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太阳能海水淡化界面蒸发系统调控及其研究进展 认领 引用 被引量：2
1
作者 陈嘉琳 冉俊林 +3 位作者 杨阳 董甜甜 王帅 周亲雄 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期33-41,共9页
太阳能海水淡化技术凭借其可再生及零碳排放特性,被视为缓解全球淡水短缺问题的重要途径,但其发展仍受界面蒸发效率低下、运行稳定性不足及蒸汽潜热回收率有限等技术瓶颈的制约。系统梳理了光热转换机理(包括金属等离子体局部加热、半... 太阳能海水淡化技术凭借其可再生及零碳排放特性,被视为缓解全球淡水短缺问题的重要途径,但其发展仍受界面蒸发效率低下、运行稳定性不足及蒸汽潜热回收率有限等技术瓶颈的制约。系统梳理了光热转换机理(包括金属等离子体局部加热、半导体非辐射弛豫与分子热振动)及蒸发器结构类型(直接接触式与间接接触式),并提出以下核心优化策略:通过仿生多级微纳结构设计,调控界面传质传热过程;基于流体动力学耦合模型开发盐分自清洁机制,有效解决结垢问题并延长设备寿命;分析多级蒸发装置的能量梯级回收方案,指出多级蒸发体系是突破现有技术瓶颈的核心路径,但需攻克材料耐腐蚀性与规模化生产成本的难题。最后,建议未来进一步开发具备光谱选择性及自修复功能的复合光热材料,建立基于数值模拟的动态优化模型,并重点关注界面蒸发动力学与系统分析的耦合机制。 展开更多
关键词 太阳能界面蒸发 海水淡化 光热转换 界面调控 多级结构
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Performance analysis of membrane capacitive deionization(MCDI):The relative insensitivity to feedwater temperatures 认领 引用 被引量：1
2
作者 Chuanjian Cui Zhuang Liu +4 位作者 Shiyu Yang Qiang Wei Jiahui Ding Ziyang Xu Changyong Zhang 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2026年第2期693-697,共5页
Raw water temperature can fluctuate significantly throughout the year,with peaks above 30℃in summer and below 15℃in winter.Traditional desalination systems(e.g.,reverse osmosis,RO)face challenges under these varying... Raw water temperature can fluctuate significantly throughout the year,with peaks above 30℃in summer and below 15℃in winter.Traditional desalination systems(e.g.,reverse osmosis,RO)face challenges under these varying temperature conditions.Specifically,while the RO system performs well under high temperatures,its efficiency decreases sharply at lower temperatures.Membrane capacitive deionization(MCDI)is considered as an emergent and promising technology for brackish water desalination.While plenty of studies have been devoted to investigating the impacts of raw water properties(e.g.,salinity,coexisting ions,and natural organic matter)on MCDI performance,the role of water temperatures during the desalination remains under-explored.In this study,we first tested and determined the optimized MCDI operation parameters,such as the cell voltage and feedwater flow rate.Key findings showed that MCDI’s salt removal efficiency remains unaffected by feedwater temperature fluctuations.However,as feedwater temperature increases from 15℃to 40℃,the specific energy consumption for desalination slightly rises by 16.3%,and current efficiency drops by 14.1%.Compared to RO systems,the resilience of MCDI to temperature fluctuations makes it a preferable choice for brackish water treatment in areas with a large temperature difference. 展开更多
