考察新加坡水资源利用的几点体会

介绍了新加坡污水处理、海水淡化和污水回用的基本情况，结合深圳市实际，提出深圳市水资源利用的粗浅建议。     

船用螺旋桨典型腐蚀类型与防护措施研究进展

对在海水环境中使用的船用螺旋桨的海生物附着、电化学腐蚀、空泡剥蚀及冲刷腐蚀4种典型的腐蚀原理及危害进行了概述,并对相应的防腐措施作了介绍,针对目前现有的防护措施做出了归纳和分析,指出了船用螺旋桨防腐措施的研究和应用的发展趋势。     

硼掺杂DLC薄膜在海水环境中的腐蚀磨损性能

目的 研究硼（B）掺杂对类金刚石（DLC）薄膜在人工海水介质中耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。方法 利用非平衡磁控溅射的方法,通过控制碳化硼靶材和石墨靶材电流,在304不锈钢基底表面沉积了一种无掺杂DLC薄膜和两种不同B含量的DLC薄膜（B的原子数分数分别为7.23%、13.27%）。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕仪、摩擦实验机对薄膜的化学成分、显微结构、纳米硬度、结合力及摩擦性能进行研究。通过测试薄膜在人工海水介质中的静态极化曲线和交流阻抗谱以及监测薄膜在摩擦前后和摩擦过程中的开路电位变化,来研究薄膜在人工海水中的摩擦学和耐腐蚀性能。结果 与未掺杂的DLC薄膜相比,掺杂B原子数分数为7.23%的DLC薄膜的硬度和弹性模量变化不明显,但ID/IG增大,与基底的结合力增大到36 N（无掺杂DLC薄膜为20 N）,自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,并且在人工海水介质中的摩擦系数降低了10.7%,磨损量降低了37.0%,开路电位大幅升高。掺杂B原子数分数为13.27%的DLC薄膜的摩擦学及耐蚀性能则大幅度下降。结论 在DLC薄膜中掺杂适量的B有助于提高DLC薄膜在人工海水介质中的耐腐蚀性能和磨蚀性能。     

含砂流动海水中Q235钢冲刷腐蚀行为研究

目的 研究Q235钢在不同流速和不同含砂量环境下的冲刷腐蚀行为。方法 采用旋转冲刷腐蚀试验装置,利用电化学测试手段、表面显微分析以及失重测量等方法分析流速以及含砂量对冲刷腐蚀行为的影响。结果 试样表面主要以腐蚀坑和划痕为主,随流速的增加,试样表面腐蚀坑数目增多,砂粒摩擦造成试样表面有明显划痕。含砂量较小时,试样表面腐蚀坑较大,且比较分散;随着含砂量增加,试样表面腐蚀坑增多,但是腐蚀坑直径减小。随流速的增加,试样表面腐蚀产物膜变得更加致密。随含砂量的增加,试样表面的腐蚀产物膜变厚,出现更加稳定的Fe2O3。海水流速和含砂量均较小时,Q235冲刷腐蚀电化学表征为单层结构腐蚀产物层。随流速和含砂量的增加,电化学表征转变为双层结构的腐蚀产物层,砂粒无法直接作用于基体表面。冲刷流速从1 m/s增加到5 m/s时,冲刷腐蚀速率由0.0113 mm/a增加到0.0309 mm/a,Q235钢最大腐蚀坑深度由34.47 μm增大到281.94 μm。含砂量从0.15%增加到1%时,冲刷腐蚀速率从0.0113 mm/a变为0.0107 mm/a,最大腐蚀坑深度由34.47 μm变化为16.41 μm。结论 Q235钢的腐蚀速率及腐蚀坑深对冲刷流速较为敏感,而对含砂量变化敏感性较小。     

真空度对2205双相钢在热浓缩海水中点蚀行为的影响

目的研究真空度对2205双相不锈钢在海水淡化环境中耐点蚀性能的影响。方法在1.5倍人工浓缩海水中,采用循环阳极极化曲线与电化学阻抗谱等电化学方法,研究了2205双相不锈钢的点蚀和再钝化行为,并通过扫描电子显微镜对极化后试样的腐蚀形貌进行分析。结果测试了七种不同真空状态下2205双相不锈钢的循环阳极极化曲线和电化学阻抗谱,发现随着真空度的升高,试样的自腐蚀电位和点蚀电位均不断降低,分别约从-256 m V和605 m V下降到-485 m V和363 m V(均vs.SCE),点蚀倾向明显增大。同时,Nyquist曲线中的半圆弧逐渐变得扁平,Bode图中的相位角约从80°下降到77°,但是点蚀电位与再钝化电位之差逐渐升高。不同真空度下循环阳极极化后,试样表面的点蚀坑形貌不完全相同,蚀坑数量随着真空度的升高而明显减少,当真空度升高为0.72时,点蚀坑尺寸明显减小。结论随着真空度的逐渐升高,不锈钢钝化膜的致密性和保护性降低,电化学阻抗值逐渐减小,耐点蚀性能变差,但是再钝化性能却有所增强。循环阳极极化后试样的腐蚀程度减小。     

