美军净水装备及技术发展综述_杨敏
给水排水 Vol.36 No.12 2010125 ·科技信息综述·美军净水装备及技术发展综述杨 敏(总后建筑工程研究所,西安 710032) 摘要 供水保障是军队野战后勤保障的重要组成部分。主要介绍了美军现有的以反渗透技术为主的野战净水装备,以及离子浓缩极化、电容电去离子和电化学消毒等技术及装备的研究进展,并且对利用空气、尾气和中水等新水源或太阳能等新能源的装备进行了简述,以期对我军的净水装备研究有所启示。关键词 供水保障 净水装备 反渗透技术 空气制水 尾气制水 中水回用 美军 供水保障直接关系到部队官兵的生理和心理健康状况,也影响着整个部队的作战能力的发挥。在第一次世界大战中,美军由于饮用水不达标而造成了很多官兵的身体不适,极大地影响了战斗力的发挥,因此一战后,美军开始研究野战供水保障问题。当时研发出的移动净水装备(Mobilewaterpurificationunit,MWPU)主要工艺是砂土过滤和氯化消毒。在随后的二战中,MWPU移动净水装备得以实战检验,结果并不理想,它生产的水还不能完全达到饮用、洗漱及厨房用水等的要求。因此在二战之后,美军开始研制适用于各种不同水源的序列净水装备。在20世纪60年代,美军认识到尽管这些系列装备能够满足提供洁净饮用水的要求,但是为了减轻勤务保障和操作维修的负担,认为有必要研制一种能够适应淡水、海水和苦咸水等各种不同水源的通用净水装备,另外还要能够处理被核生化NBC污染的原水。最终美军选定了反渗透技术,包括600型和3000型反渗透净水装备(Reverseosmosiswaterpurification,ROWPU)等,它们分别于1981年和1989年装备部队,至今仍被陆军、海军陆战队和空军使用。1 美军现有净水装备美军最初使用的标准反渗透净水装备有3种,分别为额定产水量为600gal/h(1gal≈3.785L,下同)的600型ROWPU、3000gal/h的3000型ROWPU及150000gal/d的150000型ROWPU[1]。600型和3000型ROWPU分别于1981年和1989年装备部队。150000型ROWPU是为营区等固定设施设计的,也被安装在标准的军用舰船上,1981年投入使用。除此之外,美军后来还研发了同样基于反渗透技术的战术净水系统(Tacticalwaterpurificationsystem,TWPS)和轻型净水装备(Lightweightwaterpurifier,LWP),分别于2004年和2005年装备部队。2004年还研制了远征分队净水系统(Expeditionaryunitofwaterpurification,EUWP)。它们的主要处理工艺及处理能力如表1所示。表1 美军主要净水装备综合比较项目600ROWPU3000ROWPULWPA-TWPSEUWP主要技术工艺反渗透反渗透超滤+反渗透微滤+反渗透超滤+反渗透配发部队年份1981198920052004产水率/gal/h60020187512004170 相对质量(产水量/质量)/gal/(d·lb)31.328.812.922.538.9 相对体积(产水量/体积)/gal/(d·ft3)432004850028800100000 注:净水装备为海水型。1lb=0.453kg,1ft=0.3048m,下同。DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2010.12.031126 给水排水 Vol.36 No.12 20101.1 ROWPU反渗透系列净水装备该型号的装备机动性和适应性强,在任何地方都能够快速设置和使用。其处理工艺采用物理和化学方法相结合,能够将不同类型的原水净化成洁净的饮用水。其净水装置主要由进水系统、沉淀系统、过滤系统、配水系统和NBC核生化消毒系统五部分组成,其过滤系统包括8个直径为6in(1in=2.54cm,下同)的反渗透单元,核生化消毒系统则采用活性炭吸附和离子交换床过滤技术。600型ROWPU反渗透净水装置的净水能力为12000gal/d(含盐量35000mg/L),当原水的盐度较低时,其产水能力更大,其每天可连续运行20h,余下4h则主要用于常规清洗和维护。