关键词 Reverse osmosis Membrane capacitive deionization Temperature fluctuations Energy consumption Current eff iciency
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Seamlessly integrated flexible Janus membranes enabling water-heat-salt synergy for solar desalination and wastewater treatment 认领 引用 被引量：1
3
作者 Lu Wang Chengbing Wang +5 位作者 Wenhe Zhang Hang Zhu Jingjing Jin Dingwen Yin Wanda Liao Jinbu Su 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期701-711,I0015,共11页
Solar-driven interfacial evaporation presents a promising approach to address global freshwater scarcity.Current challenges in photothermal membrane design lie in achieving concurrent optimization of high solar absorp... Solar-driven interfacial evaporation presents a promising approach to address global freshwater scarcity.Current challenges in photothermal membrane design lie in achieving concurrent optimization of high solar absorption,low thermal conductivity,and water transport,where existing materials fail to establish effective“water-heat-salt”synergistic regulation at the evaporation interface.This study develops a seamlessly integrated Janus membrane through growing hydrophilic Cu2−xS nanostructure on a hydrophobic carbon cloth substrate with carbon black coating(CB/CC).By precisely engineering the submicron pore architecture within the Cu2−xS layer,we established a synergistic optimization mechanism for interfacial water transport,heat management,and salt rejection.The resulting Janus membrane demonstrates a high evaporation rate of 2.22 kg m−2h−1under 1 sun with an energy efficiency of about 88.4%.Notably,the system maintains stable operation in hypersaline environments(20 wt%NaCl)and achieves continuous 5-h salt-resistant evaporation.Moreover,the Janus membranes can effectively purify various industrial wastewater,including acidic,alkaline,and organic pollutants.This study provides a new strategy for developing high-efficiency portable desalination systems through interfacial engineering of pore architecture. 展开更多
关键词 Solar-driven interfacial evaporation Seamlessly integrated Janus membrane Cu2-xS nanostructure "Water-heat-salt”synergistic regulation
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太阳能界面蒸发器蒸发性能强化研究进展 认领 引用
4
作者 黄吉光 陈灿 +3 位作者 张政 张衡 程超 陈海平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期173-181,共9页
采用蒸发速率和蒸发效率两个评价指标,综述太阳能界面蒸发器蒸发性能强化相关研究,梳理光吸收强化、热管理、水输运调节、降低蒸发焓、利用其他能量和抗盐策略6种性能强化方法,概述各方法的原理和主要手段。最后总结太阳能界面蒸发技术... 采用蒸发速率和蒸发效率两个评价指标,综述太阳能界面蒸发器蒸发性能强化相关研究,梳理光吸收强化、热管理、水输运调节、降低蒸发焓、利用其他能量和抗盐策略6种性能强化方法,概述各方法的原理和主要手段。最后总结太阳能界面蒸发技术当前亟待解决的问题,展望未来研究方向。 展开更多
关键词 太阳能 海水淡化 蒸发 界面蒸发器 蒸发焓 性能强化
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临海钢厂水电共生海水淡化系统的安全控制策略研究 认领 引用
