环境约束下中国省际水资源两阶段效率及影响因素研究

本文把水资源利用系统分为水资源利用阶段和污染物处理阶段,在环境规制下采用考虑非期望产出的两阶段SBM模型,对2001—2014年中国31个省级行政区的水资源利用整体效率和各阶段效率进行测度,并利用空间自相关分析方法对中国各地区水资源利用整体效率的时空特征进行分析,然后运用考虑空间效应因素的空间滞后计量模型和空间误差计量模型从人均水资源量、工业用水量、生活用水量、人均GDP、对外开放程度、产业结构、技术进步等方面对各地区水资源利用整体效率的影响因素进行分析。结果表明:(1)整体上看水资源利用第一阶段效率明显高于第二阶段效率,而整体效率接近于第二阶段效率,第二阶段效率决定了水资源利用整体有效性。(2)通过各阶段投入产出冗余来看,水资源污染物产出过多和处理不足是导致第二阶段效率不高的原因。(3)水资源利用整体效率的空间自相关强度显著大于0,在空间上呈现集聚分布特征,东部沿海地区为H-H集聚类型,中部和西部为L-L集聚类型。(4)各地区水资源利用整体效率存在空间溢出效应,一个地区的整体效率不仅受本地区因素影响,还受临近地区整体效率的影响。(5)在考虑和不考虑空间效应的计量估计结果中,工业用水量对整体效率产生显著的负向影响,而人均GDP、对外开放程度对整体效率产生显著的正向影响。根据实证结果,得出以下结论:一是加强水资源污染物排放管理,增强污水处理能力;二是实现高效工业用水,减少工业用水量;三是发挥各地区水资源禀赋优势,加强区域合作,优化水资源区域配置,促进经济-环境协调可持续发展。     

Off-design performance analysis of a transcritical CO2 Rankine cycle with LNG as cold source

The transcritical CO₂ Rankine cycle with liquefied natural gas (LNG) as cold source is a promising power system to utilize mid- and low-temperature heat source. Most previous works focused on thermodynamic and thermoeconomic analysis or optimization for the system. In this article, an off-design performance analysis for the system is conducted. An off-design mathematical model for the system is established to examine the variation of system performance with the variations of heat source mass flow rate and temperature. A modified sliding pressure regulation control strategy, which regulates turbine inlet pressure to keep the temperature difference between heat source temperature and turbine inlet temperature constant, is applied to control the system when off-design conditions happen. The results show that when the mass flow rate or the temperature of heat source is less or lower than that of design condition, both the net power output of system and the system exergy efficiency decrease, whereas when they are more or higher than the values of design condition, the net power output of system increases but the system exergy efficiency still decreases. In addition, both CO₂ turbine and NG turbine could almost keep the designed efficiency values under the applied control strategy.     

New method for harvesting energy from fluid flow based on undulatory motion

In nature, fish have gained wonderful swimming ability over the thousands of years of evolution. As the fish swims, its body, namely, it’s dorsal or tail fin undulates and then alternating waves are sent down the body towards the tip of the tail. These waves generate a jet in the wake and hence a forward force, namely thrust. Scientific studies have already shown that undulatory swimming is a highly effective means of continuous locomotion and has been successfully adopted in many kinds of robotic fishes currently being developed. However, our latest research found that if wave velocity that defines the undulatory motion of the body or the ‘fin’ is less than a specific value, the fishlike body with undulatory motion also has the capability to harvest kinetic energy from flowing fluid. This finding proposes a new energy-harvesting concept which could offer a new and promising solution to support the long-distance voyage of a biomimetic robotic fish.     

