(jí)加壓聯(lián)動(dòng)控制節(jié)能供水系統(tǒng)； （4）各類廠礦生產(chǎn)供水系統(tǒng)或生產(chǎn)與生活共用供水系統(tǒng)。

利用三維高結(jié)晶度的Bi納米結(jié)構(gòu)抵消儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換反應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力，成功構(gòu)筑了首款可充放的Ni//Bi電池（Adv. Mater., 2016, 28, 9188–9195．）。為了進(jìn)一步提高鎳鉍電池的能量密度和壽命，該團(tuán)隊(duì)在前期基礎(chǔ)上最近通過原位活化的策略制備了一種高載量的三維多孔的鉍-碳復(fù)合材料，作為水系鎳鉍電池的高性能負(fù)極材料。這種多孔氮摻雜的碳三維結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)高載量鉍的均勻負(fù)載，而且可以提供快速的電子傳輸和離子擴(kuò)散的通道，有利于提高電極的容量和倍率性能。因此，制備的鉍-碳復(fù)合電極具有很好的潤(rùn)濕性和活性面積，表現(xiàn)出較高的容量（2.11 mAh cm-2和166.2 mAh g-1）和優(yōu)異的倍率性能（2.11 mAh cm-2和120 mA cm-2）。更重要的是，基于這種鉍-碳復(fù)合材料為負(fù)極，Ni-NiO為正極組裝的柔性鎳鉍水系可充放電池具有很高的能量密度（16.9 mWh cm-3）和出色的循環(huán)壽命（充放電5000次后仍有94%的容量保持率），優(yōu)于很多研究報(bào)道的水系電池。

本發(fā)明公開了一種抽水蓄能機(jī)組過水系統(tǒng)的建模方法，利用電路等效法建立抽水蓄能機(jī)組的有壓管道模型、調(diào)壓室模型和水泵水輪機(jī)模型；根據(jù)上述模型形成抽水蓄能機(jī)組過水系統(tǒng)等效電路模型；并根據(jù)多維基爾霍夫電壓和電流定理，建立過水系統(tǒng)的等效電路網(wǎng)絡(luò)的常微分矩陣方程；本發(fā)明提出的建模方法，通過基于電路等效法的抽水蓄能機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型仿真方法進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明所建立的抽水蓄能機(jī)組過水系統(tǒng)模型可更大程度地滿足水電能源系統(tǒng)仿真和電力系統(tǒng)分析的精細(xì)化建模要求。

針對(duì)城市排水管網(wǎng)有害氣體如硫化氫（H2S）和甲烷（CH4）等風(fēng)險(xiǎn)管控難題，通過機(jī)制研究、模型建立、技術(shù)研發(fā)等形成了城市排水系統(tǒng)有毒有害氣體管控集成技術(shù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 針對(duì)城市排水管網(wǎng)有害氣體如硫化氫（H2S）和甲烷（CH4）等風(fēng)險(xiǎn)管控難題，通過機(jī)制研究、模型建立、技術(shù)研發(fā)等形成了城市排水系統(tǒng)有毒有害氣體管控集成技術(shù)，近五年共發(fā)表11篇SCI論文，包括5篇Water Research.和1篇Environment International，并有1篇發(fā)表在我國(guó)高質(zhì)量科技期刊 Journal of Environmental Sciences上，另外授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)和計(jì)算機(jī)軟著1項(xiàng)。簡(jiǎn)短介紹如下： 1）機(jī)制研究。針對(duì)排水管網(wǎng)內(nèi)H2S和CH4產(chǎn)生機(jī)制不明的問題，揭示了生物膜在下水道H2S和CH4產(chǎn)生過程中所起關(guān)鍵作用，闡釋生物膜內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演化對(duì)硫化氫濃度波動(dòng)的影響機(jī)制，指明了下水道有害氣體控制方向的“靶心”。 2）模型建立。針對(duì)排水管道中H2S和CH4產(chǎn)排規(guī)律不明及缺乏準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)手段問題，建立首個(gè)基于生物膜模型的城市排水管網(wǎng)水質(zhì)數(shù)學(xué)模型BISM，首次定量揭示了復(fù)雜多變條件下排水系統(tǒng)中有害氣體形成釋放規(guī)律，為精準(zhǔn)、高效管理控制排水系統(tǒng)有害氣體污染提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。此外，開發(fā)了H2S產(chǎn)排預(yù)測(cè)軟件，牽頭制定國(guó)內(nèi)第一個(gè)排水管網(wǎng)H2S風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《城市排水管網(wǎng)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》”，并于大灣區(qū)各地試行。進(jìn)一步，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)證實(shí)，揭示廚余垃圾粉碎后排入下水道會(huì)帶來H2S和CH4濃度劇增的風(fēng)險(xiǎn)，為我國(guó)的垃圾分類管理政策制定提供科學(xué)依據(jù) 3）技術(shù)研發(fā)。分別從①抑制生物膜內(nèi)的SRB活動(dòng)。②限制生物膜中的硫化物跨相遷移。③氧化污水中硫化物和④限制氣態(tài)H2S在管內(nèi)聚集，四個(gè)維度研發(fā)多種適用于排水系統(tǒng)的H2S控制技術(shù)和實(shí)施策略，提出H2S污染治理的系統(tǒng)化解決方案。 本集成技術(shù)屬于國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，相應(yīng)成果已發(fā)表在相關(guān)SCI論文上，并且其中5篇發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)期刊Water Research上，具有很強(qiáng)的先進(jìn)性和獨(dú)占性。