5
作者 吴礼云 郑忠 +3 位作者 陈素君 于悦波 陈德磊 张开天 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期19-33,共15页
以临海钢铁企业的水电共生海水淡化新技术系统为对象,针对该系统以汽轮机乏汽作为低温多效蒸发海水淡化的热源,汽轮发电机组与海水淡化机组耦合紧密,联合安全控制难度大、技术缺乏的问题,从优先考虑设备安全运行的角度,设计了适合水电... 以临海钢铁企业的水电共生海水淡化新技术系统为对象,针对该系统以汽轮机乏汽作为低温多效蒸发海水淡化的热源,汽轮发电机组与海水淡化机组耦合紧密,联合安全控制难度大、技术缺乏的问题,从优先考虑设备安全运行的角度,设计了适合水电共生工艺的启动逻辑、设备故障下的设备安全联锁保护逻辑、汽轮机低负荷场景下海水淡化装置的模式切换保护逻辑等安全控制策略,可实施对汽轮发电机组和海水淡化装置的双向联锁保护。该技术方案在某沿海钢铁厂的实际运用结果表明,所设计的水电共生安全控制策略,可实现整个系统的安全有序启动;在设备故障场景下能够实现主设备系统的双向安全联锁停机,具备既可在汽轮发电机组故障时连停海水淡化装置,也可以在海水淡化装置故障时连停汽轮发电机组;同时,安全策略能适应钢厂煤气大负荷调节的需要,安全运行效果明显。 展开更多
关键词 临海钢厂 水电共生 海水淡化 联锁保护 启停逻辑 大负荷调节
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含海水淡化制氢的综合能源系统水-能-碳协同优化 认领 引用
6
作者 李春燕 吴承煌 +2 位作者 谢开贵 汤佶元 庹彦楠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期564-575,I0040-I0045,共12页
水系统与能源系统的复杂耦合关系对可持续发展具有重要影响,而能源系统作为水资源消耗和二氧化碳排放的主要来源,其运行特性直接决定了系统的整体环境效益。然而,现有研究在系统双向耦合机制的准确刻画以及关键能源转换过程的精确建模... 水系统与能源系统的复杂耦合关系对可持续发展具有重要影响,而能源系统作为水资源消耗和二氧化碳排放的主要来源,其运行特性直接决定了系统的整体环境效益。然而,现有研究在系统双向耦合机制的准确刻画以及关键能源转换过程的精确建模方面仍存在不足,限制了系统低碳节水潜力的深入挖掘。鉴于此,该文提出一种含海水淡化制氢的综合能源系统水-能-碳协同优化模型。首先,通过构建同时考虑能源系统耗水和水系统耗电的双向耦合模型,阐明系统间的互馈机制;其次,建立电解槽制氢效率与用电功率的解析关系模型,将复杂的动态运行特性转化为可嵌入优化问题的代数约束;随后,通过构建水-能耦合系统碳排放流模型,明确各子系统的碳排放责任;最后,采用改进的分布式优化算法求解多系统低碳协同调度模型。算例分析表明,该协同优化方法在降低系统运行中的碳排放和水消耗方面效果显著,同时具备良好的经济性。 展开更多
关键词 海水淡化 电解水制氢 动态运行特性 水-能-碳关系 优化运行
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Nature-Inspired Upward Hanging Evaporator with Photothermal 3D Spacer Fabric for Zero-Liquid-Discharge Desalination 认领 引用
7
作者 Ye Peng Yang Shao +3 位作者 Longqing Zheng Haoxuan Li Meifang Zhu Zhigang Chen 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期545-561,共17页
While desalination is a key solution for global freshwater scarcity,its implementation faces environmental challenges due to concentrated brine byproducts mainly disposed of via coastal discharge systems.Solar interfa... While desalination is a key solution for global freshwater scarcity,its implementation faces environmental challenges due to concentrated brine byproducts mainly disposed of via coastal discharge systems.Solar interfacial evaporation offers sustainable management potential,yet inevitable salt nucleation at evaporation interfaces degrades photothermal conversion and operational stability via light scattering and pathway blockage.Inspired by the mangrove leaf,we propose a photothermal 3D polydopamine and polypyrrole polymerized spacer fabric(PPSF)-based upward hanging model evaporation configuration with a reverse water feeding mechanism.This design enables zero-liquiddischarge(ZLD)desalination through phase-separation crystallization.The interconnected porous