膜蒸馏结晶技术研究进展

近年,膜蒸馏技术由于其新颖的膜分离过程和潜在的应用前景受到了越来越多的关注。为了实现不同的分离效果,膜蒸馏和其它技术的耦合也得到了快速发展。膜蒸馏结晶是将膜分离和结晶有效结合的一项新技术,其原理是通过膜蒸馏去除料液中的溶剂,将料液浓缩至过饱和状态,其后在结晶器中结晶并分离晶体的过程。膜蒸馏结晶技术作为一项具有广阔应用前景的技术,越来越受到重视。然而,现阶段膜蒸馏结晶技术还存在诸多问题,这在一定程度上阻碍了其规模化应用。本文详细介绍了膜蒸馏结晶技术的原理、研究进展及应用现状,探讨了膜蒸馏结晶技术的经济性,并指出了该技术存在的局限性和可能的发展方向,以期为膜蒸馏结晶技术的发展提供新思路。     

膜蒸馏技术疏水膜、组件及工艺研究进展

在新兴环保领域,膜蒸馏（MD）技术经最近10年研究的不断拓展、深入,产业链逐渐形成。瞄准膜蒸馏技术涉及的疏水膜、膜组件、工艺与应用3个重要方面,概述了膜蒸馏技术的最近10年研究现状及发展方向。从疏水膜制备的角度,重点探讨了兼具高通量、高强度、抗润湿及抗污染等特点的疏水膜制备方法;从膜蒸馏组件设计角度,重点探讨了结构形式优化、内/外场辅助等过程强化手段及具有稳定、高效、低耗传质特点的膜组件设计方法;从工艺与应用角度,概述了典型膜蒸馏集成工艺、清洁生产工艺及应用场景与国内外产业化现状。     

膜蒸馏淡化西部苦咸水应用技术研究

膜蒸馏是将膜与蒸馏过程相结合的分离方法,是一种节能高效的分离技术。本文从其过程机理出发,展望了该技术在苦咸水淡化技术中应用的前景。     

分子蒸馏技术在乳酸工业化应用中的问题探讨

介绍了分子蒸馏技术在乳酸行业应用的现状,综述了分子蒸馏技术在乳酸工业化应用中存在的问题,对分子蒸馏设备在乳酸工业化应用中的形式、材质、设备真空度、冷热端间距及刮膜转子精密度进行了问题探讨,概括性指出了解决方案,并对分子蒸馏技术在乳酸中的应用前景进行了展望。     

膜蒸馏技术处理低放射性废水研究现状与应用展望

本文主要针对膜蒸馏技术在低放废水处理领域的研究情况进行总结,并结合该技术自身特点和低放射性废水处理技术研究现状,对膜蒸馏技术在低放废水处理领域的应用前景进行展望。     

太阳能层叠式膜蒸馏组件实验研究

本文设计了一种适用于太阳能膜蒸馏技术的新型层叠式空气隙膜蒸馏组件,该组件结构紧凑,可由冷、热、冷等N层容腔并联运行,膜组件中的分水盘使热溶液调整为沿着膜面切向方向的旋转入流,削弱了膜面附近的温度和浓度极化,提高了膜通量。以自来水为热工质,实验研究了不同膜材料温度和流量对膜通量的影响,工质温度70℃,流量300L/h时其产水通量可达50 kg/m~2.h。如运行10个热容腔,每10 h产水为142 kg,可以解决一家人的正常用水。以太阳能作为组件的加热热源,分析了3 m~2集热系统在自然循环状态下,集热器出口温度、水箱温度和太阳辐射对膜通量的影响,为应用太阳能膜蒸馏解决西部地区苦咸水淡化奠定了实验基础。     

浓盐水超声减压膜蒸馏参数优化及污染控制实验研究

采用聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维疏水膜材料制成的膜组件,对浓盐水超声减压膜蒸馏过程进行研究。以膜蒸馏通量为评价参数,研究了温度、真空度、流速、超声频率和超声功率5个影响因子,实验表明膜蒸馏通量随温度和真空度的增大而增大;膜蒸馏通量随流速和超声频率的增加而增大,但增加到一定值后膜蒸馏通量随着流速和超声频率的增大趋势减弱。膜污染的主要成分以Ca CO3和Na Cl为主,采用5%的盐酸溶液对膜的外层清洗30 min,然后用蒸馏水冲洗30 min可使膜通量恢复到95%。研究表明超声减压膜蒸馏,不仅能提高膜蒸馏通量,还能提高出水水质。     

膜法天然气脱硫的研究进展

在介绍气体膜分离及膜吸收原理的基础上,从膜材料、系统工艺的组合方面对膜分离法天然气脱硫的现状进行了分析。综述了膜结构,吸收液与膜材料的匹配性对膜吸收过程的影响,指出膜吸收与膜蒸馏的结合是今后天然气脱硫技术研究发展的新方向。     

淡化西部苦咸水膜蒸馏强化实验研究

膜蒸馏实验用喷嘴结构对膜蒸馏的通量有较大影响。为了强化其影响作用,实验研究了包括喷嘴形状、进水管与所在圆周中心距离、喷嘴前端距膜面距离对膜通量的影响,得出结论可以通过调节这些参数改变膜通量。     

