人物經(jīng)歷
1989年9月—1993年7月:四川大學(成都科技大學)化工系獲學士學位;1993年9月—1999年6月:大連理工大學化工系獲碩士、博士學位;1999年7月至2001年7月:上海交通大學動力與工程熱物理博士后流動站博士后;2001年8月至2002年7月,2003年11月至2004年10月:以色列Technion-Israel Institute of Technology 拉賓脫鹽實驗室博士后,師從《Desalination》期刊編輯Raphael Semiat 和David Hasson教授。2002年8月:上海交通大學環(huán)境科學與工程學院工作,任副教授。
研究工作
目前從事海水、苦咸水、河水等地表水及地下水的淡化,以及膜法廢水回用等水資源化方面的研究工作。重點針對RO膜污染、膜清洗、膜內(nèi)流體流動,以及熱法中高效傳熱材料的防腐蝕、防結(jié)垢等問題進行研究。曾參與以色列國家基礎科學戰(zhàn)略項目“水處理及脫鹽膜過程的優(yōu)化”。主持的項目包括國家科技部支撐計劃子課題、科技部創(chuàng)新基金、國家自然科學基金2項、留學歸國基金、上海市優(yōu)秀青年教師項目、上海市教委重點項目、中法國際合作以及多項橫向項目。已發(fā)表論文40多篇,獲授權國家發(fā)明專利11項(第1發(fā)明人)。為Environmental Science & Technology、Desalination、Chemical Engineering Communications、Chemical Engineering & Technology、Heat Transfer Engineering、Chinese Journal of Chemical Engineering、《化工學報》、《化工進展》等國內(nèi)外多家雜志的審稿人。
RO膜上有機污染控制的新型阻滯劑法
迄今為止,RO膜有機污染控制仍然是RO系統(tǒng)運行中一個很薄弱的環(huán)節(jié),尤其是對溶解性有機物(DOM)的控制作用十分有限,而正是DOM才造成了RO膜的不可逆污染,是導致RO膜性能衰減的主要因素。
針對目前RO膜有機污染控制的不足,本研究中我們選用一種綠色阻垢劑AF對腐殖酸(HA)有機污染進行控制,AF在10mg/L時對HA的阻滯效率可達90%以上。該研究展示了一種具有吸引力且簡單易行的RO膜有機污染控制方法,相比其它污染控制方法,該方法具有操作上、投資上費用低的優(yōu)點,環(huán)境友好且安全可靠。
滲透反洗(OBW)與阻滯劑(AF)聯(lián)合控制RO膜污染
針對會對RO膜造成更嚴重污染的有機物,我們利用海水本身25 bar的滲透壓進行間歇OBW時發(fā)現(xiàn),總阻滯效率顯著提升,AF法和OBW法呈現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應。該結(jié)果也顯示出這種化學法和物理法相結(jié)合的AFu2013OBW法,在RO膜有機污染控制方面所擁有的巨大潛力。
高回收率反滲透系統(tǒng)
反滲透濃縮液的產(chǎn)生和排放不僅影響了水的回收率,造成了水資源的浪費,而且還對環(huán)境產(chǎn)生了不利影響。本研究針對苦咸水RO濃縮液進行了脫除過飽和度再回用的研究。
l 采用電Fenton法破壞阻垢劑、晶種誘導、混凝等方法使溶液脫除過飽和度,開發(fā)了高回收率RO系統(tǒng)
l 將反滲透總回收率提高7-10%而不結(jié)垢,降低造水成本10-25%
本研究將反滲透濃縮液進行再利用以提高水的利用率、減少濃縮液的排放,成為降低反滲透過程成本、減輕濃縮液對環(huán)境不利影響的重要途徑,具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義。
RTD法對卷式膜器內(nèi)流體流型的診斷
停留時間分布(RTD)技術克服了傳統(tǒng)診斷手段的不足,通過直接監(jiān)測膜器內(nèi)部流道結(jié)構的變化,得到流體流動的信息,特別適用于卷式膜系統(tǒng),本研究揭示了RO膜內(nèi)流型為分散流,而不是傳統(tǒng)認為的均勻流,并可完成如下任務:
l 對制膜公司,在膜制造過程中,通過RTD技術可發(fā)現(xiàn)膜器內(nèi)的流體流型缺陷,從而可優(yōu)化膜器的設計;