国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项2016年度申报情况解析

2015年2月,科技部发布国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项2016年度指南,历经申报和立项评审,最终有31个项目获得立项支持。本文简述了中国21世纪议程管理中心作为承担本专项过程管理任务的专业机构,在2016年项目申报过程中的工作流程和相关数据分析,对今后开展有关工作提出了建议,为相关领域科研人员申报本专项项目提供一定参考。     

用黄姜皂素残渣制备活性炭

以黄姜皂素残渣为原料,用ZnCl2为活化剂制备活性炭,研究了活化温度、活化剂浓度、液固比、活化时间对活性炭吸附性能的影响。在活化温度600℃、活化时间90min、ZnCl2质量分数40％、液固比（质量比）4条件下。制备的活性炭碘吸附值为933mg/g,苯酚吸附值为139mg/g,亚甲基蓝脱色力为150mL/g,性能优于对比的商业颗粒活性炭。     

酸化碱渣对氨氮的吸附和解吸性能

研究了氨氮质量浓度、体系温度、时间、酸化碱渣溶液的pH等对酸化碱渣吸附氨氮性能的影响,比较了作为解吸剂的蒸馏水和NaCl溶液对氨氮的解吸效果。在选定的实验条件下,酸化碱渣对氨氮的最大吸附量可达13．9mg／g。氨氮吸附量随其质量浓度的增加而增大、随体系温度的升高而降低,酸化碱渣溶液的pH对吸附性能的影响可以忽略。酸化碱渣表面吸附作用力主要为偶极间力和氢键力,吸附过程可用一级动力学方程模拟。NaCl溶液对氨氮的解吸效果好于蒸馏水,最大解吸率为25．7％。     

我国磷石膏处置现状及绿色发展对策

磷石膏的大量堆存不仅占用土地、浪费资源,存在巨大的环境和安全风险,更与我国无废城市发展理念相违背.本文系统梳理了近年来我国磷石膏产排现状、资源化利用现状和资源化利用途径.分析了磷石膏资源化所面临的问题和挑战,主要包括政策支持不配套、标准体系不完善、技术支撑不足和产品市场竞争力弱等.提出磷石膏绿色发展应从政策扶持、技术突...     

皂素生产废水的资源化综合利用实验

皂素生产废水是强酸性高浓度有机废水,富含淀粉水解后的糖类.据此特点,以皂素生产中的一次废水为原料,经中和处理后进行酒精发酵,使废水资源化.结果表明,采用工业氨水为中和剂,中和用量为5.20%(体积分数),发酵接种量为10%(体积分数),总发酵时间为60 h时,4 L废水可生产出95%的工业酒精120 mL.一次废水COD去除率达75%,后续废水量大大减少,具有明显的环境效益.经估算每生产lt工业酒精可处理4lt一次废水,与生产成本相比,具有明显的经济效益.     

青岛市水资源问题探讨

较为详细地分析了青岛市城市供水现状、制约供水能力的主要因素,着眼于青岛市经济全面、协调与可持续发展,运用系统分析的观点,提出了解决青岛城市用水供需矛盾的可行性策略.     

污泥生物脱毒后土地利用对农作物及土壤环境的影响研究:田间试验

以水稻为实验材料,通过田间小区实验研究了制革污泥在生物脱毒前后以及脱毒污泥和化肥混施对旱作水稻生长和土壤环境的影响.结果表明,原始制革污泥对水稻的生长有明显的抑制作用,产量与对照比较下降了27%;而经脱毒后的污泥对水稻的生长与对照比较有明显的促进作用,分蘖明显,水稻苗期叶绿素含量、生物量(鲜重)和产量分别增加了17.3%、17.96%、16.95%;污泥和化肥混合施用的水稻的产量增加了20%.同时,脱毒后污泥的施用提高了土壤中有机质的含量,增加到29.79%,全N的含量提高了20.00%.但是,施用生物脱毒污泥一个季度后土壤pH有所下降;土壤中的重金属铬有所增加,但仍未超过土壤环境质量一级标准.重金属铬主要富集在水稻根部,籽粒中铬的含量没有超过食品安全的标准.长期施用脱毒污泥要考虑环境安全性问题,即使对于生物沥浸处理后的污泥也最好不施用到进入食物链的农地上,可用在园林绿化等用途上.