表面覆膜多层复合纤维滤料过滤性能的数值研究

根据Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了多层复合纤维滤料模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对沿气流方向具有不同纤维填充密度及直径分布的滤料内部的气-固两相流动特性进行了数值研究,计算了不同运行条件下滤料的压力损失及过滤效率,并将数值计算值和经典模型及实验关联式的计算值进行了比较.结果表明,压力损失的数值计算预测值和实验关联式计算值吻合较好,误差在2%以内.随着迎面风速的增加,压力损失呈线性增加.相对于填充密度,纤维直径对压力损失和过滤效率的影响更显著.不同结构滤料过滤效率的数值计算结果和理论模型的计算值变化趋势基本一致.不同迎面风速下,过滤效率都是先减小后增大,对于颗粒直径dp≤0.05μm的颗粒,随着风速的增大,过滤效率减小;对于dp≥0.5μm的颗粒,过滤效率变化趋势正好相反.迎面风速不同,过滤效率最低点出现的位置也不同.对于小颗粒,风速越小,扩散作用起主导作用;而对于大颗粒,风速越大,惯性作用越明显.过滤效率最低点出现在扩散作用逐渐弱化,惯性作用刚刚开始加强的区域.多层复合滤料在结构上采用纤维直径逐层加大的梯次结构时,能够获得较高的过滤效率.而在多层复合滤料表面覆膜后过滤效率平均增加约13%.     

基于Voronoi-Random算法微观结构褶型过滤介质过滤性能

在利用数值模拟研究褶型纤维过滤介质过滤性能时,为了克服层状结构纤维层与层之间不连贯及孔状结构纤维规整分布的不足,本文基于Voronoi-Random算法建立了褶型纤维过滤介质模型,并通过加密或减少纤维数量改变其固体体积分数(SVF).采用“Caught on first touch”和“Hamker”两种碰撞模型对褶型纤维过滤介质的气-固两相流动进行数值模拟.结果表明:压力损失和过滤效率数值计算值与经验关联式计算值吻合较好,误差在15%之内;将采用两种碰撞模型得到的过滤效率与经验关联式计算值进行比较,得出采用“Hamker”碰撞模型得到的过滤效率符合实际;在过滤介质上的沉积颗粒并不完全是纤维捕集,大多数颗粒是由形成的树枝状结构捕集;压降和单位面积沉积量随过滤时间的增长呈现指数增长趋势.     

静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM10去除效果的研究

静电纺丝纳米纤维膜是一种新型空气净化过滤材料.为了解该材料对PM₁₀的去除效果,以滑石粉粉尘和香烟烟雾为代表研究了静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的去除率.结果表明:供试的2类静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对粉尘的平均去除率分别为93.2%和97.8%,明显高于同类非静电纺丝纤维过滤材料的去除效果;对香烟烟雾有一定的去除效果,4 h的去除率为82.4%.静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的过滤作用主要发生在表层,过滤机理以拦截和惯性碰撞为主.      

纤维层表面非稳态过滤研究

根据纤维层表面过滤的“尘滤尘”现象 ,应用颗粒过滤理论建立了纤维层表面非稳态过滤效率的数学模型。对比研究表明该模型能较深刻地揭示了非稳态过滤过程随过滤时间的变化规律 ,从而对深化纤维过滤器的净化机理的认识、提高过滤效率、延长滤料使用寿命、加强清灰管理等方面有理论及应用意义     

静电强化纤维层过滤性能的研究

本文利用模型系统对静电强化纤维层过滤进行了系统的实验研究,并对强化方式及各种影响因素加以考虑,目的在于为合理确定此种除尘器的设计参数提供依据。     

ESFF新技术的回顾与展望

本文回顾了静电强化纤维过滤(ESFF)这种新型、理想的除尘方法的发展历史,介绍了此过滤方法的形式及特点,并对其发展前景进行了预测,目的在于引起国内研究的足够重视.     

