尿液处理子系统水回收率的提升对空间站环控生保系统(environment control and life support system,ECLSS)高效运行和成本控制具有重要意义。针对尿液中尿素水解、氨氮溢出与无机结垢的关键问题,本研究系统验证和讨论了膜吸收(membrane...尿液处理子系统水回收率的提升对空间站环控生保系统(environment control and life support system,ECLSS)高效运行和成本控制具有重要意义。针对尿液中尿素水解、氨氮溢出与无机结垢的关键问题,本研究系统验证和讨论了膜吸收(membrane absorption,MA)-膜蒸馏(membrane distillation,MD)耦合工艺处理空间站尿液废水的可行性。结果表明,MA-MD的处理效果优于直接-MD和酸化-MD过程,其主要原因为MA可有效去除99.82%的氨氮和部分挥发性有机物,实现MD产水品质显著提升,其电导率、氨氮和TOC的质量浓度分别为(48.27±13.63)μS·cm^(-1)、(5.11±1.42)mg·L^(-1)和(21.67±2.87)mg·L^(-1)。同时,MA-MD过程的产水通量最高且其衰减最低,可在80 h的连续运行过程保持稳定。结合污染膜分析结果表明,MA通过对氨氮和挥发性有机物的有效去除可显著缓解MD膜污染的发生,降低了无机污染物的结垢趋势,减少大分子有机物在膜表面的沉积,从而了形成较为松散的污染层结构,且其厚度仅为(3.46±0.96)μm,较其余2个过程降低了60.64%和88.68%。最后,与空间站现有尿液处理蒸汽压缩蒸馏技术(vapor compression distillation,VCD)及热电集成膜蒸发技术(thermoelectric integrated membrane evaporation subsystem,TIMES)进行了综合对比,MA-MD产水水质高、不使用强酸和氧化剂、运行维护方便,有潜力成为空间站尿液处理的替代技术。本研究提出并验证了一种空间站尿液处理的新工艺,可为未来长期载人航天任务及深空探测研究提供科学支撑。展开更多
目的在载人飞船飞行期间监控环境控制与生命保障系统(environment control and life support system,ECLSS)的工作状态,对故障进行诊断和决策支持。方法依据决策支持系统、神经网络和专家系统原理,设计出了环控生保决策支持系统(ECLSS D...目的在载人飞船飞行期间监控环境控制与生命保障系统(environment control and life support system,ECLSS)的工作状态,对故障进行诊断和决策支持。方法依据决策支持系统、神经网络和专家系统原理,设计出了环控生保决策支持系统(ECLSS Decision supporting system,EDSS)的基本结构,运用故障树分析方法进行故障划分,形成专家知识,并将神经网络与专家系统相结合进行自学习。结果在2人5天的“神舟”6号载人飞行试验中,软件系统得到了全面考核和验证,为试验任务的圆满成功提供了良好的技术支持和保障。结论所建立的决策支持系统能够准确、迅速地进行数据判读和故障诊断,数学模型设计正确,参数预测结果合理。展开更多
文摘尿液处理子系统水回收率的提升对空间站环控生保系统(environment control and life support system,ECLSS)高效运行和成本控制具有重要意义。针对尿液中尿素水解、氨氮溢出与无机结垢的关键问题,本研究系统验证和讨论了膜吸收(membrane absorption,MA)-膜蒸馏(membrane distillation,MD)耦合工艺处理空间站尿液废水的可行性。结果表明,MA-MD的处理效果优于直接-MD和酸化-MD过程,其主要原因为MA可有效去除99.82%的氨氮和部分挥发性有机物,实现MD产水品质显著提升,其电导率、氨氮和TOC的质量浓度分别为(48.27±13.63)μS·cm^(-1)、(5.11±1.42)mg·L^(-1)和(21.67±2.87)mg·L^(-1)。同时,MA-MD过程的产水通量最高且其衰减最低,可在80 h的连续运行过程保持稳定。结合污染膜分析结果表明,MA通过对氨氮和挥发性有机物的有效去除可显著缓解MD膜污染的发生,降低了无机污染物的结垢趋势,减少大分子有机物在膜表面的沉积,从而了形成较为松散的污染层结构,且其厚度仅为(3.46±0.96)μm,较其余2个过程降低了60.64%和88.68%。最后,与空间站现有尿液处理蒸汽压缩蒸馏技术(vapor compression distillation,VCD)及热电集成膜蒸发技术(thermoelectric integrated membrane evaporation subsystem,TIMES)进行了综合对比,MA-MD产水水质高、不使用强酸和氧化剂、运行维护方便,有潜力成为空间站尿液处理的替代技术。本研究提出并验证了一种空间站尿液处理的新工艺,可为未来长期载人航天任务及深空探测研究提供科学支撑。
文摘目的在载人飞船飞行期间监控环境控制与生命保障系统(environment control and life support system,ECLSS)的工作状态,对故障进行诊断和决策支持。方法依据决策支持系统、神经网络和专家系统原理,设计出了环控生保决策支持系统(ECLSS Decision supporting system,EDSS)的基本结构,运用故障树分析方法进行故障划分,形成专家知识,并将神经网络与专家系统相结合进行自学习。结果在2人5天的“神舟”6号载人飞行试验中,软件系统得到了全面考核和验证,为试验任务的圆满成功提供了良好的技术支持和保障。结论所建立的决策支持系统能够准确、迅速地进行数据判读和故障诊断,数学模型设计正确,参数预测结果合理。
