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   科技导报
2021年 39卷 17期
刊出日期:2021-09-13

卷首语
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研究论文
综述
科学共同体要闻
科技人文
专题:精细化工废水处理技术
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科技导报. 2021, 39 (17): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (2377 KB)  ( 19 )
摘要 ( 57 )
精细化工是国民经济的支柱产业之一,带动了国家经济增长,但也带来了环境问题。精细化工废水具有高盐、高浓度、高毒性等特征,导致废水及结晶废盐处理难度大,严重制约了行业绿色可持续发展。精细化工废水无害化及资源化处理成为行业亟待解决的难题。
卷首语

电动汽车的发展和四网四流融合

陈清泉
科技导报. 2021, 39 (17): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (379 KB)  ( 68 )
摘要 ( 61 )
习近平总书记对能源革命、汽车革命做了一系列精辟指示,并提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。电动汽车出现于1834年,比内燃机汽车还要早50年,电动汽车的发展也是时起时伏,很大程度决定于技术、政策、企业、市场、资本等要素,其中最重要的是政策驱动和市场驱动的良性互动。中国当前的政策、技术、市场互动良好,同时,由于我们的市场最大,中国已连续6年成为全球电动汽车产销量最大的国家。
科学共同体要闻

中国-上海合作组织数字经济产业论坛、2021中国国际智能产业博览会在重庆举行

科技导报. 2021, 39 (17): 6-6.
全文: HTMLnew PDF  (651 KB)  ( 4 )
摘要 ( 25 )
8月23—25日,中国-上海合作组织数字经济产业论坛、2021中国国际智能产业博览会在重庆举行,采用“线上+线下”相结合的方式举办。中国-上海合作组织数字经济产业论坛主题为“发展数字经济,促进共同繁荣”,2021中国国际智能产业博览会主题为“智能化:为经济赋能,为生活添彩”

第32届国际航空科学大会在上海开幕

科技导报. 2021, 39 (17): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (934 KB)  ( 4 )
摘要 ( 35 )
9月6日,第32届国际航空科学大会在上海开幕。会议由国际航空科学理事会(ICAS)主办、中国航空学会(CSAA)承办。全国政协副主席、中国科协主席万钢出席开幕式,宣读习近平总书记的贺信并致辞。

第十二期中国科技会堂论坛聚焦“核——国家安全基石”

科技导报. 2021, 39 (17): 7-8.
全文: HTMLnew PDF  (1067 KB)  ( 5 )
摘要 ( 28 )
8月21日,以“核——国家安全基石”为主题的第十二期中国科技会堂论坛在北京举办。中国科协党组书记、书记处第一书记张玉卓出席论坛并为主讲嘉宾颁发荣誉证书和纪念章。

第二届中国-巴西创新周开幕式暨2021中国-巴西可持续发展论坛举行

科技导报. 2021, 39 (17): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (362 KB)  ( 4 )
摘要 ( 19 )
8月16日,为庆祝中国、巴西建交47周年,第二届中国-巴西创新周开幕式暨2021中国-巴西可持续发展论坛在中国科技会堂、上海杨浦长阳创谷和巴西利亚、圣保罗同步举行。该活动是2021海外大众创业万众创新活动周重点活动,同时也是巴西外交部2021创新外交计划的重点项目。

世界青年科学家峰会执委会与西湖大学签署合作协议

科技导报. 2021, 39 (17): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (362 KB)  ( 3 )
摘要 ( 25 )
8月25日下午,世界青年科学家峰会执委会(温州市人民政府、浙江省科学技术协会)与西湖大学的合作协议签约仪式在西湖大学举行。中国科学院院士、中国科协副主席、西湖大学校长施一公,浙江省科协党组书记、副主席谢志远,温州市委副书记、市长姚高员出席签约仪式并讲话。西湖大学副校长仇旻、温州市副市长汪驰、浙江省科协二级巡视员戴力分别代表三方在协议上签字
专题:精细化工废水处理技术

化工行业废盐资源化现状及发展趋势

王炼, 陈利芳, 高静静, 仇鑫, 戴建军
科技导报. 2021, 39 (17): 9-16. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.001
全文: HTMLnew PDF  (562 KB)  ( 117 )
摘要 ( 61 )
化工行业废盐由于缺乏合适的处置手段,容易导致环境污染。目前主要通过填埋方式对化工生产过程中产生的工业废盐进行处理,但该处理方式无法实现废盐资源化利用。介绍了高温焚烧+精制、树脂吸附+高级氧化2种目前广泛应用的废盐资源化方法及其对应的工程案例。分析了废盐无法大规模资源化利用的原因:一方面,废盐资源化利用缺乏相应的技术标准以及法律法规;另一方面,缺乏处理成本低且适合大规模推广的技术。为保障废盐资源化顺利进行,不仅需要从源头做起降低废盐的产生量、采用合适的工艺来实现废盐的资源化,更需要相应法律法规的支持。

