国家科学技术奖励公示材料

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1、国家科学技术奖励公示材料窗体顶端学科专业评审组：项目名称：有机废水微生物电化学处理机制与能源回收方法推荐专家意见：姓名：岳国君工作单位：中粮集团技术职称：研究员学科专业：环境工程推荐专家意见：该项目针对应用百年来活性污泥法污水处理技术中能耗高、污泥量大的问题，基于微生物燃料电池原理，研发出了微生物电化学废水处理技术，以阐明微生物电化学系统中污染物高效转化与同步产能过程与机制为目标，解决了有机物定向转化规律、系统构建、运行调控等过程中的一系列关键科学与技术问题，取得了一系列突破性的研究成果。该项目研究内容均

2、是该技术应用中重要的需解决的关键问题和前提，技术应用后预期将大幅削减废水处理能耗，并产生多种高附加值的产品，符合国家当前及未来生态环境保护规划和节能减排国家政策，对缓解当前我国巨大的环境污染治理压力将会有重大贡献。该研究团队研究水平高，创新能力强，在国内外具有较高的学术声誉，一直领跑该方向的研究，是国际上该领域重要的研究力量，对于推动该技术在水处理行业的发展与应用做出了重要贡献。鉴于上述，本人特此向国家自然科学奖评审委员会郑重推荐该项目申报国家自然科学二等奖，希望给予支持！姓名：张杰工作单位：哈尔滨工业大

3、学技术职称：教授学科专业：环境工程推荐专家意见：该项目围绕微生物电化学系统（MES）用于有机废水处理中的关键科学与技术问题，在国际上率先开展了系统中有机污染物高效降解与电子定向转移机制研究，提出了有机物梯级转化资源化路径，取得了一系列创新性研究成果，实现了水中有机物梯级转化与能源资源回收，并揭示了微生物学与电化学耦合调控机制。申请人提出了通过材料表面改性获得较高电荷传递效率的研发思路，获得了低成本、可规模化使用的新材料，阐明了若干有机物在MES中的转化机制。这些研究成果为MES理论发展与技术应用提供了重要

4、的依据和基础。该项目团队的研究已在国际上产生了深度的学术影响，发表多篇高水平学术论文，所发表的学术论文受到广泛关注和认可。该团队组织召开了首届亚太地区MES会议，研究队伍负责人担任国际微生物电化学学会理事会理事及国际水协会会士，对推动微生物电化学系统技术理论研究及实现其在污水处理中的能源化利用发挥了重要的引领作用。基于此，我推荐该项目申报国家自然科学奖二等奖。技术研发与实现其在污水处理中的能源化利用具有重要的引领作用。姓名：俞汉青工作单位：中国科学技术大学技术职称：教授学科专业：环境工程推荐专家意见：随着

5、我经济的快速发展，我国已经成为污水年均排放量最大的国家。实现节能减排已经成为国家重点战略之一，低碳节能的污染物转化技术已经成为环境科学与工程的国际发展趋势。污染物定向转化与资源、能源回收已成为未来国际上污水处理主要发展趋势。微生物电化学技术作为一项新型的污染物定向转化技术尚存在诸多亟待突破的科学问题，本项目正是围绕微生物电化学系统梯级利用有机污染物定向转化产氢/产电过程的关键科学问题，在污染物定向降解转化强化产能、胞外电子转移与定向调控、多元耦合系统构建与调控机制等方面取得了一些重要突破，为微生物电化学系

6、统实现污水处理能源化提供了重要理论依据。哈工大的微生物电化学研究团队是我国在在该领域最早开展微生物电化学技术的理论与技术研究的团队，在科学理论、技术开发和规模化示范等方面均取得了大量创新成果，培养了一批该领域的领军人才和创新人才。综上，我推荐该项目申报国家自然科学奖二等奖。项目简介：1、研究背景及意义该项目属于环境科学技术领域，主要涉及废水微生物电化学处理技术的基础研究。现行的污水处理技术的应用已超过100年，为解决全球水污染做出了重大贡献。但处理能耗高、污泥量大、水中资源未得到回收利用一直没有得到有效解

7、决，已成为世界性难题。污水处理不再是仅仅将污染物从水中去除或转移，而是将污水看做是一种“使用过的资源”，在完成水体高效净化的同时实现水中资源、能源回收，这一转变已成为国际上废水处理的重要趋势。但废水中有机物含量低、水质复杂，资源回收难度大，是制约该方向发展关键难题。本团队研发出了微生物电化学废水处理及能量回收技术，围绕系统电子转移机制和作用原理，系统开展了如下的研究工作：（1）电极生物膜的形成机制、微生物群落结构与效能；（2）新型电极材料制备原理和微界面调控机制；（3）微生物电化学过程与有机物作用机理，并

8、取得了一系列研究成果。2、主要科学发现点发现点1：提出了微生物电化学增强的复杂有机物梯级转化同步产氢的学术思想，阐明了电极活性微生物胞外电子传递规律和菌群互作机制。突破了传统生物处理过程中复杂底物细菌发酵产氢普遍存在的“代谢障碍”，提出了“乙醇型发酵—微生物电解”耦合废水处理同步产氢模式，实现了产氢能力接近生物质利用的理论极限，实现了系统内驱动、能量自平衡与资源回收，大幅度提高了有机物转化率和能源回收效率，为微生物电化学系统的