600型ROWPU有三种不同型号,分别用于装备陆军、海军和海军陆战队、空军。它由30kW拖车电站供电,整套设备可由5t载重卡车、铁路、海、空运输,空投及直升机悬投。3000型ROWPU处理工艺与600型ROWPU基本相同,也包括进水、沉淀、过滤、配水、消毒五个部分。最大的不同是在其进水系统的进水泵处增设了一个漩流分离器,以去除水中较大的悬浮物。其次它的过滤系统由12个直径为8in的反渗透单元组成,每组各6个并联运行。整个装备可置于8ft×8ft×12ft的ISO标准集装箱内,由40ft的半挂车进行运输,同时配备有60kW发电机和高压泵,适应于汽车、铁路、海、空运输。150000型ROWPU比其他ROWPU系统机动性差,需要诸如铲车等装卸设备,适宜在某个位置长期运行。该系统水处理过程与其他的ROWPU相类似,其工艺流程为:原水泵—增压泵—加絮凝剂(泵)—多介质过滤器—加阻垢剂(泵)—筒式过滤器—高压泵—反渗透装置。增压泵除了用于多介质过滤器和筒式过滤器的过滤外,也用于多介质过滤器的反冲洗和反渗透组件的化学清洗。与其他ROWPU不同的是它没有加氯设备,因为该系统的产水最终要进入有加氯设备的标准贮槽和分配系统。1.2 MMFFS多功能模块化流体过滤系统多功能模块化流体过滤系统(Multi-functionalmodularfluidfiltrationsystem,MMFFS)共分三级,Ⅰ级为微孔过滤器,能够过滤去除5μm以上的颗粒物等;Ⅱ级由获得专利的AdAb吸附剂模块组成,能够去除大部分BOD、COD、TSS、TOC、苯类等有机物和金属等杂质;Ⅲ级为2.5μm级过滤,去除残存的杂质等。其有2000型和3000型两种不同的型号,其最大流量分别为35gal/min和120gal/min,工作压力40～60lb/in2,能够在2～52℃的环境下工作。MMFFS主要用于ROWPU的预处理或后处理进行反渗透膜清洗液、核生化沾染液及野战洗浴水的处理等。特别是用作ROPWU的预处理单元,取得了很好的效果,大大提高了反渗透膜的产水效率和使用寿命。1.3 TWPS战术净水系统战术净水系统是一种完全自容式的可移动净水装备,它主要由7个单元组成:进水、微滤(MF)、反渗透、空气、化学试剂加注、配水、核生化净化。微滤预处理可以去除水中的固体悬浮物、微生物等,并且可以消除影响反渗透膜工作的水体漩涡,使TWPS能够更好地适应各种原水,包括淡水、苦咸水以及高溶解固体浓度(TDS≥60000mg/L)的海水。TWPS处理淡水时产水率为1500gal/h,处理苦咸水、海水或被核生化污染的原水则能达到1200gal/h。TWPS有两种不同型号分别装备于陆军和海军陆战队。TWPS已在陆军和海军陆战队中逐步取代600ROWPU执行任务。与600ROWPU相比,在体积、质量等相似的前提下,其制水能力大大增强,特别是处理高盐度的水方面独具优势,效率和产量都很高。1.4 LWP轻型净水装备轻型净水装备模块化装置主要由以下模块组成:进水、超滤(UF)、高压泵、反渗透、化学试剂加注/清洗、核生化后处理、配水和供电。其主要是为满足小分队、特种任务部队(Specialoperationsforces,SOF)以及临时医疗分队的供水需求而研制的,它能够适应包括核生化沾染原水在内的各种原水。其处理淡水和海水的能力分别为125gal/h和75gal/h。它可以装在HMMWV高机动性多功能轮式车辆M1097上运输,也可以由C130运输机或UN60直升机运送。1.5 EUWP远征分队净水系统远征分队净水系统(见图1)是2004年由美海给水排水 Vol.36 No.12 2010127 军研究局研发的一种先进的军民两用净水系统,由VillageMarineTec公司生产,其产水量大,能耗低,目前其Ⅰ代产品处理海水和淡水能力分别可达10万gal/d和20万gal/d,是目前处理能力最大的移动式净水系统。2005年在美国卡特里娜飓风救灾行动中,其为向当地一家医院提供10万gal/d的洁净饮用水发挥了重要作用。