精细化工行业高盐、高浓度有机废水资源化处理集成技术

罗莉涛, 高誉, 张鸿涛, 陈兆林, 李天增, 韩志伟
科技导报. 2021, 39 (17): 17-23. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.002
全文: HTMLnew PDF  (1254 KB)  ( 101 )
摘要 ( 48 )
针对高盐、高浓度有机废水处理过程,通过多类技术比选,推荐金属萃取法作为实现金属的回收与资源化再利用的技术、树脂吸附法作为有机物回收与资源化再利用的技术、高级氧化法作为实现有机物降解的技术、机械蒸汽再压缩(MVR)作为盐分回收与分离的技术,进而集成一套以“金属萃取法-树脂吸附法-高级氧化法-机械蒸汽再压缩”为主体工艺的高盐、高浓度有机废水资源化处理集成技术。

精细化工行业高盐、高浓度有机废水无害化处理现状及发展趋势

袁婧, 常风民, 鞠雪敏, 高宏洲, 戴建军, 张琴
科技导报. 2021, 39 (17): 24-31. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.003
全文: HTMLnew PDF  (1372 KB)  ( 95 )
摘要 ( 51 )
精细化工行业高盐、高浓度有机废水的治理问题已成为制约精细化工行业绿色可持续发展的瓶颈问题。针对精细化工行业废水具有排放量大,污染物成分复杂,高盐、高毒、可生化性差,治理难度大及成本高,结晶废盐无处置去向等瓶颈问题,综述了精细化工行业高盐、高浓度有机废水无害化处理技术,包括有机物无害化处理技术、脱盐技术及相关集成技术,预测了精细化工行业高盐、高浓度有机废水无害化处理技术发展趋势。

高盐有机废水有价组分回收与水资源回用技术的探索与实践

陈辉霞, 徐伟, 陶莉, 陈芳芳, 刘凤梅, 徐红彬
科技导报. 2021, 39 (17): 32-38. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.004
全文: HTMLnew PDF  (2572 KB)  ( 81 )
摘要 ( 35 )
针对无机精细化工行业的高盐、高浓有机废水成分复杂、难降解等污染特征,利用无机精细化工高盐有机废水有价组分回收与水资源回用集成技术在镍钴电池材料生产过程进行了探索与实践。结果表明:废水中油类去除率达到99%,资源化回收得到的无水硫酸钠达到GB/T 6009—2014的III类标准(Na2SO4含量>92%),处理后废水总有机碳(TOC)含量≤0.05%,水回用率达到85%以上,蒸发残液与粉煤灰等辅料混合后高温焙烧可制得陶粒,将全部实现资源化。全流程吨水处理成本由220元降到180元以下,具有显著的经济效益和环境效益。

高盐、高浓度有机废水蒸发特性实验

侯超, 蔺雪军, 陶磊, 杨鲁伟, 孙贵祥, 杨荣
科技导报. 2021, 39 (17): 39-44. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.005
全文: HTMLnew PDF  (1499 KB)  ( 100 )
摘要 ( 41 )
搭建废水动态蒸发实验装置,对精细化工行业常见的蒸氨废水、颜料生产废水开展蒸发分离实验研究以获得废水蒸发特性,为实际蒸发系统设计提供基础数据支持。结果表明:废水的沸点升高随浓缩倍数的增加而逐渐上升,来自不同工艺段的蒸氨废水、颜料生产废水由于浓度差别,在相同的浓缩倍数下沸点升高略有不同;在蒸发过程中,颜料生产废水蒸发冷凝液的COD随着蒸发的进行逐渐降低;不同种类废水蒸发冷凝液的TDS与pH值变化规律大致相同,受原液中易挥发物质及夹带液滴的影响较大,随着浓缩倍数的增加先减小后趋于恒定。

染料行业废水无害化处理技术现状及发展趋势

鞠雪敏, 罗莉涛, 张鸿涛, 黄守斌, 李俊, 向莹
科技导报. 2021, 39 (17): 45-54. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.006
全文: HTMLnew PDF  (608 KB)  ( 153 )
摘要 ( 44 )
精细化工中染料行业废水的治理已成为制约行业可持续发展的瓶颈问题。针对染料行业废水的污染物成分复杂、有毒有害成分高、难生物降解等特征,综述了物理法、化学法、生物法以及集成工艺技术等常用的无害化处理技术,展望了染料行业废水无害化处理技术的发展趋势。