l 對膜工程設計公司,運用該技術可從同種類型不同品牌的膜組件中篩選出性能最優(yōu)的膜組件;
l 對膜系統(tǒng)使用者,可在線檢測大型膜系統(tǒng)在運行中的結(jié)垢狀況,及時調(diào)整有關參數(shù),優(yōu)化操作,延長膜組件壽命,大大降低運行成本;
l RTD 技術還可檢測診斷膜組件的破損程度,為運行中的膜系統(tǒng)及早提供報警;
l 針對由不同污染物所導致的相同程度的反滲透膜通量下降的情況,判定污染物對膜器性能的影響程度,為保證反滲透系統(tǒng)正常運行提供依據(jù)。
阻垢劑與切換流向聯(lián)合法控制反滲透膜污染
阻垢劑對膜結(jié)垢有阻滯作用,切換流向?qū)δじ邼舛冗吔鐚佑衅茐淖饔,本研究利用二者間的協(xié)同效應,進行RO膜上結(jié)垢的控制,結(jié)果表明,本方法可以有效地防止膜結(jié)垢,為現(xiàn)有商業(yè)反滲透系統(tǒng)減少膜化學清洗次數(shù)、延長膜壽命、降低運行成本提供了一種簡便易行的方法。
RO系統(tǒng)阻垢劑的新型測試方法
為了控制RO膜結(jié)垢(CaCO3、CaSO4等)和提高水的回收率,反滲透系統(tǒng)在運行中常常添加阻垢劑。一種新阻垢劑開發(fā)出來后,或已有的商用阻垢劑應用在不同的反滲透操作條件,都需要事先根據(jù)具體條件評價阻垢劑的阻垢效果。因此,開發(fā)可靠的方法來評價阻垢劑十分必要。目前還并未有關于阻垢劑評價的相關國際標準。
目前國際上采用的評價阻垢劑性能的方法很多。如給水一次通過法、全循環(huán)法、部分循環(huán)法、間歇循環(huán)法,但都存在著種種不足之處。
本研究開發(fā)了一種新型的反滲透阻垢劑性能的動態(tài)測試方法,可在較短的時間內(nèi)有效地檢測出反滲透專用阻垢劑的阻垢效果,為開發(fā)新的高效阻垢劑及現(xiàn)場應用提供一種可靠有效的檢測評價方法。
l 采用濃縮液全循環(huán)、滲透液部分循環(huán)的方法進行,連續(xù)地增大反滲透原水濃度
l 可快速有效地測試出反滲透專用阻垢劑的阻垢效果,并可得到阻垢劑的極限阻垢能力
微氣泡法清洗RO膜新技術
利用加壓溶氣產(chǎn)生的含有微氣泡的霧狀氣液兩相流對工業(yè)卷式RO膜器內(nèi)有機污染物進行清洗。利用加壓溶氣氣浮產(chǎn)生的20-100微米的微小氣泡而增大的流體湍動力、微氣泡的爆破力和氣泡黏附力,來增強膜有機污染清洗效率,清洗效率可提高一倍以上;模擬計算表明,實驗條件下,加壓溶氣清洗的壁面剪切力較單相流可增大50u201380倍,而一般的大氣泡氣液兩相流最高只能增大20倍。本方法成本低、環(huán)境友好,可減少化學清洗劑的用量及排放。
海水淡化系統(tǒng)中高效傳熱、抗垢耐腐蝕材料的研究
目前低溫多效蒸餾法淡化海水應用廣泛,其中蒸發(fā)管的成本和傳熱性能對系統(tǒng)成本有很大影響。在低溫多效蒸餾系統(tǒng)中,銅合金傳熱管費用約占總投資的1/3,銅合金管價格是鋁合金管的2-3倍。因此,若用鋁合金管來代替目前廣泛應用的銅合金管,系統(tǒng)總造價可節(jié)省約15%的費用。而國產(chǎn)鋁合金管在低溫多效蒸餾條件下不耐腐蝕,限制了廉價鋁合金材料的應用。此外,防止傳熱管上在蒸發(fā)海水時的結(jié)垢,也是強化傳熱提高系統(tǒng)傳熱性能、降低運行成本的一個關鍵因素。
因此,將鋁合金管表面進行改性,提高其防腐蝕和抗垢性能,是應用此類廉價傳熱材料的較好選擇。
本研究在幾種典型鋁合金LY12、LF2、3003、6061、6063、5052采用化學氧化法制備了低成本、抗海水腐蝕、抗海水結(jié)垢以及可修復的改性表面,并易于在線制備和在線修復。
研究方向
海水、苦咸水、河水等地表水、地下水的淡化;反滲透膜法廢水回用處理; 熱法海水淡化、高效傳熱材料的防腐蝕、防結(jié)垢
主要作品
1.Qingfeng Yang, Yangqiao Liu, Yajuan Li. Humic acid fouling mitigation by antiscalant in reverse osmosis system. Environmental Science & Technology, 2010, 44(13): 5153-5158.