图1 远征分队净水系统EUWP由超滤和反渗透两个单元组成,该系统中Koch超滤系统处理能力为270gal/min,DowFILMTEC反渗透系统处理能力为80gal/min。两个单元各由1台60kW发电机驱动,超滤单元每处理1000gal水耗电2kW·h,反渗透单元每处理1000gal则耗电7.5kW·h。EUWP采用增强型玻璃纤维塑胶(Fiberglass-reinforcedplastic,FRP)材质的水泵,相比较于传统的碳钢水泵,质量大约减轻了25%,每套系统仅重1500lb,可安装在20ft×8ft×8ft的ISO标准集装箱内,采用C130运输机或卡车运输。EUWP净水系统的使用范围很广,能够在0～50℃的温度条件下运行,原水的温度可为0～41℃。目前正在研发的Ⅱ代装备,其净水能力将达到30万gal/d,并且质量更轻,体积更小。2 下一步研究重点及发展趋势美陆军坦克车辆研发工程中心TARDEC和国防高级研究计划局正在研究可以不受水源地的束缚,在战场的任何地方都可以制水的新型净水装备,以减轻运配水保障压力。实现这一目标主要通过以下两种途径:一是研发更高效、质轻、紧凑的净水装备;二是从非传统水源,比如空气或汽车尾气等中制水[2]。2.1 新技术目前美军供水装备存在的主要问题包括:能耗偏高;体积和质量偏大;容易结垢,膜寿命短;低温运行时稳定性差;化学试剂、过滤器材等消耗大;当原水中的水质污染物发生改变时,操作也需作相应调整。针对以上这些问题,美军正在积极研究新技术,具体包括抗氯型反渗透膜、正渗透、离子浓缩极化、电容电去离子和电化学消毒技术等。2.1.1 新型反渗透膜技术美军一直在寻找一种能够减少浓缩极化和生物污垢的新型膜技术。分离系统公司(Separationsystemtechnology)已经研发出了一种能够降低生物污垢的抗氯型的新型反渗透膜。由于现有的膜材料大都不具抗氯性,因而很容易被氯降解,而这种新型的抗氯膜则能够利用氯来减少微生物在膜上结垢从而延长其使用寿命。MIXO公司正在研制一种采用先进网孔结构膜和脉冲水流技术的手持式反渗透系统。脉冲式水流将能够减少膜表面污染物的形成,从而减少浓缩极化现象和生物污垢。现有的反渗透膜系统,其膜与膜之间是由一些菱形网孔结构联接而成的,这些孔隙影响了水流通过,并且为细菌滋生提供了场所。而这种新型膜的网孔是直接制在膜上的,并且其形状、大小或厚度可根据实际需要调节,从而提高过水性能,减少极化和结垢现象。所以说,脉冲式水流和新型网孔结构设计,大大降低了系统的操作水压,减少了清洁频次,进而节约了成本。这些新技术将逐步应用推广到包括小型模块化净水装置和单兵净水器等在内的陆军所有的净水装备中。2.1.2 正渗透技术美军也在研究将正渗透(Forwardosmosis)技术运用到单兵净水器中。相比反渗透而言,正渗透是利用膜两侧的渗透压差进行渗滤,因而几乎不需要外力,这样其能耗也大大降低。美国水合技术公司(HTI)开发出世界上第一种可商业应用的正向渗透膜,并生产出使用该技术的乙烯基XPack便携式水合水袋Hydrationbag,其在产水侧加入饮料粉和带电离子类食物(如盐、糖、氨基酸等),这样就能利用膜两侧的渗透压差,将原水侧的水分子吸收过来。此方法几乎可以从任何水源甚至是人体的尿液取水,并将其转化成安全的可饮用水。美国的分离系统公司也正在研制一种新型有孔纤维正渗透膜,它通过增加过水面积,从而提高产水率。2.1.3 离子浓缩极化技术离子浓缩极化(Ionconcentrationpolarization)
国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述
国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述
一、本文概述
随着科技的快速发展，无人潜航器（Unmanned Underwater
Vehicle，UUV）作为海洋探索与利用的重要工具，已经吸引了全球科研人员和工程师的广泛关注。作为无人潜航器的重要组成部分，水下通信技术对于实现潜航器的远程控制、数据传输、多潜航器协同作业等功能具有关键作用。本文旨在综述国外水下无人潜航器及其通信技术的发展现状与趋势，分析当前主流通信技术的优缺点，并探讨未来可能的研究方向和应用前景。通过对国外相关文献的梳理和分析，本文旨在为国内外从事水下无人潜航器及通信技术研究的学者和工程师提供有益的参考和启示。
二、国外AUV的发展现状
