国家技术发明奖推荐项目

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1、国家技术发明奖推荐项目一、项目名称基于羟基自由基高级氧化快速杀灭海洋有害生物的新技术及应用二、推荐单位意见该项目针对防控海洋外来生物入侵性传播与保护海洋生态环境的关键技术问题，通过多学科交叉融合，开展羟基自由基工程化关键技术研发，形成了具有系统性、科学性、实用性的技术创新成果。该项目主要发明点如下：1）首次发现了大气压下持续微辉光放电的新科学现象，创建了微流注与微辉光交替协同形成的大气压强电离放电新技术，发明了大气压强电离放电高效制备羟基自由基（•OH）的新方法；2）研发出产生高浓度氧活性粒子的小型化非平衡等离子体发生源，及大产生量的模块化阵列式等离子体集成源，协同水射

2、流空化气液混溶技术，发明了系列化•OH产生装备，突破了•OH大规模工程化应用的瓶颈问题。3）研制出“DMU•OH压载水处理系统”，在万吨级远洋船舶上完成了•OH快速(≤6s)、高效率(《压载水管理与控制公约》排放标准)、低成本(0.03元/吨水)杀灭入侵生物的实用性工程示范及技术推广应用，突破了在船上排放压载水过程中快速无负面环境效应杀灭入侵生物的国际性难题；应用养殖海水•OH处理的新技术，解决了常规化学药剂对海产品和生态环境的危害等技术难题。该成果创新性强，总体达到国际先进水平，其中大气压强电场电离放电加速电子产生高浓度羟基自由基技术居国际领先水平。项目已获发明专利1

3、6件，其中国际发明专利4件；在国际权威刊物PlasmaChem.PlasmaProcess.,Environ.Sci.Technol.等发表SCI收录论文45篇，出版专著3部。项目研究成果已在海洋污染防治、高藻饮用水源水、海水养殖等领域广泛推广应用，具有显著的经济和社会效益。推荐该项目申报2016年度国家技术发明奖一等奖。三、项目简介本项目属于海洋污染及其防治技术。海洋生物入侵性传播是海洋生态环境面临的四大威胁之一，船舶压载水的给排过程是造成海洋生物入侵的最主要途径，国际海事组织将强制执行压载水的排放标准。常规的物化方法由于处理时间长、系统庞大、药剂残留等问题，难以有效

4、适应海洋污染治理的需求。项目组通过自主创新，创建了大气压强电离放电的理论体系，发明了高效制备羟基自由基(•OH)的新方法，研发了系列化•OH产生装备，形成了高效利用•OH规模化快速杀灭海洋有害生物的新技术。主要发明点如下：【发明点1】发明了大气压强电离放电高效制备•OH的新方法。首次发现了大气压下持续微辉光放电新的科学现象，创建了微流注与微辉光交替协同的大气压强电离放电，使局域强电场的持续时间从ns级提高到µs级，大幅提高氧活性粒子浓度，并生成O2+是生成•OH的关键活性粒子；结合水射流空化效应高效生成•OH，达到最大平衡浓度98.86µM，是臭氧法的4.6倍；生成•O

5、H的时间仅为1s，是臭氧法的1/300倍；生成•OH的效率5.9×103µM/min，是臭氧法的1400倍；体系中直接生成了H2O2。【发明点2】发明了基于模块化阵列式等离子体源的系列化•OH产生装备。研制出具有极窄放电间隙0.1mm、亚微米Al2O3冶贴成薄电介质层的小型化非平衡等离子体发生源，显著提高氧活性粒子浓度；发明了大产生量的模块化阵列式等离子体集成源，突破了各模块结构参量及放电参数调控难题，保证了集成源模块的最优放电状态；以此为核心，协同水射流空化气液混溶技术，研发出系列化•OH产生装备(~500吨水/小时)，突破了•OH大规模工程化应用的瓶颈问题。【发明点

6、3】发明了•OH规模化快速杀灭海洋有害生物的新技术。研究建立了•OH致死海洋入侵生物的剂-效模型、高浓度•OH溶液在输送管路中均布、快速混溶的流体力学模型，研制出“DMU•OH压载水处理系统”，并在万吨级远洋船舶上完成了•OH快速(≤6s)、高效率(«公约»标准)、低成本(0.03元/吨水)杀灭入侵生物的实用性工程示范及技术推广应用，突破了在船上排放压载水过程中快速无负面环境效应杀灭入侵生物的国际性难题。项目授权有效核心发明专利16件，其中国际发明专利4件；在国际权威刊物PlasmaChem.PlasmaProcess.,Environ.Sci.Technol.等发表S

7、CI收录论文45篇，出版专著3部；得到美国立法机构及国内外同行专家的赞评，国际海事组织授予“DMU•OH压载水处理系统”国际认证；成果获辽宁省技术发明、科技进步一等奖3项、光华工程科技奖1项等。近3年新增销售额1.98亿元，新增利润0.31亿元；处理压载水总量约1600万m3/年，推广应用于水产养殖海水处理、高藻水源地供水卫生保障等领域，节省装备投资、燃油消耗、海珍品增产等6.41亿元；成果为有效地防控海洋生物入侵提供了技术支撑。四、客观评价1、国内专家验收、鉴定和正面评价2010年5月，国家科技支撑计划“远洋船舶压载水羟基自由基工程化处