覆膜方法对纳米纤维膜除尘滤料动态过滤性能的影响

为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料、PPS滤料以及PTFE覆膜滤料的动态过滤性能,结果表明,与PTFE覆膜滤料相比,3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料均表现出优异的过滤性能.稳定过滤阶段,一步共纺覆膜法制备的PET/TPU纳米纤维膜滤料完成单个周期所需时间是PTFE覆膜滤料的2倍,粉尘剥离率为99.79%,其阻力增长速率低、完成单个周期所需时间平稳,降低能耗并减少了气流对膜造成的磨损,在工业除尘领域具有较大应用潜力.     

银纳米线复合静电纺丝膜终端饮用水处理装置电化学消毒效能研究

终端饮用水电化学消毒装置是分散式饮用水安全的重要保障,其关键技术是过滤膜.本研究采用静电纺丝法和真空过滤沉积法制备了新型银纳米线-聚丙烯腈/热塑性聚氨酯(AgNWs-PAN/TPU)复合膜,并对复合膜的形貌、机械强度和导电性等进行了表征.同时,构建了电化学消毒装置,通过对模拟水样的过滤和电化学消毒实验,考察了复合膜长期运行的杀菌性能、膜通量、膜形貌及总银离子释放变化,评估了复合膜的消毒效果.结果表明,电纺纳米纤维膜基材具有均匀的直径和增强的机械性能.银纳米线嵌入到PAN/TPU电纺纳米纤维膜的表面构建了一个连接的导电网络,具有很好的机械性能、导电性、电化学性能及银负载稳定性.经过10 d的自来水过滤实验,AgNWs-PAN/TPU复合膜膜通量下降了4.8%,保持了99.99%的灭菌效率;经过10 d的10~5CFU·mL~(-1)大肠杆菌水样运行实验,膜通量下降了35.31%,经5 min反冲洗能够恢复98%的膜通量,可保留99%以上的细菌灭活效率.AgNWs-PAN/TPU复合膜的银负载稳定性好,总银离子释放量在30μg·L~(-1)以下的安全范围;纳米纤维膜表面在长期水力冲刷下变得粗糙,机械强度略有减弱.本研究为高导电性缓释银离子纳米银复合纤维膜杀菌材料的研发及其在终端饮用水消毒的应用提供了科学依据.     

活性炭颗粒对超细颗粒物的过滤性能

UFPs(超细颗粒物)对人体危害较大且难以脱除,但活性炭颗粒床利用多孔结构可以提高其过滤效率. 为探究试验条件对UFPs过滤效率的影响以及活性炭孔隙结构和UFPs过滤效率之间的关系,以实验室发生UFPs为研究对象,活性炭为过滤介质,对活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观风速等条件对过滤UFPs的影响进行了研究,并通过对比过滤前后活性炭的孔径分布,分析活性炭多孔性与UFPs的关系. 结果表明:当活性炭颗粒平均粒径由2.50 mm减至0.45 mm、滤层厚度由20 mm增至100 mm、表观过滤风速由4.25 cm/s降至0.84 cm/s时,总过滤效率分别由41.87%、49.39%、68.24%升至86.27%、89.29%、83.04%;但从活性炭的单颗粒过滤效率和过滤质量角度来看,在活性炭颗粒粒径大、滤层厚度小、表观过滤风速低的条件下,更有利于单个活性炭颗粒的过滤作用的发挥;当UFPs粒径小于14.3 nm时,UFPs发生“热反弹”效应,并且主要过滤机理是扩散效应,但随着UFPs粒径增大,拦截和惯性碰撞对过滤效率的作用增强;活性炭500 nm以下的孔隙结构对脱除UFPs起着重要作用. 研究显示,选择含有更多500 nm以下孔隙的多孔材料更有利于过滤UFPs.      