近年来，随着科技的飞速发展，国外在自主水下航行器（AUV）领域取得了显著的进步。AUV作为水下无人潜航器的一种，其自主导航、环境感知、任务执行等能力不断增强，为海洋科学研究、海底资源勘探、水下搜救等领域提供了有力支持。
在硬件设计方面，国外的AUV技术日趋成熟。许多先进的AUV已经实现了小型化、模块化、高度集成化，以适应不同复杂度的水下环境。例如，某些AUV采用了先进的推进系统，包括矢量喷水推进器、机械式螺旋桨等，以提高其机动性和稳定性。同时，为了应对深海高压、低温等极端环境，AUV的耐压壳体和材料技术也在不断更新，确保了AUV的安全性和可靠性。
在软件技术方面，国外的AUV已经实现了高度智能化和自主化。通过集成先进的算法和人工智能技术，AUV可以自主完成路径规划、环境感知、目标识别等任务。随着深度学习技术的发展，AUV在图像识别、声呐信号处理等方面也取得了显著突破，进一步提升了其在水下复杂环境中的作业能力。
在通信技术方面，国外的AUV同样取得了长足的进步。为了实现在水下环境中的数据传输和远程控制，研究人员开发了一系列高效、稳定的水下通信技术。例如，某些AUV采用了高速水声通信技术，实现了与水面基站或卫星的实时数据传输；还有研究团队在探索利用电磁波或光学通信技术在水下环境中实现数据传输的可能性。
美国水下信息系统发展现状分析
美国水下信息系统发展现状分析
文章介绍了美国水下信息网络的发展现状，简要阐述了网络组成、分布等特点，分析了美国水下信息网络的发展趋势，对比指出了当前我国水下信息网络发展存在的差距。
标签：水下信息网络；目标探测；侦察；监视
Abstract： This paper introduces the development status of underwater
information network in the United States， briefly expounds the characteristics of
network composition and distribution， analyzes the development trend of underwater
information network in the United States， and finally points out the existing gaps in
the development of underwater information network in China.
Keywords： underwater information network； target detection；
reconnaissance； surveillance
1 概述
未來战争将是向太空和海洋迅速延伸的立体战争，水下位势决定了水上位势，潜得越深，自身的生存能力越强，信息覆盖范围越广。世界各军事大国和濒海发达国家正在积极从事深海战场开发，海洋空间将成为未来冲突与战争的主要场所。各国正投入较多的人力、物力和财力，加强水下信息网络的建设，加紧对潜艇、鱼雷和无人潜航器等水下目标的侦察监视，以求尽快掌握“制深海战场权”。
2 美国水下信息系统发展现状
美国是最早提出水下网络应用概念的国家，其研究成果处于世界领先水平。在上个世纪九十年代之前，美军开展了大量水下网络应用研究与试验，水下信息网络理论逐渐成熟，先后试验成功的水下信息网络功能日益完备，性能更加先进，已经具备实际作战能力，整体能力世界领先，具有代表性的有：
水中兵器发展现状
水中兵器发展现状
水中兵器的发展现状可以从以下几个方面进行阐述：
1. 水中无人系统：随着科技的进步，水中无人系统成为水中兵器领域的研发热点。这些无人系统可以搭载各种传感器和武器，用于水下情报侦察、水雷处理等任务。其具备自主导航、自动控制和远程操控等功能，大大提高了水中作战的效能和作战人员的安全性。
2. 水下特种作战装备：水下特种作战装备也得到了快速发展。例如，水下作战封闭式服装的材料和设计不断改进，以提供更好的保暖性和防护性能；水下战斗刀、水下战斗枪等武器装备也逐渐更新升级，以提高打击力和适应水下环境的特殊要求。
3. 水下战备通信系统：在水下作战中，良好的通信系统尤为重要。因此，水下战备通信系统的研发也成为一个重要的方向。通过研究声纳技术和水下通信协议，可以实现水下作战单位之间的实时通信和指挥，提高水下作战的协同能力和战场感知能力。
