太阳能海水淡化技术

在淡水资源日益匮乏的今天,利用太阳能进行海水(或苦咸水)淡化,已愈来愈受到重视.太阳能淡化海水的优势在于,不消耗常规能源,不产生二次污染,运行费用最省,所得淡水纯度高等.本文对太阳能海水淡化技术的发展历史进行了回顾,对该技术的现状和前景进行了综述和讨论,指出了提高其产水效率的方向.     

海水淡化工程:化解淡水资源紧缺的破题之作

公元前4世纪,著名的古希腊哲学家、自然科学家亚里士多德做了一个当时看起来十分有趣的实验:把咸水装在一只半封闭的容器里,然后通过加热将咸水烧开。随即,他惊奇地发现,水蒸气中已不含有盐分,冷凝而成的水珠也不再有咸味。这个实验是世界公认的最早的海水淡化实验。如今,海水淡化除最原始的蒸馏法外(现在的蒸馏法技术已大大向前发展了),还发明了膜法等方法。海水淡化技术经过半个世纪的发展,从技术上讲已经比较成熟,大规模地把海水变成淡水的工艺已成为世界各国普遍掌握的技术。全世界淡化水日产量约为3300万立方米,解决了1亿多人口(约占世…     

波浪能淡化海水

海水淡化的方法很多,《波浪能淡化海水》一文介绍的是以波浪能为动力,采用反渗透法来淡化海水。波浪能反渗透法淡化海水具有直接利用波浪能和能耗小等优点,有希望获得大规模应用。     

我的发明设想

多途径集能海水淡化器 地球上的淡水资源日益紧缺,向海洋要淡水,是解决这一难题的根本出路。但一般的海水淡化方法价格昂贵。我设想的多途径集能海水淡化器可以稳定地、大批量地提供淡水。多途径集能海水淡化器由太阳能电池、风力发电机和潮汐发电机等组成能源供给系统,为海水淡化器提供热能,使海水淡化器中的海水温度升高,蒸发加快;蒸发的水蒸气在冷凝器中凝结成淡水,再通过管道,输往缺水的地区。这种方法具有无污染、低成本、高效率的特点。     

蒸汽珠状冷凝传热的研究进展

蒸汽在固体表面的冷凝现象普遍存在于自然和生产生活当中.探究凝结液生成机理和热质输运过程,对实现凝结过程有机调控具有重要价值.珠状冷凝由于其高效的换热能力及其在防冰除湿、海水淡化等领域的重要作用,备受学界关注.功能界面制备技术的快速发展助力了传热调控的迅速发展,帮助加深了对相关机理的理解,同时也催生了许多新的科学问题和研究方向.本文通过介绍部分代表性工作,回顾了蒸汽珠状冷凝的研究历史,讨论了其形成机理,总结了传热模型的发展历程和功能表面的制备技术,归纳了存在的问题并探讨了未来的研究方向.     

管式换热器中的单相流体强化传热技术

随着工业迅速发展,由于增大设备容量可以减少投资和运行费用,各种工业均大力发展大容量设备,从而使配备在工业中的换热器体积和重量也相应增大。如何应用科学创新方法减小大型换热器的体积和重量已成为工业发展的关键技术。此外,在发展新能源、海水淡化,以及余热利用和节能设备中,由于冷热温差低、换热器尺寸大,也急需研制尺寸小、效能高的新型换热器。发展和应用强化传热技术,亦即采用可以增加单位传热面积传热量的技术就可有效地解决这一问题。论述了强化传热技术对发展国民经济和新能源等的重要意义,以及其发展途径和效益评价方法。此外,还论述了在单相流体管式换热器中的强化传热技术。     

奇特的动物器官

各种动物为了适应环境,都有一套奇特的器官,说来十分有趣,略举一些供欣赏。海鸥:海水淡化器海鸥有一个特殊的本领,能够把海水淡化。原来在它的嘴眼之间有一个涎腺,能够分泌涎液。这涎腺,就是它的"海水淡化器"。蜘蛛:液压腿蜘蛛的头部和胸部长着4对腿,它的腿非常奇特,里面不是肌肉而是液体。因而它行走时是船腿里面液体的     

让苦涩的海水变成甘泉--记中国工程院院士、著名膜技术专家高从堦

21世纪全球将面临严重的缺水危机.有专家预言,解决这一危机的最好办法之一,是海水淡化.可你是否知道,将苦涩的海水变成甘泉,是要通过具有选择、渗透功能的膜过滤之后才能完成的?     