2.Qingfeng Yang, Yangqiao Liu, Yajuan Li. Control of protein (BSA) fouling in RO system by antiscalants. Journal of Membrane Science, 2010, 364(1-2): 372-379.
3.Qingfeng Yang, Alexander Drak, David Hasson, Raphael Semiat. RO module RTD analyses based on directly processing conductivity signals. Journal of Membrane Science, 2007, 306(1-2): 355u2013364.
4.Qingfeng Yang, Yangqiao Liu, Hasson David and Raphael Semiat. Removal of CaCO3 scaling salt from RO concentrates by air-blow and inorganic inducers. Journal of Chemical Engineering of Japan, 2008, 41 (1): 13-20.
5.Qingfeng Yang and Anzhong Gu. Dropwise condensation on SAM and electroless composite coating surfaces. Journal of Chemical Engineering of Japan, 39(8): 826u2013830, 2006.
6.Dmitry Lisitsin, Qingfeng Yang, David Hasson, Raphael Semiat. Inhibition of CaCO3 scaling on RO membranes by trace amounts of zinc ions. Desalination, 2005, 183(1-3): 289-300.
7.Qingfeng Yang, Yangqiao Liu, Anzhong Gu, Jie Ding, Ziqiu Shen. Investigation of induction period and morphology of CaCO3 fouling on heated surface. Chemical Engineering Science 2002, 57(6): 921-931.
8.Qingfeng Yang, Jie Ding, Ziqiu Shen. Investigation on fouling behaviors of lowu2013energy surface and fouling fractal characteristics. Chemical Engineering Science. 2000, 55(4): 797-805.
9.Qingfeng Yang, Yangqiao Liu, Anzhong Gu, Jie Ding, Ziqiu Shen. Investigation of calcium carbonate scaling inhibition and scale morphology by AFM. Journal of Colloid and Interface Science 2001, 240(2): 608-621.
1.楊慶峰*,顧安忠,丁潔,沈自求. 換熱面上碳酸鈣的結(jié)垢行為及垢形. 化工學報, 2002, 53(9):924-930
2.楊慶峰*. 卷式反滲透膜器濃水側(cè)流道缺陷診斷, 化工學報,2006,57(6):1319-1322
3.薛珂,楊慶峰*. 反滲透專用阻垢劑性能的動態(tài)評價方法, 化工進展,2006,25(8):907-911
4.蘇浩,楊慶峰*. 停留時間分布技術在膜分離應用中的研究進展. 化工進展,2008,27(3):385-389
5.劉棟良, 楊慶峰*,蘇浩. 部分排水法快速評價阻垢劑的CaSO4阻垢性能. 環(huán)境科學與技術,2008, 31(7): 82-85
6.員文權,楊慶峰*. 計算流體力學在反滲透膜分離中的應用. 化工進展,2008,27(9):1357-1362
7.王廷濤,楊慶峰*. 反滲透濃縮液的再利用. 化工進展,2009,28(5):734-740
39 李亞娟,楊慶峰*. 反滲透膜有機污染的研究進展. 化工進展,2009,28(8):1458-1463
8.姜寶鑫,楊慶峰*. 反滲透膜生物污染的研究進展. 化工進展,2010, 29(8): 1554-1561
9.施人莉,楊慶峰*. 正滲透膜分離的研究進展. 化工進展,2011,30(1):66-73
發(fā)明專利
1.楊慶峰. 糖精鈉生產(chǎn)中含銅廢酸液的回收利用方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200310108455.7, 申請日為2003年11月6日,授權日2005-9-14
