楊慶峰

楊慶峰

楊慶峰,中國科學院 上海高等研究院,任研究員。入選2004年度上海高校優秀青年教師後備人選,榮獲2008年上海高校優秀青年教師榮譽稱號。

基本信息

中國科學院上海高等研究院 研究員

簡歷
· 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後流動站博士後;
· 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後,師從《Desalination》期刊編輯Raphael Semiat 和David Hasson教授。
· 2002年8月:上海交通大學環境科學與工程學院工作,任副教授。
·2011年8月:中國科學院 上海高等研究院,任研究員。研究工作

目前從事海水、苦鹹水、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、膜內流體流動,以及熱法中高效傳熱材料的防腐蝕、防結垢等問題進行研究。曾參與以色列國家基礎科學戰略項目“水處理及脫鹽膜過程的最佳化”。主持的項目包括國家科技部支撐計畫子課題、科技部創新基金、國家自然科學基金2項、留學歸國基金、上海市優秀青年教師項目、上海市教委重點項目、中法國際合作以及多項橫向項目。已發表論文40多篇,獲授權國家發明專利11項(第1發明人)。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》等國內外多家雜誌的審稿人。入選2004年度上海高校優秀青年教師後備人選,榮獲2008年上海高校優秀青年教師榮譽稱號。

研究方向

海水、苦鹹水、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、防結垢

代表性文章

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): 355–364.
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): 826–830, 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 low–energy 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套用中的研究進展. 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套用. 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
主要研究工作:
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系統運行中一個很薄弱的環節,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、投資上費用低的優點,環境友好且安全可靠。
滲透反洗(OBW)與阻滯劑(AF)聯合控制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時發現,總阻滯效率顯著提升,AF法和OBW法呈現出明顯的協同效應。該結果也顯示出這種化學法和物理法相結合的AF–OBW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
反滲透濃縮液的產生和排放不僅影響了水的回收率,造成了水資源的浪費,而且還對環境產生了不利影響。本研究針對苦鹹水RO濃縮液進行了脫除過飽和度再回用的研究。
l 採用電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,開發了高回收率RO系統
l 將反滲透總回收率提高7-10%而不結垢,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、減輕濃縮液對環境不利影響的重要途徑,具有重要的經濟價值和社會意義。
RTD法對卷式膜器內流體流型的診斷
停留時間分布(RTD)技術克服了傳統診斷手段的不足,通過直接監測膜器內部流道結構的變化,得到流體流動的信息,特別適用於卷式膜系統,本研究揭示了RO膜內流型為分散流,而不是傳統認為的均勻流,並可完成如下任務:
l 對制膜公司,在膜製造過程中,通過RTD技術可發現膜器內的流體流型缺陷,從而可最佳化膜器的設計;
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的膜組件;
l 對膜系統使用者,可線上檢測大型膜系統在運行中的結垢狀況,及時調整有關參數,最佳化操作,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,為保證反滲透系統正常運行提供依據。
阻垢劑與切換流向聯合法控制反滲透膜污染
阻垢劑對膜結垢有阻滯作用,切換流向對膜高濃度邊界層有破壞作用,本研究利用二者間的協同效應,進行RO膜上結垢的控制,結果表明,本方法可以有效地防止膜結垢,為現有商業反滲透系統減少膜化學清洗次數、延長膜壽命、降低運行成本提供了一種簡便易行的方法。
RO系統阻垢劑的新型測試方法
為了控制RO膜結垢(CaCO3、CaSO4等)和提高水的回收率,反滲透系統在運行中常常添加阻垢劑。一種新阻垢劑開發出來後,或已有的商用阻垢劑套用在不同的反滲透操作條件,都需要事先根據具體條件評價阻垢劑的阻垢效果。因此,開發可靠的方法來評價阻垢劑十分必要。目前還並未有關於阻垢劑評價的相關國際標準。
目前國際上採用的評價阻垢劑性能的方法很多。如給水一次通過法、全循環法、部分循環法、間歇循環法,但都存在著種種不足之處。
本研究開發了一種新型的反滲透阻垢劑性能的動態測試方法,可在較短的時間內有效地檢測出反滲透專用阻垢劑的阻垢效果,為開發新的高效阻垢劑及現場套用提供一種可靠有效的檢測評價方法。
l 採用濃縮液全循環、滲透液部分循環的方法進行,連續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,並可得到阻垢劑的極限阻垢能力
氣泡法清洗RO膜新技術
利用加壓溶氣產生的含有微氣泡的霧狀氣液兩相流對工業卷式RO膜器內有機污染物進行清洗。利用加壓溶氣氣浮產生的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下力較單相流可增大50–80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、環境友好,可減少化學清洗劑的用量及排放。
海水淡化系統中高效傳熱、抗垢耐腐蝕材料的研究
目前低溫多效蒸餾法淡化海水套用廣泛,其中蒸發管的成本和傳熱性能對系統成本有很大影響。在低溫多效蒸餾系統中,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套用的銅合金管,系統總造價可節省約15%的費用。而國產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套用。此外,防止傳熱管上在蒸發海水時的結垢,也是強化傳熱提高系統傳熱性能、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,是套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採用化學氧化法製備了低成本、抗海水腐蝕、抗海水結垢以及可修復的改性表面,並易於線上製備和線上修復。
發明專利
1. 楊慶峰. 糖精鈉生產中含銅廢酸液的回收利用方法,國家發明專利,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線上診斷方法,國家發明專利,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垢鹽的混凝脫除方法,國家發明專利,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電解破壞方法,國家發明專利,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垢鹽的氧化鋁脫除方法,國家發明專利,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垢的切換流向方法,國家發明專利,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測試方法,國家發明專利,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隔網壓緊程度的檢測方法,國家發明專利,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物類有機污染物的控制方法,國家發明專利,申請號201010605121.0,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線上診斷儀,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
主持的項目
1. 國家自然科學基金項目(項目負責人):反滲透系統中膜結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. 科技部支撐計畫(2006BAB03A04《水電聯產-熱膜耦合海水淡化技術研究及套用研究》)委託子課題:卷式反滲透系統缺陷線上診斷新技術研究,國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
4. 科技部支撐計畫(2006BAB03A01《5萬噸/日低溫多效蒸館海水淡化成套技術與裝備開發》)委託子課題:鋁合金傳熱管的表面改性和耐海水腐蝕研究與開發套用,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,承擔科技部創新基金項目:反滲透濃縮液回用設備的研製
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新重點項目
7. 教育部留學歸國人員基金項目:反滲透系統中CaCO3垢的結垢與阻垢研究[2003-406]
8. 上海市優秀青年教師項目: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. 卷式反滲透系統缺陷線上診斷儀的研製,深圳市鑫訊通科技有限公司11反滲透膜器缺陷的實時監測系統。山東京魯水處理工程有限公司,

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