1 成果簡(jiǎn)介屋面雨水排水系統(tǒng)對(duì)于大型工業(yè)廠房、體育館、展覽館、候機(jī)樓等跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的屋面來說是非常重要的安全設(shè)施系統(tǒng)。其功能是依靠水流自身的重力或水流在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸力將降雨產(chǎn)生的屋面積水安全、快速的排放到市政雨水管道內(nèi)，避免發(fā)生雨水通過天窗翻入建筑物內(nèi)以及地面冒水等現(xiàn)象。 與現(xiàn)有的屋面排水系統(tǒng)相比，“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)”結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況， 采用了更先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理、理論和方法， 因此具有優(yōu)異的排水能力、 自清潔能力、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。 建國(guó)初期，我國(guó)的屋面雨水排水系統(tǒng)主要參考前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，工程建設(shè)中完全采用重力式屋面雨水排水系統(tǒng)，導(dǎo)致 20 世紀(jì) 50 年代屋面雨水在全國(guó)范圍內(nèi)引發(fā)了很多問題，造成重大損失。 20 世紀(jì) 60 年代初期開始，由清華大學(xué)和機(jī)械工業(yè)部設(shè)計(jì)研究總院等單位合作，清華大學(xué)王繼明教授主持開始研究屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，研究組采用了摻氣水流等更合理的理論，經(jīng)過兩個(gè)階段的研究，研究成果于 1988 年編入《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 15-88，經(jīng)過 20 年的實(shí)踐驗(yàn)證， 取得了非常滿意的應(yīng)用效果。 近年來，研究組在應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入分析，完善了原有的研究成果，得到了更具應(yīng)用價(jià)值的屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法及“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)”。本成果獲得 1996 年教育部科技成果三等獎(jiǎng)。 這是是我國(guó)自主開發(fā)的、具有里程碑意義的大型屋面雨水排水系統(tǒng)。 目前，我國(guó)處于社會(huì)主義建設(shè)的新時(shí)期，工業(yè)、運(yùn)輸、娛樂、體育、民用等事業(yè)的發(fā)展極大的促進(jìn)了大型建筑的建設(shè)，安全可靠的屋面雨水排水系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)前景和價(jià)值。2 應(yīng)用說明“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)” 由清華大學(xué)等單位結(jié)合國(guó)內(nèi)具體情況經(jīng)過長(zhǎng)年試驗(yàn)研究、驗(yàn)證獲得，屬于自主開發(fā)產(chǎn)品。主要由以下部分組成：“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)”設(shè)計(jì)程序、雨水排水系統(tǒng)（包括雨水斗、連接管、懸吊梁、立管、固定件、排氣裝置）、施工要求和規(guī)定等。 應(yīng)用時(shí)主要通過設(shè)計(jì)程序確定出專門雨水斗的位置、個(gè)數(shù)、懸吊梁的高度等關(guān)鍵參數(shù)，然后由建筑單位進(jìn)行施工。施工過程要滿足相應(yīng)的要求和規(guī)定。3 效益分析針對(duì)屋面雨水排水量 72 L/s，屋面雨水天溝長(zhǎng)度 60m，且排水管材為焊接鋼管的初始條件，分別采用現(xiàn)有屋面排水系統(tǒng)和“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)” 進(jìn)行排除，結(jié)果顯“改進(jìn)型虹吸流雨水排水系統(tǒng)”建設(shè)材料消耗最少，建設(shè)成本比現(xiàn)有屋面雨水排水系統(tǒng)節(jié)省 30%以上。