architecture and the rough surface of the PPSF enable superior water transport,achieving excellent solar-absorbing efficiency of 97.8%.By adjusting the tilt angle(θ),the evaporator separates the evaporation and salt crystallization zones via controlled capillary-driven brine transport,minimizing heat dissipation from brine discharge.At an optimal tilt angle of 52°,the evaporator reaches an evaporation rate of 2.81 kg m−2 h−1 with minimal heat loss(0.366 W)under 1-sun illumination while treating a 7 wt%waste brine solution.Furthermore,it sustains an evaporation rate of 2.71 kg m−2 h−1 over 72 h while ensuring efficient salt recovery.These results highlight a scalable,energy-efficient approach for sustainable ZLD desalination. 展开更多
关键词 Desalination Solar interfacial evaporation Biomimetic design Zero liquid discharge Thermal management
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Hydrogel Fiber Evaporator with Vertical Channels Integrated with Dual Heat Supply/Insulation Model for Continuous Solar Desalination 认领 引用
8
作者 Tian Wang Shuai Gao +3 位作者 Yongli Yu Zhigang Chen Lili Wang Xiansheng Zhang 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第8期185-204,共20页
Hydrogel-based evaporators offer unique advantages for seawater desalination,yet the high verticalization of water transport channels remains significantly constrained by the random arrangement of polymers.Herein,a ve... Hydrogel-based evaporators offer unique advantages for seawater desalination,yet the high verticalization of water transport channels remains significantly constrained by the random arrangement of polymers.Herein,a versatile and scalable“wet-spinning hydrogel fibers assisted with constrained alignment(HFCA)”strategy is proposed to fabricate hierarchically porous hydrogel fiber evaporator,achieving the perfectly vertical,large-scale spaces between adjacent fibers and smallscale pores within the hydrogel itself.The synergistic role of multiscale pores significantly enhances the siphon effect between fibers and the water transport capacity,while improving thermal localization,light absorption,and salt flux.Moreover,rather than employing the popular“heat isolation model”,a dual“heat supply/insulation model”is introduced for the first time in a three-dimensional evaporator,where a novel heating layer providing additional heat to the bulk water,along with an insulation layer minimizing heat loss.Together,these components create a positive net energy balance,transforming the single cold into a combined cold/hot evaporation manner on the side surface.Using this model,the HFCA evaporator exhibits the high evaporation rate(8.09 kg m−2 h−1,1 KW m−2)among the reported hydrogel-based evaporators and achieves exceptional outdoor evaporation(64.74 kg m−2 for 9 h),accompanied with salt tolerance,anti-oil fouling,and self-cleaning capacities. 展开更多