2.楊慶峰. 反滲透濃縮液中阻垢劑的電芬頓氧化方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200310108454.2, 申請日為2003年11月6日,授權日2006-1-11
3.楊慶峰. 反滲透濃縮液的無機誘導處理方法, 國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200410084744.2
申請日2004年12月2日,授權日2006-9-20
4.楊慶峰. 卷式反滲透膜器缺陷的在線診斷方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200510026206.2, 申請日2005年5月26日,授權日2006-11-29
5.楊慶峰. 反滲透濃縮液的有機誘導處理方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200610025865.9, 申請日2006年4月20日,授權日2008-7-2
6.楊慶峰. 反滲透濃縮液中硫酸鈣結(jié)垢鹽的混凝脫除方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200610116306.9,申請日2006年9月21日,授權日2008-9-3
7.楊慶峰. 反滲透濃縮液中阻垢劑的內(nèi)電解破壞方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200610116307.3, 申請日2006年9月21日,授權日2009-4-8
8.楊慶峰. 反滲透濃縮液中硫酸鈣結(jié)垢鹽的氧化鋁脫除方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200610116308.8,申請日2006年9月21日,授權日2008-11-19
9.楊慶峰. 阻垢劑存在下阻滯反滲透膜結(jié)垢的切換流向方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200710037898.x, 申請日2007年3月8日,授權日2009-5-20
10.楊慶峰,薛珂. 反滲透阻垢劑性能的動態(tài)測試方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200710036342.9, 申請日2007年1月11日,授權日2010-6-30
11.楊慶峰,員文權. 反滲透膜上有機污染物的加壓溶氣氣浮清洗方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200810201938.4,申請日2008年10月30日,授權日2010-11-17
12.楊慶峰,李亞娟. 平板反滲透或納濾膜設備內(nèi)隔網(wǎng)壓緊程度的檢測方法,國家發(fā)明專利,專利號為ZL 200910050454.9,申請日2009年4月30日
13.楊慶峰,李亞娟. 反滲透膜上溶解性微生物產(chǎn)物類有機污染物的控制方法,國家發(fā)明專利,申請?zhí)?01010605121.0,申請日2010年12月24日
14.楊慶峰,李憲功。卷式反滲透膜器缺陷在線診斷儀,實用新型專利,專利號ZL 200720117969.2,申請日2007年1月15日,授權日2008-2-27
主持項目
1.國家自然科學基金項目(項目負責人):反滲透系統(tǒng)中膜結(jié)垢的非線性動力學研究
2.國家自然科學基金項目(項目負責人):卷式RO膜器中分散流非線性動力學研究
3.科技部支撐計劃(2006BAB03A04《水電聯(lián)產(chǎn)-熱膜耦合海水淡化技術研究及應用研究》)委托子課題:卷式反滲透系統(tǒng)缺陷在線診斷新技術研究,國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
4.科技部支撐計劃(2006BAB03A01《5萬噸/日低溫多效蒸館海水淡化成套技術與裝備開發(fā)》)委托子課題:鋁合金傳熱管的表面改性和耐海水腐蝕研究與開發(fā)應用,國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
5.作為項目負責人,承擔科技部創(chuàng)新基金項目:反滲透濃縮液回用設備的研制
6.RO膜上生物垢形成的動力學機制研究[09ZZ18],2009年度上海市教委科研創(chuàng)新重點項目
7.教育部留學歸國人員基金項目:反滲透系統(tǒng)中CaCO3垢的結(jié)垢與阻垢研究[2003-406]
8.上海市優(yōu)秀青年教師項目:反滲透膜污染機理研究 [04YQHB029]
9.與法國SNF公司合作,進行海水淡化阻垢劑的研究
10.卷式反滲透系統(tǒng)缺陷在線診斷儀的研制,深圳市鑫訊通科技有限公司11反滲透膜器缺陷的實時監(jiān)測系統(tǒng)。山東京魯水處理工程有限公司,