本實(shí)用新型公開了一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，主要包括配流閥組件、柱塞滑靴組件、柱塞套、傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)和壓力補(bǔ)償器；壓力補(bǔ)償器用于平衡潤(rùn)滑腔與環(huán)境壓力，傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)柱塞滑靴組件交替循環(huán)進(jìn)行壓行程和吸行程，從而使得配流閥組件交替循環(huán)吸水和壓水；其中，柱塞滑靴組件采用固定間隙強(qiáng)制復(fù)位結(jié)構(gòu)使柱塞的復(fù)位更加可靠；傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)采用雙向受力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使海水泵滿足海水液壓浮力調(diào)節(jié)的特殊工況；采用階梯柱塞形式，大小柱塞通過球鉸連接，解決了超高壓海水泵這一關(guān)鍵摩擦副的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、密封與摩擦磨損問題。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在任何深度的海域內(nèi)對(duì)潛水器的浮力調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，工作可靠性的特點(diǎn)。

本發(fā)明公開了一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，主要包括配流閥組件、柱塞滑靴組件、柱塞套、傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)和壓力補(bǔ)償器；壓力補(bǔ)償器用于平衡潤(rùn)滑腔與環(huán)境壓力，傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)柱塞滑靴組件交替循環(huán)進(jìn)行壓行程和吸行程，從而使得配流閥組件交替循環(huán)吸水和壓水；其中，柱塞滑靴組件采用固定間隙強(qiáng)制復(fù)位結(jié)構(gòu)使柱塞的復(fù)位更加可靠；傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)采用雙向受力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使海水泵滿足海水液壓浮力調(diào)節(jié)的特殊工況；采用階梯柱塞形式，大小柱塞通過球鉸連接，解決了超高壓海水泵這一關(guān)鍵摩擦副的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、密封與摩擦磨損問題。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在任何深度的海域內(nèi)對(duì)潛水器的浮力調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，工作可靠性的特點(diǎn)。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介全球性的原油變重變劣，使原油硫含量增加；目前對(duì)滿足環(huán)保要求的汽油硫含量指標(biāo)日益嚴(yán)格，汽油深度脫硫日益重要。國(guó)內(nèi)外汽油產(chǎn)品大部分來源于流化催化裂化（FCC），國(guó)外占三分之一，國(guó)內(nèi)約占80%，造成我國(guó)汽油硫含量普遍偏高。研究和開發(fā)FCC汽油深度脫硫技術(shù)，降低汽油硫含量，是我國(guó)煉油、化工行業(yè)的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。常規(guī)深度加氫脫硫（HDS）技術(shù)存在明顯不足：汽油收率低、汽油質(zhì)量差（辛烷值低）、投資費(fèi)用和操作成本高。解決途徑：開發(fā)新的深度加氫脫硫技術(shù)、開發(fā)各種非加氫脫硫技術(shù)、或開發(fā)非加氫脫硫技術(shù)與加氫脫硫結(jié)合的技術(shù)。