关键词 Perfect verticalization Multiscale pores Heat supply/insulation model Cold/hot evaporation Maximum utilization of energy
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计及可靠性的含海水淡化厂电-水综合系统协同扩容规划 认领 引用
9
作者 刘杨 李春燕 +2 位作者 汤佶元 谢开贵 胡博 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2026年第7期27-36,共10页
为了揭示电力系统、水系统之间的复杂耦合关系及其可靠性对电-水综合系统(IEWS)扩容规划的影响,提出一种计及可靠性的IEWS协同扩容规划方法,以保障系统安全、可靠。根据IEWS的运行机理,考虑电-水耦合关系对IEWS扩容规划的影响,建立计及... 为了揭示电力系统、水系统之间的复杂耦合关系及其可靠性对电-水综合系统(IEWS)扩容规划的影响,提出一种计及可靠性的IEWS协同扩容规划方法,以保障系统安全、可靠。根据IEWS的运行机理,考虑电-水耦合关系对IEWS扩容规划的影响,建立计及可靠性的IEWS协同扩容规划模型;采用马尔可夫链蒙特卡罗模拟法计算可靠性指标,并在对元件状态进行抽样时同时考虑电力系统、水系统元件的随机故障;基于Benders分解方法,将协同扩容规划模型分解为投资运行主问题、可靠性子问题,通过子问题与主问题的反复迭代实现模型求解,所得扩容规划方案不仅可以保障IEWS的可靠性,还能最小化投资成本与运行成本之和。对2个不同规模的IEWS进行仿真分析,验证所提模型及评估方法的有效性和适应性。 展开更多
关键词 电-水综合系统 可靠性 扩容规划 Benders分解 海水淡化厂
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System with Thermal Management for Synergistic Water Production,Electricity Generation and Crop Irrigation 认领 引用
10
作者 Meng Wang Zixiang He +7 位作者 Haixing Chang Yen Wei Shiyu Zhang Ke Wang Peng Xie Rupeng Wang Nanqi Ren Shih‑Hsin Ho 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第2期539-552,共14页
Sustainable water,energy and food(WEF)supplies are the bedrock upon which human society depends.Solar-driven interfacial evaporation,combined with electricity generation and cultivation,is a promising approach to miti... Sustainable water,energy and food(WEF)supplies are the bedrock upon which human society depends.Solar-driven interfacial evaporation,combined with electricity generation and cultivation,is a promising approach to mitigate the freshwater,energy and food crises.However,the performance of solar-driven systems decreases significantly during operation due to uncontrollable weather.This study proposes an integrated water/electricity cogeneration-cultivation system with superior thermal management.The energy storage evaporator,consisting of energy storage microcapsules/hydrogel composites,is optimally designed for sustainable desalination,achieving an evaporation rate of around 1.91 kg m-2h-1.In the dark,heat released from the phase-change layer supported an evaporation rate of around 0.54kg m-2h-1.Reverse electrodialysis harnessed the salinity-gradient energy enhanced during desalination,enabling the long-running WEC system to achieve a power output of~0.3 W m-2,which was almost three times higher than that of conventional seawater/surface water mixing.Additionally,an integrated crop irrigation platform utilized system drainage for real-time,on-demand wheat cultivation without secondary contaminants,facilitating seamless WEF integration.This work presents a novel approach to all-day solar water production,electricity generation and crop irrigation,offering a solution and blueprint for the sustainable development of WEF. 展开更多