颗粒层过滤技术国内外研究现状及进展

主要对颗粒层过滤除尘的过滤机理以及国内外移动床颗粒过滤器的高温除尘技术情况进行了综述,介绍了颗粒层过滤效率和系统压力降的计算方法,并对今后颗粒层过滤技术的发展提出了一些建议.     

汽车排气尾流中微粒分布及其变化特性的研究

根据微粒核化、凝并及凝结模型对汽车排气尾流中微粒分布的变化特性进行了分析.结果表明,微粒的核化增加了排气尾流中超细微粒的数量;微粒的凝并和凝结将改变排气尾流中的微粒分布.在核化、凝并及凝结过程同时存在时,核化对微粒分布的影响相对较小,微粒分布的变化主要受凝并和凝结的作用.在排气管出口处,微粒的核化、凝并及凝结过程比较剧烈,微粒分布变化较大;随着距排气管出口距离的增加,微粒演变逐渐减弱.研究工作可以为汽车排放控制策略的确定以及汽车微粒对人体健康影响的研究提供依据.     

喀斯特石漠化生态恢复中的生物多样性研究进展

喀斯特生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,生态恢复是喀斯特石漠化治理的核心任务,研究石漠化生态恢复机理、优化生态系统功能、提升生态系统服务和实现喀斯特生态环境可持续发展是当前石漠化治理的重要议题.通过对遗传、物种、生态系统和景观四个层次生物多样性退化与恢复的关注,生物多样性作为重要的生态系统特征及表征指标,在石漠化生...     

流动性视角下的国土空间安全及规划应对策略

人员、物资、能源资源等要素在不同层级空间的频繁流动,持续重构人类活动与自然环境关系,并对国土空间安全产生影响。从流动性视角进行国土空间安全探讨,提出在活动承载安全、资源与生态安全基础上,应考虑要素流动与人类活动、资源环境的耦合性及其潜在风险。流动性与国土空间安全的关系可以从“流”空间与场所空间耦合、“供—流—需”协调与资源配置安全、要素流与国土空间系统韧性三个方面来表征。以生态、水、粮食、经济、社会等安全塑造为目标,立足于各类要素流对人地关系系统影响的不确定性,以及自然灾害、突发公共安全事件等极端条件下的流动性风险,通过合理引导资源配置、科学布局国土空间要素等手段,实现人类活动、自然环境系统之间的自适应与良性反馈调节,形成安全韧性的国土空间格局与框架。在国土空间规划中,需要进行要素流与国土空间开发保护的耦合协调性分析评价,建立“形”与“流”结合的国土空间结构优化分析方法,增强不同空间的功能弹性以适应要素流动和活动集聚的不确定性,建立供需协同的国土空间支撑体系。研究对提升国土空间可持续发展水平以及保障人类生存安全具有重要意义。     

镉和乙草胺、苄嘧磺隆对水稻吸收能力的影响

为探讨镉和两种常用除草剂的复合污染对水稻吸收必需矿质元素影响,采用水培法研究了镉(Cd)、乙草胺(AC)和苄嘧磺隆(BSM)在单一及复合污染条件下处理水稻幼苗72h及解除污染并恢复培养96小时后,水稻基本营养元素含量的变化,并对水稻幼苗根系损伤情况也进行了研究。研究发现:Cd和AC、BSM单一和复合处理降低了水稻根系Mn、Cu、Zn的含量。AC单独处理增加了水稻根系Fe的含量,Cd与AC、BSM联合作用时则降低了水稻根系Fe的含量。AC单一及Cd与AC和BSM的复合作用能增加水稻地上部分Fe的含量,最高可达对照的4.5倍。Cd降低了水稻幼苗对Mg的吸收,而AC和BSM却能促进对Mg的吸收。水稻幼苗经96h的恢复培养后,其根和地上部分叶营养元素含量也发生了一些重要的变化,水稻幼苗地上和地下部分Cd的含量发生了显著性下降。Cd和乙草胺、苄嘧磺隆在单独和联合作用下根系和叶片相对电导率、MDA含量都较对照有所升高,而根系活力下降。     