煤质颗粒活性炭对染料废水中苯胺的吸附性能及机理

高誉, 罗莉涛, 常风民, 陈兆林, 袁婧, 裘华刚
科技导报. 2021, 39 (17): 55-62. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.007
全文: HTMLnew PDF  (2509 KB)  ( 26 )
摘要 ( 38 )
研究煤质颗粒活性炭对苯胺的吸附性能及机理对染料废水中大量苯胺类污染物的去除具有重要的技术支撑作用。开展了炭投加量/化学需氧量(COD)、不同浓度、吸附时间及pH值的煤质颗粒活性炭对苯胺的吸附实验,绘制吸附等温线及吸附动力学曲线。结果表明在单因素条件下,随着炭投加量/COD增加,废水中苯胺污染物去除率逐渐上升,且当炭投加量/COD大于4.5时,去除率上升幅度较小,考虑运行经济成本,建议最优炭投加量/COD取4.5;苯胺初始浓度越大,单位吸附量增大,去除率降低;吸附时间越长,吸附量与去除率均上升;pH值在1~4时,去除率及吸附量逐渐上升,当pH值为5时苯胺去除效果最好,随着pH值继续上升,去除率及吸附量有下降趋势。Langmuir等温线方程拟合度高达0.99,苯胺在煤质颗粒活性炭表面发生单分子层吸附;Freundlich等温线方程特征常数小于0.5,为0.33,煤质颗粒活性炭对苯胺有较强吸附性;吸附过程符合准二级动力学特征,说明煤质颗粒活性炭对苯胺吸附作用力强,饱和煤质颗粒活性炭再生方式应采取热再生;根据Weber-Morris方程特征曲线,依次发生了表面吸附、粒子内扩散及内表面吸附3个阶段吸附过程,水中有机物去除速度在表面吸附阶段最快,说明煤质颗粒活性炭比表面积为吸附效果的主要影响因素,而微孔数量的影响较小。

农药废水资源化处理技术现状及发展趋势

罗莉涛, 陈珊, 张德猛, 张鸿涛, 黄守斌, 牛振华
科技导报. 2021, 39 (17): 63-68. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.008
全文: HTMLnew PDF  (1045 KB)  ( 77 )
摘要 ( 45 )
梳理了中国农药废水来源、产量及水质特点,论述了环保新形势下农药废水资源化的处理紧迫需求。通过对农药废水资源化处理技术调研分析,发现目前农药废水的资源化处理技术面临着缺乏标准支撑和政策引导、缺乏有效的针对性处理技术、资源化利用率不高、处理成本高、技术工艺设备不成熟、缺乏适用范围广的资源化集成技术等难点问题。分析了各类集成处理技术对农药废水处理效果,表明集成处理技术不仅可以提高农药废水资源化处理效率,并且可以弥补单一方法所具有的缺陷,增强了可行性并降低了成本。
综述

面向软体机器人的新型变刚度技术研究进展

刘晨, 吴业辉, 李博, 董旭峰, 陈花玲, 陈贵敏
科技导报. 2021, 39 (17): 69-81. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.009
全文: HTMLnew PDF  (5739 KB)  ( 301 )
摘要 ( 99 )
软体机器人具有多样的运动自由度和良好的环境适应性,而低刚度限制了其实际操作的承载能力。因此,发展面向软体机器人的变刚度技术是当前研究的前沿热点问题。综述了近5年新型变刚度技术进展,分析了其工作原理(静电吸附原理、层干扰原理、自锁折纸机理、电/磁流变原理和最小势能原理)、变刚度性能及实际应用。讨论了当前变刚度技术的挑战和未来的发展方向,并探讨了新一代变刚度技术的潜在研究价值。
研究论文

组合循环发动机科学研究技术路线的优化

赵文胜
科技导报. 2021, 39 (17): 82-90. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.010
全文: HTMLnew PDF  (793 KB)  ( 320 )
摘要 ( 108 )
以高速飞机、两级入轨一级平台组合动力飞行器为应用背景,以具备开发研究和工程应用基本要素为导向,优化了水平起降、重复使用、高速宽域组合循环发动机科学研究的技术路线。比较了单一类型动力飞行器与组合动力飞行器航程和载荷能力等主要功能指标,分析了组合动力飞行器对发动机性能的需求,研究了组合动力飞行器空气动力学特性、结构质量特性和组合循环发动机核心性能随飞行速域拓宽的变化趋势,提出飞行速域上限对组合循环发动机实用化具有决定性影响。构建了技术方案、飞行器需求、技术代际递进、热障等维度的组合循环发动机技术实用化评估模型。评估表明,Ma6级组合循环发动机仍需持续探索研究;Ma4级组合循环发动机与组合动力飞行器具备实施以能力形成和实用化为目标的大科学技术计划的基本条件。分析认为,Ma4亚高超飞行平台具有重大应用价值,是重大技术代际。