持荷-海洋环境耦合作用下CFRP网格箍筋增强混凝土梁的耐久性能试验

为研究持荷与海洋环境耦合作用下海工钢筋混凝土结构开裂、钢筋锈蚀导致的结构服役寿命降低问题,配置4根碳纤维增强复合材料(CFRP)网格箍筋的混凝土梁,以海水浸泡时间(0,90 d)与持荷水平(0,24%P_u,48%P_u,P_u为极限承载力)为变量,研究了持荷-海水浸泡耦合作用下CFRP网格箍筋增强混凝土梁的短期耐久性能,经过90 d的海水浸泡与持荷耦合作用后进行混凝土梁受剪性能试验。结果表明:在持荷-海水浸泡耦合过程中,配置CFRP网格箍筋混凝土梁的挠度随时间持续增长,初期挠度增长较快,然后变缓,最后趋于稳定; 持荷24%P_u混凝土梁的徐变在21 d趋于稳定,而持荷48%P_u混凝土梁的徐变在45 d趋于稳定; 经过持荷与海水浸泡耦合作用后的配置CFRP网格箍筋混凝土梁的极限承载力比未持荷且未浸泡的配置CFRP网格箍筋混凝土梁高24%左右,且梁初始刚度随着持荷等级的增加而增大; 配置CFRP网格箍筋混凝土梁在海洋环境下具有较好的短期耐久性能,能够用于海洋工程。     

高铁酸钾预氧化海水的助凝效果研究

在混凝沉淀处理海水的过程中，预投加高铁酸钾，通过烧杯试验考察了其助凝效果。结果表明，预投加高铁酸钾对混凝沉淀去除海水中的浊度、UV254、CODMn和藻类均有不同程度的促进作用。pH值为5～6时，对UV254、CODMn和藻类的去除效果最好；预氧化时间为20～30min时，更有利于对上述三个指标的去除。合理剂量的高铁酸钾与三氯化铁混凝剂结合使用，不会增加混凝沉淀出水中的总铁含量。高铁酸钾预氧化海水的助凝效果明显优于常用氧化剂次氯酸钠的，且其还原产物为无毒害的Fe（Ⅲ），不会对环境造成不良影响，因此用其作为海水的预氧化剂是可行的。     

基于全周期缓慢结垢的多效蒸发海水淡化慢时变系统优化设计

多效蒸发（MED）是最主要的海水淡化方法之一,作为典型的慢时变系统,该系统在长期运行的过程中,往往会由于结垢导致蒸发器传热效率降低,造成减产甚至停工。为避免出现这种问题,工艺设计者会采取冗余设计,增大传热面积,这会导致设备投资的显著增加。为保证MED系统能够全周期运行,且尽可能减少总传热面积,提出了一种全周期优化设计方法。该方法以总传热面积最小为目标,对决策变量在整个周期内进行分段优化,同时考虑结垢过程、工艺变化以及控制方面的需求,对各效传热面积进行裕量设计,通过一步优化求解得到最优操作条件与最小传热面积,实现对慢时变系统的优化设计。最后,以八效MED海水淡化装置为例,同时用等面积法、等温差法、稳态优化设计方法以及全周期优化设计方法对系统进行设计。结果表明,全周期优化设计方法能够最大限度减少传热面积,大大降低了系统的设备投资,是一种有着良好应用前景的多效蒸发海水淡化系统优化设计方法。     

电解海水催化剂的设计与改性

电解海水是一种可再生、可持续、低成本且节约淡水资源的氢气生产方案。因此,针对天然海水或盐水电解质的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,设计开发高效、稳定的电催化剂具有良好的应用前景。为了深入了解海水电解所面临的现状和挑战,本文对电催化分解海水催化剂的设计思路与改性方法进行了系统的回顾和总结。首先详细讨论了电解海水中析氢反应、析氧反应、析氯反应的基本原理。随后对最近报道的在海水中能够稳定运行的HER和OER电催化剂进行了汇总和分析。针对阴极催化剂,分别概述了高效贵金属基电催化剂和低成本过渡金属基电催化剂。针对阳极催化剂,主要讨论了取得较大进展的镍基催化剂,随后对镍基之外的其他电催化剂进行对比补充。文章最后对电解海水催化剂目前所面临的挑战和发展方向进行了总结和展望,基于现有分析认为,在未来的研究中需要进一步探索新型电解海水催化剂的种类和结构,开发更高效稳定的阴极和具有更高OER选择性的阳极电催化剂,以满足分解海水电催化剂工业化应用的要求。     

一种海水钻井液用环空流变性改善剂的实验研究

某海上钻井项目需要一种海水钻井液用环空流变性改善剂 ,要求在钙质膨润土泥浆中加入 1%的改善剂 ,泥浆胶体稳定性好 ,表观粘度≥ 3 0mPa·s ,动切力≥ 10Pa ,滤失量≤ 10mL ,且要价格经济合理 ,可接受。本文介绍了该改善剂的室内研究过程 ,最后给出了满足要求的配方 ,该配方原料来源广泛 ,价格经济 ,性能优良