Integrating mitigation and adaptation into climate and development policy: three research questions

The potential for developing synergies between climate change mitigation and adaptation has become a recent focus of both climate research and policy. Presumably the interest in synergies springs from the appeal of creating win–win situations by implementing a single climate policy option. However, institutional complexity, insufficient opportunities and uncertainty surrounding their efficiency and effectiveness present major challenges to the widespread development of synergies. There are also increasing calls for research to define the optimal mix of mitigation and adaptation. These calls are based on the misguided assumption that there is one single optimal mix of adaptation and mitigation options for all possible scenarios of climate and socio-economic change, notwithstanding uncertainty and irrespective of the diversity of values and preferences in society. In the face of current uncertainty, research is needed to provide guidance on how to develop a socially and economically justifiable mix of mitigation, adaptation and development policy, as well as on which elements would be part of such a mix. Moreover, research is needed to establish the conditions under which the process of mainstreaming can be most effective. Rather than actually developing and implementing specific mitigation and adaptation options, the objective of climate policy should be to facilitate such development and implementation as part of sectoral policies. Finally, analysis needs to focus on the optimal use and expected effectiveness of financial instruments, taking into account the mutual effects between these instruments on the one hand, and national and international sectoral investments and official development assistance on the other.     

西藏生态安全屏障保护与建设工程的宏观生态效应

西藏高原是我国重要的生态屏障、江河源区与生物物种基因库,为了保障其生态功能的持续有效发挥,2008年开始实施西藏高原生态安全屏障保护与建设工程。论文基于工程规划目标,通过对比监测2000—2008年与2008—2015年西藏高原生态系统及其关键服务的时空变化,科学地评估西藏高原生态工程的生态效应。结果表明：工程实施前、后8 a相比,1）西藏高原生态系统格局稳定少动,生态系统宏观状况趋向良性发展。森林面积持续增加,荒漠面积显著减少,水体与湿地面积从减少转变为增加。2）草地退化趋势明显减弱、草地恢复态势显著,退化草地占比下降了19.9%,恢复草地占比增加了33%。植被覆盖度增加趋势明显,平均提高了1.9%,特别是高寒草甸类。草地载畜压力明显减少,牧草供给能力提升,草畜矛盾有所缓解。3）生态系统水源涵养能力增加,碳汇总量略有提高,防风固沙服务能力稳步上升。然而,降雨量增加导致降雨侵蚀力增强,植被覆盖度增加但植被根系土壤层无法短时期内恢复,从而导致土壤保持服务能力有所下降。4）西藏高原的暖湿化气候有利于减缓荒漠化进程并促进生态系统恢复,而生态安全屏障保护与建设工程的实施对西藏高原生态系统服务能力的提升特别是工程区局部生态恢复具有一定的正面作用。     

新型城镇化、居民福祉与国土空间规划应对

我国城镇化已经步入中后期发展阶段,以人为本的新型城镇化内涵需要进一步丰富和建构。国土空间规划正是新型城镇化建设和生态文明建设落地的关键。本文提出增进居民福祉是以人为本新型城镇化的核心,梳理了居民福祉内涵的国内外相关研究、居民福祉的主客观测度指标体系与方法,归纳了影响居民福祉和幸福感的综合影响因素。借鉴国外空间规划经验,建议把增进城乡居民福祉作为国土空间规划编制的指导思想之一,并在国土空间规划实践中注重公共服务设施优化配置研究、灾害风险评估与韧性城市建设、三生空间优化、社区生活圈规划与精细化管理和大数据与智能决策系统等。城镇化是国土空间规划的重要组成,国土空间规划的科学编制有助于推动新型城镇化的高质量发展和城乡居民福祉提升,需要关注和加强城市合理等级体系、城市人口流动格局网络、半城镇化与就近城镇化模式、城乡基本公共服务配置与均等化、气候变化、城市灾害风险管理以及快速城镇化下人地关系演变等新型城镇化基础研究。     