关键词 Thermal management Water/electricity cogeneration Cultivation Water–energy–food nexus Sustainable development
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Cu-MOFs复合球的构筑及其吸附脱盐性能研究 认领 引用
11
作者 骆华勇 陈锦文 +2 位作者 陈智伦 曾珏僖 刘雨 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第4期86-91,共6页
采用溶剂热法成功在双网络海藻酸铜/聚乙烯醇复合凝胶球中原位合成了Cu-MOFs,并用于吸附去除水中的NaCl。通过SEM、FTIR、XRD对Cu-MOFs复合球的微观形貌和化学结构进行了分析,研究了其对水中NaCl的吸附性能和机理。研究结果表明,Cu-MOF... 采用溶剂热法成功在双网络海藻酸铜/聚乙烯醇复合凝胶球中原位合成了Cu-MOFs,并用于吸附去除水中的NaCl。通过SEM、FTIR、XRD对Cu-MOFs复合球的微观形貌和化学结构进行了分析,研究了其对水中NaCl的吸附性能和机理。研究结果表明,Cu-MOFs成功负载于复合凝胶球表面;准二级动力学模型和Langmuir模型更能准确其吸附NaCl过程,298 K下经Langmuir模型拟合的最大吸附量为41.71 mg/g;5次吸附-解吸实验后,Cu-MOFs复合球的吸附能力变得不稳定,但对NaCl的解吸率较为稳定,可达47%以上;7次连续吸附脱盐后,进料液中的盐浓度从10 000 mg/L降至1 836 mg/L。Cu-MOFs复合球吸附NaCl的机理主要包括负载Cu-MOFs的强相互作用以及部分还原的Cu(I)与Cl-反应形成CuCl沉淀。同时,Cu-MOFs复合球具有固液易分离的特性,可为节能海水淡化技术提供新的思路。 展开更多
关键词 铜基MOFs 海藻酸钠 复合球 吸附 海水淡化
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水凝胶基太阳能界面蒸发材料设计及研究进展 认领 引用
12
作者 王敏 胥建美 +4 位作者 朱玉轩 吴英震 徐国荣 徐克 杨扬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第12期83-92,共10页
太阳能界面蒸发技术作为一种绿色、清洁且可持续的水净化方式,通过利用太阳能从海水、废水等水体中生产清洁淡水,为解决全球淡水短缺问题展现出巨大的应用潜力。在该技术体系中,蒸发器的基底材料是影响系统性能的关键构成要素,其微观结... 太阳能界面蒸发技术作为一种绿色、清洁且可持续的水净化方式,通过利用太阳能从海水、废水等水体中生产清洁淡水,为解决全球淡水短缺问题展现出巨大的应用潜力。在该技术体系中,蒸发器的基底材料是影响系统性能的关键构成要素,其微观结构与理化性质直接决定蒸发速率和光-蒸汽转换效率。近年来,水凝胶凭借独特的三维互联多孔网络、卓越的亲水性以及功能可调控性,被视为构建高性能太阳能界面蒸发器的理想平台材料,受到广泛研究和关注。本文系统综述了水凝胶基太阳能界面蒸发材料的最新研究进展,重点分析了提升蒸发性能的热学调控和水传输调控策略,并介绍了水凝胶基蒸发器在海水淡化、废水处理、化学资源提取、水电联产、大气集水与农业灌溉等多个领域的创新应用。最后,总结并讨论了该技术在实际应用中所面临的挑战,并对其未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 水凝胶 太阳能界面蒸发 热学调控 水传输 海水淡化
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陶瓷膜在水母暴发期海水淡化预处理的应用研究 认领 引用
13
作者 杨鑫 刘旭阳 +3 位作者 杨兴涛 王钧 李珂 张卫军 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第5期23-29,共7页
水母暴发期海水淡化预处理面临膜污染加剧的挑战,传统有机膜存在运行周期短、抗污染能力不足等问题。为保障水母暴发期海水淡化反渗透进水水量和水质的稳定,本研究系统评价了国产陶瓷超滤膜在水母暴发期的应用性能,对比分析了其与有机... 水母暴发期海水淡化预处理面临膜污染加剧的挑战,传统有机膜存在运行周期短、抗污染能力不足等问题。为保障水母暴发期海水淡化反渗透进水水量和水质的稳定,本研究系统评价了国产陶瓷超滤膜在水母暴发期的应用性能,对比分析了其与有机膜在恒压/恒流模式下的产水效能及清洗优化策略。结果表明:在恒压模式下,陶瓷膜于低压工况(0.05 MPa)下表现卓越,水母暴发前初始产水通量达233 L/(m2·h),为有机膜的2.4倍,稳定运行时间延长至180 min,为有机膜的3倍;水母暴发后,其运行时间仍为有机膜的3.2倍。然而,高压(0.15 MPa)或高通量(7 m3/h)工况下,陶瓷膜产水浊度超标,需通过动态调节跨膜压差优化运行。在恒压和恒流模式下,陶瓷膜在5 m3/h通量时运行周期显著优于有机膜,单运行周期内单位膜面积累积产水量显著提升。清洗优化正交试验显示,碱洗静置时间是影响清洗效率的核心参数,需优先优化其区间并协同调控次氯酸钠通量、酸洗静置时间、碱洗进药通量。本研究为水母暴发期海水淡化预处理工艺提供了理论支持,并为国产陶瓷膜在海水淡化预处理中的应用提供了应用示范案例。 展开更多