膜接触器在环境治理中的应用研究进展

膜接触器是将膜分离和传统化工单元操作有机结合而成的一种新型高效分离器,可不通过两相的直接接触而实现相间传质.继21世纪初首个工业化实例成功以来,在废水中芳香族化合物脱除、重金属选择吸收、废气中氨、CO2、H2S去除等多个领域的环境治理中,膜接触器技术的研究与应用日益重要.在此基础上,文章对膜蒸馏、膜吸收、膜萃取和膜填料...     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中土壤有机碳和全氮的空间异质性

采用地统计学分析方法研究了沙地退化植被恢复过程中(封育0 a的流动沙丘、封育11 a的流动沙丘和封育20 a的流动沙丘)土壤有机碳和全氮的空间异质性,探讨了它们与植被恢复演替和地形特征变化的关系.结果表明,随着流动沙丘的固定和封育年限的增加,植被盖度、丰富度、物种多样性、土壤有机碳和全氮含量(0~20 cm)逐渐增加.在流动沙丘植被恢复过程中,土壤有机碳和全氮的结构方差与基台值的比值C/(C0+C)均大于65%,反映出它们具有明显的空间自相关性;土壤有机碳和全氮含量的空间自相关范围分别为58.39 m和91.00 m(封育0 a)、28.59 m和23.61 m(封育11 a)和63.31 m和61.05 m(封育20 a).由半方差函数及其参数和空间分布格局图分析表明,其空间异质性在所研究的尺度上表现出先增大(封育0~11 a)后减小(封育11~20 a)的变化特点.沙丘植被恢复过程中植被盖度、丰富度、物种多样性与土壤有机碳和全氮均有极显著的正相关关系(p<0.01).分析表明沙丘植被变化和地形特征影响着土壤有机碳和全氮在沙丘上的空间分布,沙丘植被恢复演替过程极大地影响了土壤有机碳和全氮的积累及其空间异质性...     

焦煤、塑料和粉尘共热解失重分析

在以N₂载气,其流量为30mL/min、升温速率为5℃/min、热解终温为1000℃的条件下,运用Setaram Lab-sysYM热重分析仪系统分析了塑料、冶金粉尘和焦煤的热解过程以及它们之间的相互影响.不同配比的塑料、冶金粉尘和焦煤混合热解过程分析表明:在低温段,煤和塑料热解产生大量活泼自由基,然后通过自由基内部重排或自由基间相互结合的方式稳定化,其中的硫元素主要形成气态硫化物(如H₂S、COS等),并与粉尘中的金属氧化物作用生成固态金属硫化物而固硫;高温段产生的H₂、CO及粉尘中所含有的C等增强了反应体系的还原性,加剧了粉尘中金属氧化物的还原气化,从而更有利于实现焦炭的有效脱硫可见,运用添加塑料、冶金粉尘到焦煤中的方法可以实现炼焦过程中的焦炭和煤气同时脱硫的双重效果.     

Nanoparticle-free and self-healing amphiphobic membrane for anti-surfactant-wetting membrane distillation

In membrane distillation (MD), complicated feed water with amphiphilic contaminants induces fouling/wetting of the MD membrane and can even lead to process failure. This study reports a facile approach to fabricate robust and self-healing hybrid amphiphobic membranes for anti-surfactant-wetting MD based on the ultra-low surface energy of fluorinated polyhedral oligomeric silsesquioxanes (F-POSS) and its thermal induced motivation and rotation. The thermal treatment makes the membranes achieving amphiphobicity at a very low cost of F-POSS (13.04 wt.%), which is about 1/3 of without thermal treatment. The prepared membrane exhibits excellent amphiphobicity, i.e. ethanol contact angle of 120.3°, without using environmentally toxic fluorinated nanoparticles. Robust MD performance was observed for the amphiphobic membrane in concentrated sodium dodecyl sulfate (SDS) feed solutions. Furthermore, the fabricated membrane exhibited stable amphiphobicity even in extreme environments, including strong acid or alkaline solutions. In the event of a damaged or abraded membrane surface where the F-POSS can be removed, the amphiphobic membrane exhibits self-healing ability with additional thermal treatment. This simple approach without the use of nanoparticles provides an environmentally friendly way for fabrication of amphiphobic membranes for anti-surfactant-wetting membrane distillation.     

微塑料对膜蒸馏处理含锑高盐废水性能影响研究

研究了微塑料在膜蒸馏过程中不同温度、pH、微塑料浓度和微塑料粒径条件下对含锑高盐废水的处理性能及机理.结果表明,随着进料液温度的升高,饱和蒸汽压的增加提高了传质动力,不含微塑料时膜通量由17.4 L·m^-2·h^-1提高至20.7 L·m^-2·h^-1,通量提升了18.9%,含有微塑料时膜通量由15.6 L·m^-2·h^-1提高至18.5 L·m^-2·h^-1,提升了18.6%;pH由3增大至11时,由于重金属锑在不同pH条件下的价态变化及静电排斥作用,重金属锑截留率由98.2%提升至99.6%;微塑料浓度的增加会降低膜通量,提高锑截留效果,这可能是微塑料对溶液中重金属锑的吸附作用及微塑料在膜表面的积聚产生的筛分效应引起的.     