石墨烯材料在水处理中的应用:传质机制与吸附特性

石墨烯由于独特的单原子层二维结构和高比表面积等优异性能而被用作选择性分离膜和吸附剂,在水处理领域具有潜在的应用前景.本文综述了石墨烯纳米多孔膜和层状堆叠的氧化石墨烯渗透膜对气体、水及离子的传质行为.纳米多孔膜因其制备技术和不成熟的打孔技术等原因而具有一定局限性;而层状渗透膜由于制备方法简单、成本低、高通透性和高选择性等优点,在水净化领域具有广阔的应用空间.进一步综述了石墨烯吸附材料对水中重金属离子、染料和有机污染物的吸附行为,分析了石墨烯材料表面官能团与污染物的相互作用机理.最后展望了石墨烯材料在膜分离、海水淡化和污染物去除等环境应用中的机遇和挑战.     

中国海水提铀研究进展

铀资源是核工业赖以发展的基础资源,是国家核能发展的战略资源,是实现核电可持续发展的重要因素.随着陆地铀矿资源的日益匮乏,开发非常规铀资源势在必行.海水提铀是最有潜力、最切实可行地获取大量铀资源的途径.但是海水提铀面临着海水中铀浓度极低(3.3μg/L)、多种共存离子浓度远高于铀酰离子等严峻的挑战,因此寻找高效率、高选择性的提铀方法成为解决问题的关键.海水提铀作为一项综合性极强的应用研究项目,近年来受到了全世界科学家的关注.本文从各类吸附材料及其吸附机理等方面介绍了近年来中国海水提铀的研究进展,并结合我国海水提铀研究的发展现状对未来的研究方向进行了展望.     

电喷雾萃取电离质谱技术及其应用进展

电喷雾萃取电离(EESI)技术是近年发展起来的一种可以在无需样品预处理的条件下对复杂基体样品进行直接质谱分析的新兴离子化技术.该技术能对液体、气溶胶、固体表面、黏性样品等不同形态样品进行分析.本文介绍了EESI技术的工作原理,系统阐述了EESI-MS技术在实际样品分析中的实现方式和技术特点,对EESI-MS现有的应用进行了简要的归纳和评述,展望了EESI技术在食品医药安全、公共安全、化学反应机理研究、代谢组学、蛋白质分析、临床诊断、环境监测等领域中的应用前景.     

海水灌溉农田不再是梦

在跨入1995年之时,联合国粮农组织的专家们发出了振奋人心的消息:用海水灌溉农田将不再是梦!随着农业科技的日新月异,科学家们正在探索利用海水灌溉农作物的方法,这当然不是采用海水淡化的方法,而是直接利用海水来灌溉农作物的方法:一方面寻找可用海水直接灌溉的天然粮食植     

奇妙的海洋淡水

在海中航行,最紧要的是要有充足的淡水供应。近在咫尺的大海,虽然全是水,但却咸得不能饮用。所以,远洋航船都要带上足够的淡水,有时还要带上笨重的海水淡化器从海水中制取淡水,以满足海上生活的需要。可是,海水淡化法所生产的淡水不仅数量有限,花费也十分昂贵。那么在辽阔的海洋上有没有淡水呢?回答是肯定的。     

荧光相关光谱技术的研究进展

荧光相关光谱技术(fluorescence correlation spectroscopy, FCS)将单分子荧光探测技术与统计光谱方法相结合,通过共聚焦荧光测量光学设计与单光子计数方法,测量微小探测体积内由于荧光分子运动所产生的荧光信号涨落,进而对此涨落信号进行关联函数分析,获得分析扩散运动速率、探测空间内平均分子数等重要参数,是研究生物学和生物化学的重要手段.与其他荧光成像和生物物理方法相比, FCS具有高分辨率和高灵敏度等优势,已成为用于量化分子动力学的强大技术,广泛应用于生物医学、生物物理学和化学等领域.本文首先介绍了单点FCS和荧光交叉相关光谱(fluorescence cross-correlation spectroscopy, FCCS)的基本原理,并对FCS和FCCS的实施提供了建议;然后介绍了扫描FCS和图像相关光谱(image correlation spectroscopy, ICS)的基本原理与方法,并对其不同的衍生技术进行了讨论;最后介绍了FCS在膜蛋白、DNA染色体、蛋白质和核酸、酶和多细胞生物及组织中的应用.我们相信,随着技术的发展, FCS有望为生物...     