关键词 国产陶瓷超滤膜 海水淡化 有机超滤膜 水母暴发 跨膜压差 产水量 正交试验
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基于Micro-CT和深度学习的盐溶液冰离心分离微观结构研究 认领 引用
14
作者 张灿 杨晖 +1 位作者 崔哲 王溪 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期2651-2663,共13页
冷冻离心法是一种基于冷冻过程的复合脱盐方法。分布在冰内部的盐胞会影响盐溶液冰的盐度,降低脱盐效果。本文在实验室可控条件下单向冷冻3%(质量)的NaCl溶液,冷冻温度设置为-24℃;采用高分辨率X射线计算机断层扫描(micro-computed tomo... 冷冻离心法是一种基于冷冻过程的复合脱盐方法。分布在冰内部的盐胞会影响盐溶液冰的盐度,降低脱盐效果。本文在实验室可控条件下单向冷冻3%(质量)的NaCl溶液,冷冻温度设置为-24℃;采用高分辨率X射线计算机断层扫描(micro-computed tomography,Micro-CT)技术扫描了不同离心参数处理前后的NaCl溶液冰,获得了冰样的CT图像;使用深度学习(deep learning,DL)技术分析了CT图像中盐胞和空气相面积比例等微观参数的变化,并将其与离心前后溶液冰的盐度进行了对比分析。还研究了离心前后冰样内部孔隙和连通性的变化。本研究证明了将Micro-CT技术与DL相结合,能够对离心处理前后盐溶液冰样品内部结构进行可视化观测和定量表征,有助于从微观角度深入理解冷冻离心脱盐过程。 展开更多
关键词 NaCl溶液冰 深度学习 盐胞 冷冻离心脱盐 微型计算机断层成像
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基于“自上而下”和“自下而上”策略的木质海水蒸发器研究进展 认领 引用
15
作者 冯前 钦浩函 +1 位作者 谭思聪 徐朝阳 《林业工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第4期11-25,共15页
木质海水蒸发器的开发是完善能源绿色低碳转型与推动海水淡化应用的重要途径。木材作为一种结构层次分明、构造复杂有序的多孔复合材料,其壁层、孔道结构天然适合用作木质海水蒸发器的传输基体。木材细胞腔、纹孔室等细胞壁间隙可以有... 木质海水蒸发器的开发是完善能源绿色低碳转型与推动海水淡化应用的重要途径。木材作为一种结构层次分明、构造复杂有序的多孔复合材料,其壁层、孔道结构天然适合用作木质海水蒸发器的传输基体。木材细胞腔、纹孔室等细胞壁间隙可以有效限制热量传导,减少能量损失,在海水淡化及清洁水生产等方面展现出巨大的研究价值与应用潜力。从木材的解剖构造及其组分构成出发,阐述了以木质材料作为传输基体构建木质海水蒸发器的天然优势,对比分析了木质海水蒸发器“自上而下”与“自下而上”的构建策略,并从基材选择、工艺可控等角度进行系统评估,归纳了木质微纳纤维重组和天然仿生结构设计对蒸发性能的影响。在此基础上,引入归一化速率与蒸发速率增益倍数构建跨实验室的定量性能评价指标,探讨了木质海水蒸发器“天然木质骨架+解构纤维重组”协同构筑新思路与木质海水蒸发器的研究方向,旨在为木质海水蒸发器结构设计与性能提升提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 木质材料 海水蒸发 自上而下 自下而上 解剖构造 组分构成
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对流效应对生物质材料水蒸发性能的影响研究 认领 引用
16
作者 王伟 李宇恒 +3 位作者 桓茜 靳浩斌 陈江涛 朱航科 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第6期58-63,69,共6页
太阳能界面水蒸发因其绿色、环保、节能优势在水处理、淡化脱盐领域展示了巨大潜力,多孔蒸发材料是提升界面蒸发性能的关键。生物质材料具有天然发达孔隙,为界面水输送和蒸汽扩散提供了高效路径。为此,制备了一种基于垂直阵列钻孔通道... 太阳能界面水蒸发因其绿色、环保、节能优势在水处理、淡化脱盐领域展示了巨大潜力,多孔蒸发材料是提升界面蒸发性能的关键。生物质材料具有天然发达孔隙,为界面水输送和蒸汽扩散提供了高效路径。为此,制备了一种基于垂直阵列钻孔通道的生物质多孔碳材料,并进一步研究了环境对流效应(1~4 m/s)对材料蒸发和耐盐性能的影响。结果表明,在1个标准太阳光照强度(1 kW/m2),三维钻孔通道材料在3.5%NaCl溶液中具有1.53 kg/(m2·h)的蒸发速率,即使在10%高盐度下仍然达到1.31 kg/(m2·h)的蒸发速率,显示了有效的蒸发耐盐性能。进一步通过外加的环境对流效应,有效提升了材料的蒸汽产出速率,在1、2、4 m/s风速下材料的蒸发速率分别达到了3.35、3.70、4.08 kg/(m2·h)。值得注意的是,在20%高盐度和2 m/s适合风速下,材料实现了高效稳定的水蒸发,蒸发速率和效率分别为3.11 kg/(m2·h)和102.84%,表明适度的环境对流能够提升材料界面蒸发耐盐性能,保持高效的稳定蒸发和淡化能力。 展开更多
关键词 太阳能蒸发 碳材料 阵列通道 对流效应
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水母暴发期海水淡化反渗透压差骤增原因探讨 认领 引用
17
作者 杨鑫 刘旭阳 +3 位作者 王钧 杨兴涛 张磊 梁俊哲 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第7期128-132,共5页