The effects of current water management practices on methane emissions in Japanese rice cultivation

Cultivated wetland rice fields are a source of methane (CH₄) emissions. To estimate CH₄ emissions and develop policies to reduce such emissions, information on water management at the farm level is crucial. It is known that farmers implement midseason drainage (MD) to increase rice yields and save water. However, little is known about whether MD is carried out in soils where CH₄ emissions are high and how part-time status will influence management. The objective of this study is to identify factors that determine MD implementation using a binomial logistic regression model based on a farm-level survey in Japan and to indicate possible changes in estimates of CH₄ emissions, accounting for current water management practices. The implementation rates were significantly higher where the soil types were classified as having the potential for high CH₄ emissions. Under current water management practices, the duration of MD and the percentage of continuous flooding were 5 to 7 days longer and approximately 7 % higher, respectively, than the values used by the Greenhouse Gas Inventory Office of Japan, which in turn are used to report greenhouse gas emissions to the United Nations Framework Convention on Climate Change. By accounting for current water conditions with the Tier 2 method, this study indicates that national estimates of CH₄ emissions from rice straw application areas could be lowered by 12.7 %. These results may contribute to the development of a mitigation policy that will help to further reduce CH₄ emissions.     

川西北沙化土壤对双酚A的吸附特征

研究了川西北地区4种受试土壤（PS：泥炭土壤,ND：未沙化土壤,LD：轻度沙化土壤,MD：中度沙化土壤）对双酚A（BPA）的吸附行为,探讨了土壤有机质（SOM）含量、土层深度和土壤团聚体对吸附作用的影响.结果表明：4种受试土壤对BPA的吸附过程符合双室一级动力学模型（R²≥0.98）.Freundlich和Langmuir模型吸附等温式可以较好地描述BPA的吸附行为（R²≥0.98）,吸附表现出较强的非线性（N, 0.52~0.70）.沙化后,吸附非线性增强,饱和吸附量下降3.7~5.7倍.4种受试土壤的最大吸附量Q_m依次为：PS（8901mg/kg）,ND（7011mg/kg）,LD（1506mg/kg）和MD（1050mg/kg）,Q_m与其SOM含量呈显著正相关（r > 0.999,P < 0.01）.土层深度增加BPA吸附性能下降,沙化后,下降幅度增大（MD > LD > ND > PS）.团聚体粒级增大,其吸附性能先增加后减小.沙化后,各粒级团聚体的吸附性能差异显著增大,吸附贡献率分布也不同.5种粒级的团聚体对未沙化土壤ND吸附BPA的贡献率基本相当,而沙化土壤LD和MD吸附BPA主要来自小团聚体（< 0.25、0.25~0.5mm）的贡献（86%~88%）.     

内蒙古呼伦贝尔南部沙带植被恢复进程中土壤理化特性变化

为了解呼伦贝尔沙漠人工植被恢复进程对土壤理化性状的改善效应,论文选取呼伦贝尔沙地人工和自然状态下植被恢复的2个系列、7种样地类型开展研究。结果显示：1）随植被恢复年份的增加及流动沙丘向固定沙丘的演进,地上植被生物量、盖度显著增加;2）2个系列样地土壤有机C含量均随植被的发展而显著增加,土壤上层显著高于中、下层;3）土壤全N、全P含量表现出与土壤有机C基本一致的同向变化规律,土壤全K含量在各样地间、各土壤层间基本相当;4）土壤速效养分含量一定程度上也出现增加,但总体上表现出较大的波动性。人工植被恢复1~3 a内,土壤养分含量与流动沙丘基本相当,但当恢复到5 a以上后,地上植被的发展对土壤特性的改良呈现出较为显著的正效应,沙漠化逆转程度显著提高。然而,拥有更高植被盖度及生物量的8 a人工植被恢复样地,有机C、全N等含量却显著低于自然状态下的固定沙丘样地,可见,当地人工植被恢复的同时,更应注重自然植被的保护。     

分子模拟方法在爆炸反应机理方面的应用进展

针对爆炸过程反应机理异常复杂,实验检测手段对其认识匮乏的现状,综述了量子化学、反应分子动力学等分子模拟方法的特点及研究进展,分析了分子模拟技术在燃爆机理研究中的应用进展,包括量子化学方法对于燃料热解/燃烧、瓦斯等可燃体系爆炸过程的微观基元反应步骤、反应能垒及热力学参数的计算,以及反应分子动力学(ReaxFF MD)在含能材料、可燃混合气等复杂爆炸体系获取可能的反应路径及中间自由基变化的应用。对分子模拟方法在爆炸领域研究的应用提出了建议及展望,指出ReaxFF MD和密度泛函理论(DFT)相结合是一种研究复杂爆炸体系微观反应机理极具潜力的方法,借助先进的分析检测手段对模拟方法的验证及修正,能获取更准确、全面的微观反应动力学模型。