4. 水下战争模拟与训练：为了提高水下作战的战术和战略能力，水下战争模拟与训练成为必不可少的一环。通过建立水下战场模拟系统和虚拟现实技术，可以让作战人员在真实的水下环境中进行模拟训练，以熟悉水下作战的战术操作和应急处置等技能。
综上所述，水中兵器的发展正朝着智能化、多功能和高效能的方向发展。随着科技的不断进步，相信水中兵器的发展会为水下作战提供更多的可能性和优势。
水面舰艇核生化防御系统发展概况
势势势势势势势势势势势势势势势势势势似似似似文献综述水面舰艇核生化防御系统发展概况丁翠玲,戚中田*(第二军医大学海医系生物医学防护教研室,上海200433)摇摇摘要:核生化武器是增强军事实力的重要手段,各国均十分重视核生化战剂的研制与发展。随着科学技术的进步,核生化武器的发展非常迅速。并且,在未来战争中,核生化武器使用的可能性也不断增加。本文针对水面舰艇核生化防御系统的现状,重点介绍了侦测技术、洗消技术、防护技术装备的进展,并分析了水面舰艇生物战剂防护亟待解决的问题,对我国海军舰艇核生化防御系统的构建和完善提供依据。摇摇关键词:摇核生化武器;摇侦测;摇洗消;摇防护;摇生物战剂摇摇中图分类号:R852.7摇摇文献标志码:A摇摇文章编号:1001-5248(2019)04-0184-03
作者简介:丁翠玲(1990-),女,博士研究生,讲师。从事生物医学防护研究。*通信作者摇摇相对常规武器而言,核生化武器易施放、难侦测、难防护也1页,并且具有巨大的破坏和毁伤能力,已被国际社会定义为大规模杀伤武器也2页。随着科学技术的进步,现代化的操控技术可实现核生化武器的远程精确制导与智能控制,可面对和适应复杂的战争环境,已成为海上作战的重大威胁之一也2-3页。同时核生化战剂及其运载工具不断改进,核生化武器的进展非常迅速,目前世界上拥有核生化武器的国家和地区也在不断增加也4页。核动力航母和潜艇的核泄漏也5页、海上核生化走私、恐怖组织袭击以及次生核化灾害使水面舰艇执行救援任务和处理突发事件时面临越来越多的威胁也2页。核生化武器在未来战争中使用的可能性不断增加也4页。水面舰艇是海军主要的战斗和事故救援装备,在执行任务过程中非常容易受到核生化武器的威胁与攻击。由于舰艇上人员密集、活动范围小、气象条件差等原因,水面舰艇遭受核生化武器袭击时,工作人员无法立即撤出污染区或及时消除核生化污染物也6-7页。海上独特的作战环境也对水面舰艇的核生化防御装备提出了更高的挑战:除了高湿、高腐蚀环境外,水面舰艇还要应对高EMI环境、蒸汽、盐雾等对检测仪器的干扰也6,8页。因此,为了保障海军舰艇官兵在遭受到核生化威胁时仍然有效地执行军事任务,深入研究与发展舰艇核生化防御系统是十分必要并且形势迫切的。1摇舰艇核生化防御系统技术装备现状和进展摇摇舰艇核生化防御系统,按照各部分技术装备所承担的任务和功能可分为侦测技术装备、洗消技术装备及防护技术装备。1.1摇侦测技术装备摇舰艇核生化防御系统中的侦测技术装备可对核生化战剂的种类和范围进行定性、定量的探测与监测,使舰艇和舰员能够及时组织舰船和人员防护也1页。在核武器远距离遥测方面,主要利用三坐标雷达、光电声跟踪和卫星等装备来观测核爆炸也9页,利用提高超压增强灵敏度、空间宽带电磁频谱分辨、背景光强度和相位阶跃变化性能等新技术增强作战舰艇的遥测技术装备也9-10页。对于近距离核武器点源检测方面,则通过新型宽量程辐射剂量探测器和实时酌成像技术对核辐射进行检测和定位也9-11页。在生化武器侦测方面,远距离遥测主要运用被动红外光谱IR探测与主动红外-激光雷达IR-LIDAR探测:主动激光雷达LIDAR化学战剂遥测装置可探测20km范围内的化学战剂,红外激光雷达IR-LIDAR生物战剂遥测LR-BSDS装置则可探测30km距离的生物战剂也9页;而免疫胶体金技术、流式细胞技术、核酸识别技术、PCR检测、免疫荧光检测、质谱分析、液相色谱等技术被广泛应用于生化战剂的现场检测中也9页。联合生物制剂识别和诊断系统(JBAIDS)可同时识别多种生物战剂,现已全面地运用于美军大型水面舰艇;联合化学剂探测器(JCAD)也可快速方便地实现化学战剂的自动检测也6页。