海水淡化系统在水母暴发期间容易受到水母分泌物和碎片胶体的影响,导致胶体及微生物污染,进而引起反渗透膜跨膜压差的骤增。本研究结合水母暴发前后反渗透膜实际运行工况,系统地分析了水母暴发期与非暴发期海水淡化厂各工艺段菌落总数... 海水淡化系统在水母暴发期间容易受到水母分泌物和碎片胶体的影响,导致胶体及微生物污染,进而引起反渗透膜跨膜压差的骤增。本研究结合水母暴发前后反渗透膜实际运行工况,系统地分析了水母暴发期与非暴发期海水淡化厂各工艺段菌落总数的时空分布特征,并进行了微生物种群数的详细比较。同时,通过正交试验法研究了影响反渗透跨膜压差的主要因素。研究结果表明,水母暴发后,反渗透膜的跨膜压差在短时间内平稳运行后迅速增加,短时间内旧膜跨膜压差提高0.63 bar,新膜提高0.55 bar;菌落总数测试结果显示,水母暴发前后,超滤产水菌落总数变化不大,但一级反渗透浓盐水的菌落总数显著增加,提高了10~20倍;微生物种群数量分析表明,水母暴发后超滤和反渗透膜上的原核微生物属类数量下降,而真核微生物属类数量上升;正交试验表明,超滤产水储罐可能是反渗透膜微生物污染的主要污染源,将杀菌剂连续投加在超滤产水储罐,并通过增加过水流量以降低超滤产水在储罐内的水力停留时间,可以有效控制反渗透系统跨膜压差的增加。本研究不仅揭示了水母暴发对海水淡化系统运行的深远影响,还为优化杀菌剂投加策略提供了科学依据,对指导水母暴发期海水淡化厂反渗透单元的运行管理具有重要的现实意义和应用价值。 展开更多
关键词 水母暴发 海水淡化 反渗透 菌落总数 杀菌剂
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16英寸反渗透膜元件在海水淡化工程中的应用展望 认领 引用
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作者 苏慧超 尹立辉 +1 位作者 薛喜东 赵河立 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第5期30-34,55,共5页
反渗透海水淡化厂向超大型甚至特大型发展是必然趋势,而采用大尺寸膜元件是大型反渗透系统优化设计的方向之一。通过软件模拟方式,对比了膜元件类型、尺寸和运行条件对16英寸和8英寸膜系统性能的影响,结果表明膜元件类型对系统性能影响... 反渗透海水淡化厂向超大型甚至特大型发展是必然趋势,而采用大尺寸膜元件是大型反渗透系统优化设计的方向之一。通过软件模拟方式,对比了膜元件类型、尺寸和运行条件对16英寸和8英寸膜系统性能的影响,结果表明膜元件类型对系统性能影响突出,温度和回收率对能耗的影响更大,16英寸膜系统节能效果更好。进一步对比膜组的设计方式和经济性,16英寸膜组经济性更好,更加节省占地和节约投资,布置方式更灵活,膜元件最佳串联长度为5~9支。随着海水淡化厂的规模不断扩大,其能耗优势和经济优势将更为显著。 展开更多
关键词 16英寸膜元件 8英寸膜元件 超大型 特大型 海水淡化
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三维多孔材料基光热蒸发器研究进展 认领 引用
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作者 高原 孙淼 +3 位作者 赵青 杨林燕 周兴海 吕丽华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2026年第3期26-31,35,共6页
太阳能驱动界面蒸发技术是一种新兴的太阳能利用技术,被广泛应用于海水淡化和污水净化,为解决淡水资源短缺问题提供了新思路。该技术具有绿色环保和低能耗等优点,应用前景广阔。三维(3D)光热蒸发器凭借独特的结构优势,不仅扩大了光吸收... 太阳能驱动界面蒸发技术是一种新兴的太阳能利用技术,被广泛应用于海水淡化和污水净化,为解决淡水资源短缺问题提供了新思路。该技术具有绿色环保和低能耗等优点,应用前景广阔。三维(3D)光热蒸发器凭借独特的结构优势,不仅扩大了光吸收面积、提高了光吸收率,同时也提高了蒸发速率和蒸发效率。综述了近年来3D多孔材料(包括天然3D多孔材料和合成3D多孔材料)在光热蒸发领域应用中的研究进展,介绍了不同材料的优势及局限性,梳理了其蒸发机理和性能。最后,指出了目前光热蒸发实际应用中仍存在的问题,并展望了3D光热蒸发器未来的研究方向和应用前景。 展开更多
关键词 太阳能 三维多孔材料 光热蒸发器 海水淡化
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反渗透海水淡化宽调节高压给水工艺探讨 认领 引用
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作者 薛喜东 冯涛 +2 位作者 潘春佑 王敏 王可宁 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2026年第5期35-39,共5页
针对河口地区海水盐度、温度变化大的特点,本文设计了基于双高压泵串联的反渗透海水淡化宽调节高压给水工艺,采用反渗透模拟软件研究了季节对运行压力的影响,结合泵性能数据对比分析了单高压泵/双高压泵串联的整体效率,并对双高压泵串... 针对河口地区海水盐度、温度变化大的特点,本文设计了基于双高压泵串联的反渗透海水淡化宽调节高压给水工艺,采用反渗透模拟软件研究了季节对运行压力的影响,结合泵性能数据对比分析了单高压泵/双高压泵串联的整体效率,并对双高压泵串联扬程组合进行了优化分析,从设备投资及运行电耗两方面进行了经济性分析。结果表明,海水温度呈夏季高冬季低趋势,海水含盐量呈雨季低旱季高趋势,运行压力呈夏季低冬季高趋势;双高压泵串联的整体效率明显高于单高压泵,在模拟工况下,双高压泵串联的最佳扬程组合是“450 m+150 m”,整体效率始终维持在77.5%~81.5%,较单高压泵提高约5%,平均功率降低约124.3 kW,每年节约电费约76.2万元,投资回收期约1年。 展开更多
关键词 反渗透 海水淡化 宽调节,双高压泵 串联泵
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