在各種非加氫脫硫技術(shù)（吸附脫硫、微生物脫硫、萃取/萃取精餾等）中，汽油萃取精餾脫硫具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與FCC汽油全餾分深度加氫脫硫工藝相比，F(xiàn)CC汽油輕中餾分萃取精餾脫硫-萃取相與重餾分加氫脫硫組合工藝的投資成本與操作成本明顯低于前者，此項(xiàng)技術(shù)具有普遍的推廣意義。本項(xiàng)目為此組合工藝的非加氫脫硫部分。二、市場(chǎng)前景汽油萃取脫硫、萃取精餾脫硫技術(shù)具有設(shè)備投資低、不耗氫、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，若與現(xiàn)有的加氫脫硫工藝結(jié)合則會(huì)實(shí)現(xiàn)低操作成本和極小的辛烷值損失的FCC汽油深度脫硫的目的，這樣就更進(jìn)一步地拓展了該類技術(shù)的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。因此，該類技術(shù)已成為清潔燃料生產(chǎn)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：1）脫硫汽油殘硫含量小于30ppm；2）溶劑損耗與目前芳烴抽提工藝的持平；3）最終產(chǎn)品汽油RON損失＜1，芳烴含量基本與原料中相同，烯烴含量減少約為3%，烷烴含量增加約為3%；優(yōu)化FCC汽油切割餾分萃取精餾脫硫過程條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在回流比一定的條件下改變劑油比，隨著劑油比的增加脫硫率增加，劑油比達(dá)到0.55時(shí)脫硫率為95%，當(dāng)劑油比為0.765時(shí)脫硫率為96%，劑油比在0.55-0.765時(shí)脫硫率變化緩慢，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量，劑油比0.55為宜。該操作條件下硫含量低于30ppm。溶劑熱穩(wěn)定性能好、沸點(diǎn)高，回收后萃取劑的脫硫效果很好，可以重復(fù)使用。中重餾分汽油、復(fù)配油的加氫脫硫處理結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)募託錀l件下，可以使硫含量降到10ppm以下；調(diào)和汽油的辛烷值測(cè)量結(jié)果表明，萃取精餾+加氫深度脫硫組合工藝生產(chǎn)的調(diào)和汽油辛烷值基本不變。該組合工藝，實(shí)現(xiàn)FCC汽油餾分深度脫硫與溶劑循環(huán)使用優(yōu)化操作。三、規(guī)模與投資（萃取精餾部分）萃取精餾裝置年處理量50-100萬噸， 設(shè)備總投資約2000萬元。四、生產(chǎn)設(shè)備主設(shè)備為萃取精餾塔。FCC汽油預(yù)分餾塔（也可對(duì)催化分餾系統(tǒng)穩(wěn)定塔進(jìn)行適當(dāng)改造）；溶劑回收塔；相應(yīng)的泵、儲(chǔ)罐等。五、效益分析通過對(duì)FCC汽油分餾、萃取精餾，低硫汽油的收率在70-80%，其余餾分與重餾分一起進(jìn)行加氫脫硫，使得加氫裝置的處理能力（與全餾分加氫比）降低50%以上。同時(shí)汽油調(diào)和后，辛烷值基本不損失。六、合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)合作。

一種土壤耕層深度測(cè)量裝置，屬于農(nóng)用設(shè)備領(lǐng)域，是由已耕地面測(cè)量裝置、未耕地面測(cè)量裝置、超聲波傳感器、底座和行走裝置組成的，所述底座為三角狀結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)有行走裝置，所述底座中心位置焊有立柱，所述立柱兩側(cè)滑動(dòng)連接已耕地面測(cè)量裝置和未耕地面測(cè)量裝置，所述已耕地面測(cè)量裝置包括已耕地面高度板和已耕地面探頭，所述未耕地面測(cè)量裝置包括未耕地面高度板和未耕地面探頭，未耕地面高度板上的超聲波傳感器測(cè)得已耕地面高度板和未耕地面高度板之間的距離即為耕層深度。該土壤耕層深度測(cè)量裝置采用絲杠傳動(dòng)，通過超聲波傳感器測(cè)距，自動(dòng)得出土壤耕層深度，節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了精度。