变压器防腐涂层导热性能提升技术研究

莫娟, 徐金, 樊宝珍, 刘蕊
科技导报. 2021, 39 (17): 91-98. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.011
全文: HTMLnew PDF  (2346 KB)  ( 83 )
摘要 ( 54 )
以水性环氧富锌涂层为研究对象,通过向其中添加石墨烯、碳纳米管、碳纳米角和超细石墨粉混合物来改性变压器防腐涂层导热性能。通过瞬态板式热源法、红外热像仪、热阻测试仪和扫描电子显微镜对传统溶剂型涂层、水性环氧富锌涂层以及改性高导热涂层的导热性能和微观结构进行了分析。结果显示改性高导热涂层的热阻最小(2.51℃/W),导热系数最高(1.3450 W/(m·K)),表明其导热性能明显优于传统溶剂型涂层(4.57℃/W)和水性环氧富锌涂层(4.28℃/W)。改性高导热涂料导热性能的提高主要与其导热方式的优化和涂层致密性的提高有关。传统溶剂型涂料主要以声子形式进行热量传递。向水性环氧富锌涂料加入高导热填料后,一方面形成了以弹道-扩散的方式进行热量传递方式;另一方面添加的高导热物质在涂层中填充在孔隙和裂纹位置处,很大程度上提高了涂层的致密度,构建了变压器金属和外部环境的热量传递通道,因而使得涂料导热性能得到了显著提高。变压器温升模拟实验表明研制的新型高导热环保涂层可降低变压器油顶层温升1.67 K。

新中国成立以来专利统计分析

高继平
科技导报. 2021, 39 (17): 99-105. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.012
全文: HTMLnew PDF  (840 KB)  ( 90 )
摘要 ( 62 )
从授权专利的角度,综合专利的数量和专利的质量,采用时间序列分析方法,还原了中国专利发展走过的“从无到有的发展之路,从慢到快的升级之路,从弱到强的转型之路”。1949年新中国成立后,尚无相关的专利法规法律,更无从谈起专利数量。直到1984年,《中华人民共和国专利法》正式推出,表明中国的专利制度初步形成。1985年中国有了正式的授权专利,其数量为54项,2000年授权量突破万项,到2009年授权量超过10万项,再到2012年授权量突破20万项,现在中国专利的年授权量已经突破了40万项。从1989—2008年的20年,中国大陆的专利比例常年低于50%,其专利主导强度也持续低于1,甚至在1999—2003间,专利主导强度仅有0.51。从2009年始,中国大陆的专利比例开始持续增长,且在2014—2018年间上升到75.48%,其专利主导强度也增长到了3.08。

学术会议质量综合评价研究及实践

唐家蕙, 李晓轩, 郑毅, 翟胜辉
科技导报. 2021, 39 (17): 106-114. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.013
全文: HTMLnew PDF  (822 KB)  ( 48 )
摘要 ( 77 )
学术会议活动在国家创新体系建设、学科交流与发展、科研人员成长过程中扮演着极为重要的角色。针对传统学术会议质量评价方法中存在的学术性要素不突出、适用领域狭窄等问题,提出了一种综合采用参会者定性反馈、会议定量特征分析、会议影响力大数据分析等评价信息源的质量评价框架,并对2018年举办的700余场国内学术会议开展了质量综合评价实践。结果表明,中国学术会议呈规模持续增长、内容质控愈发严格、互动交流效果进一步突出、成果类型及传播方式进一步丰富等趋势,但不同学科、不同规模学术会议间质量差异较为显著,不同职称、不同国籍参会者对会议质量的感知存在明显差别。根据评价结果,从面向参会者诉求、优化会议组织及完善学会机制建设等方面提出了学术会议的质量提升建议。
科技人文

科学大家关于创新之问

厚宇德
科技导报. 2021, 39 (17): 115-120. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.17.014
全文: HTMLnew PDF  (529 KB)  ( 73 )
摘要 ( 78 )
一些杰出的中国科学家,不仅取得了出色的科学成就,对中国的科技与教育发展也极为关切。在专业研究之外,在科学与社会之间,他们同样遗留下了丰富的思想遗产。以“科学大家关于创新之问”为视角,梳理了彭桓武、杨振宁、周光召、郝柏林、李政道、冯端等几位著名科学家围绕中国科技创新话题所做的深思与探索。
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