基于高通量计算的反渗透淡化三维传递MLP模型构建

全球淡水资源日趋紧张.反渗透(reverse osmosis, RO)是目前最先进的淡化技术之一,占据了50%以上淡化市场.高性能RO膜可显著提高产水效率,但其高通量的特性也导致了严重的浓差极化与膜污染等共性难题,严重制约其进一步广泛应用.因此,在传统膜组件迭代设计方法的基础上,开发更高效的优化设计方法,可加速高性能RO膜的商业化,极具研究意义.本文采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)和深度学习方法,结合超级计算,构建了多工况下基于高性能RO膜的海水淡化复杂进水通道的高维非线性传递模型:建立了RO膜组件进水通道中流体流动与盐组分传递的“多物理场全耦合高保真三维模型”;基于商业进水隔网在设计参数空间范围内进行类拉丁超立方抽样,生成726组不同工况CFD模型,并行计算规模可达2万核以上;基于数据驱动的深度学习方法,建立代理传递模型,可预测整个设计参数空间内大规模参数组合工况模型的三维局部速度、压力以及浓度分布,通过计算相对均方根误差,得到预测精度分别为93.5%、98.3%和95.1%,计算效率相比传统有限元方法提高了1～2个数量级.本文提...     

快速融冰背景下北冰洋夏季表层海水CO_2分压的变异假设

近几年来,夏季北冰洋融冰出现明显加快的态势.融冰过程引起了表层海水CO_2浓度的变化,在2008年中国国家北极科学考察(CHINARE)航次通过深入到88°N的北冰洋中心区的170°W断面观测,发现表层海水中CO_2在冰覆盖下,融冰区和融冰后开阔水域等不同状况下出现了明显的变异性.针对所观测到的表层海水二氧化碳分压(pCO_2)变异性现象,我们提出了北冰洋快速融冰情景下的表层海水pCO_2变异的"低-低-高"假设,即海冰覆盖下的海水是"低"p CO_2,刚融冰的海水是"低"pCO_2,而融冰后的开阔海水会出现"高"pCO_2.出现这种"低-低-高"pCO_2变异现象是由不同驱动过程引起的.冰覆盖下海水低pCO_2,控制因素可能是水体受到不同水团的混合过程、温度变化、冰-水CO_2交换和生物冰藻微吸收CO_2过程控制,其主要诱因还需要进一步探索;现场观测表明刚融冰时海水的低pCO_2主控因素可能是生物的CO_2吸收,以及CaCO3溶解共同作用;而融冰后开阔海水的高CO_2已被论证为由于大气中CO_2快速进入海水和水体增温引起的.     

中国洁净煤技术和若干问题的思考

1997年,国务院批准了“中国洁净煤技术‘九五’计划和2010年发展计划”.洁净煤技术被列为《中国21世纪议程》中最优先发展的领域.洁净煤技术涉及煤炭、冶金、建材、化工和电力等诸多部门.电力工业部已把洁净煤发电技术列为中长期科技发展规划的重点,跨世纪四大科技先导工程之一.煤炭部则不但已将洁净煤技术列为21世纪优先和重点科研课题,并已成立了洁净煤研究中心(1994年).本文将介绍洁净煤技术及其在国内外研究的现状和水平,并对我国应优先发展的洁净煤技术领域进行探讨.     

On the development of communication techndogy and Dingxi Prefecture future development trends

通信技术的发展日新月异.中铁三局电务公司西北指挥部已在定西地区扎根数年,见证了我国西部地区通信技术的发展.文章首先介绍了3G、4G、5G通信技术,然后以中国移动在定西地区的网络建设为实例,介绍了通信技术在我国西部发展的状况,并对通信技术的发展作了长远的规划.     

Web3D虚拟现实技术概况与分析比较

文章对Web3D虚拟现实技术进行简要介绍,分析了两种Web3D技术主要特征,即基于图像的Web3D虚拟现实技术和基于模型Web3D的虚拟现实技术,并对二者进行比较,文章还分别介绍了以这两种技术为核心的代表性软件,比较出各自的优缺点,从而可以帮助使用者选择出适合不同场景、不同对象的虚拟现实展示途径以及相关技术.     

以色列:水的创新者

正海水淡化、废水再利用和高效灌溉。没有比死海更能代表中东的水资源匮乏。死海的含盐量是普通海水含盐量的10倍,只有具有高适应性的细菌和真菌能存活其中。近年来,由于以色列、叙利亚和约旦向约旦河取水,死海的水平面以每年1米的速度在降低。由于内陆海水减退,出现了许多潮滩和数以千计的落水洞,其中一些深达25米。处在水资源匮乏之中的以色列已成为水处理设施建设的典范。2013年,以色列政府甚至宣称国家用水已不受异常天气和气候干旱的影响。一度让