军工材料环境适应性工程化验证和研究发展战略探讨

通过对国内外发展现状分析,讨论了环境适应性工程化验证和研究在军工材料开发、应用及其在武器装备发展中的地位和作用。提出了军工材料环境适应性工程化验证的技术内涵、试验与研究的模式和军工材料开发到武器装备应用各个阶段的任务和目标。在此基础上。探讨了发展军工关键材料环境适应性工程化验证试验与研究的总体战略和目标。结合国情。提出了军工关键材料环境适应性工程化验证与研究和关键材料体系环境适应性数据完善．军工关键材料环境适应性工程化验证自主保障能力建设．军工关键材料环境适应性工程化验证技术的提升等3方面重点发展和研究内容的构想与建议。     

不同基质生物炭对厌氧处理餐厨垃圾效能及微生态的影响

探究了剩余污泥（SS）、餐厨垃圾（FW）、玉米芯（CC）、甘蔗渣（BG）4种不同基质生物炭对厌氧生物处理餐厨垃圾效能的影响,对厌氧污泥的关键酶活性、微生物群落分布以及代谢途径等微生态进行了分析.结果表明,厌氧反应器分别加入4种生物炭后,COD平均去除率分别提高了29.49%、23.16%、29.42%、40.32%;傅里叶红外分析表明,投加SS生物炭组出水中羟基、酰胺基以及C-O-C伸缩振动峰减弱.4个厌氧反应器中厌氧污泥的乙酸激酶活性分别为0.40,0.42,0.96,0.98 μmol/g,表明投加CC与BG生物炭促进了餐厨垃圾的厌氧水解酸化过程;厌氧污泥胞外聚合物的蛋白质/多糖之比分别为0.415、0.56、1.89、2.8,投加CC、BG生物炭提高了污泥的稳定性.4个厌氧反应器中拟杆菌门、变形菌门、厚壁菌门为主要菌群,投加BG生物炭促进了变形菌门与厚壁菌门的生长;对于古细菌而言,甲烷杆菌属与甲烷丝菌属为优势种群,SS组的甲烷杆菌属丰度最高（53.48%）,而BG组中甲烷丝菌属丰度最高（42.72%）.KEGG功能分析表明古菌及细菌均以碳水化合物代谢、氨基酸代谢为主;而投加BG与SS生物炭后,微生物膜运输水平得到了提高.     

中国自然资源研究的发展历程及展望

自20世纪50年代以来,在以服务国家战略需求为导向的大规模、长时期、持续的自然资源综合考察活动推动下,中国自然资源研究形成了跨部门、跨学科、跨地区的综合集成的发展特色,并且在"任务带学科"的发展过程中也逐步创建了较为系统的资源科学理论基础和实证方法论体系。面对自然资源部成立以来国家对自然资源综合管理体制深化改革的重大需求,推动建立并完善独立的资源科学学科体系,已成为当前我国自然资源研究领域的重要任务。本文系统梳理了20世纪50年代至21世纪初中国自然资源综合考察和研究的发展过程,着重论述了不同时期的重点发展方向及特点,完成了对不同时期历史机遇的总结与展望。可以发现:中国自然资源研究已经形成了国家需求导向并引领学科建设的发展趋势,未来应继续坚持以多学科整合为特色的综合研究范式,开拓中国特色的资源科学系统研究新视角;加快形成完整的学科体系,完善资源科学人才培养体系;加强资源科学的学科史研究,厘定资源科学与地理学、地质学、生态学、环境科学等相关学科的相互关系,积极引入大数据理论框架及技术优势,创新"自然资源大数据"或"资源利用大数据"等相关理论及技术,建立自然资源开发利用过程动态评价方法,为...