1.2摇洗消技术装备摇洗消技术装备主要用于消除核生化战剂在舰艇上的累积,从而减弱或防止污染物对舰艇及人员的侵害,并且对舰艇性能不造成影响或者影响很小,使舰艇和舰员很快地恢复战斗·481·解放军预防医学杂志摇2019年4月第37卷第4期摇JPrevMedChinPLA摇April2019摇Vol.37No.4力也1页。水防护洗消系统是水面舰艇核生化防护的主要手段之一。水幕系统、洗消溶液供给系统、固定式和便携式洗消设备共同组成舰艇的水防护洗消系统也6页。为了实现物理和化学双重洗消效能,研究人员研制出了利用高温和高压形成的射流洗消的洗消装备,该设备也已在多国舰艇中配置使用也9页。随着生化战剂多样化、复杂化的发展,单一的洗消剂无法满足生化战剂的广谱消毒也10页,反应迅速、无污染、低腐蚀并且具有光谱消毒能力的洗消剂是舰艇洗消防护研究的重要方向之一。为了减少舰艇及装备受污染的可能性,预防性洗消技术也在不断研究发展,美军在设计新型驱逐舰DDG-1000时便充分利用了预防性洗消技术也9页。随着科学技术的进步,水防护洗消系统现已逐渐向模块化、智能化、多功能的方向发展,以实现全面精确的舰艇洗消。个人洗消设备的目的是防止和减弱核生化战剂对舰员的侵害。为了实现便捷有效的使用,并不对舰员战斗力产生影响,更轻便、高效、无刺激的个人洗消器材急需开发应用。目前海军的主要个人洗消器材是M291表皮洗消工具,喷雾型XM-100吸附式洗消系统(SDS)是一种简便易操作的洗消装备,美军正在不断研发与改进,使之集洗消功能与吸附生物战剂功能为一体也6页。1.3摇防护技术装备摇防护技术装备包括集体防护和个人防护,是舰艇核生化防御系统的重要组成部分。(1)集体防护:目前舰艇对核生化进行防御的最有效的主动防御措施便是集体防护系统,集防系统是决定核生化攻击条件下自身生存和战斗成败的关键因素之一也2,8页。集体防护系统提供两级防护:全防护和有限防护。全防护区防护等级要求高,需保证(500依50)Pa的超压,以阻止空气中的污染物进入舱室,并且过滤系统需过滤所有物理状态的核生化污染物,为主要的战位区域(包括驾驶控制室、作战指挥室、电子海图室、起降指挥室、核化生监测战位、动力损管战位、医疗室、餐厅和住舱等)也7页;舰艇有限防护区的防护等级要求较低,需要根据侦测系统提供的侦测信息和报警状态来穿戴防护服和防毒面具以防御核生化战剂,主要包括轮机舱室、机炉舱等也7页。新造军舰现已经规定了集体防护系统的3个防护等级:等级玉:全防护区,为作战防护区和40%舰员的住舱、餐室、卫生间的设备提供防护;等级域:小作战区,包括等级I的掩蔽区和一些关键的作战功能区;等级芋:大作战区,除飞行甲板和凹形甲板作战区以外的区域,包括等级玉的掩蔽区、等级域小作战区也7,12-14页。舰艇集体防护系统构成复杂,由集防区空气污染监控设备、气密和超压控制设备、滤毒通风设备及其他辅助设备组成也4,12页。空气监测设备可通过监测空气中烟雾、气溶胶、放射性粒子以及生化毒剂来实时监测密闭舱室内的空气质量;气密和超压控制设备可保证水面舰艇的绝对密闭,适当建立超压空间;滤毒通风设备是整个舰艇集体防护系统的核心设备,需将空气中的污染物完全滤除,在核生化环境下保证舰员生命安全也4页。浸渍过催化剂的活性碳材料过滤器是各国海军舰艇集防系统中最常使用的过滤设备。但是该类过滤器使用寿命较短,更有效、易装备、使用时间长、抗损能力强的过滤设备亟待开发。目前可再生变压/变温吸附技术、制O2除CO2技术、等离子体催化技术是滤毒通风设备的发展方向也4,15页。目前,水面舰艇核生化集体防御系统在发达国家海军以及我国周边国家及地区海军都得到了快速发展。美、俄、英、法等国家海军的大部分舰艇都配置了先进的第二代集体防护系统也2页,其他多国也在不断进行集体防护系统的建设和发展。为了增强水面舰艇集体防护能力,水面舰艇集体防护由舰艇上区域性防护转向全舰性防护发展、战时防护转向全时防护发展也4页。(2)个人防护:在不具备集体防护能力的舰艇上,个人防护结合舰艇舱室限时封闭是水面舰艇应对核生化攻击的主要手段;具备集体防护系统的舰艇,个人防护是集体防护的有效补充,可协助舰艇在核生化条件下的人员防护以及检测、攻击等任务。个体防护装备是为防御各类核生化战剂、有害物质和其他有害因素对人员的伤害而穿戴和配备的各种装备的总称也15页。水面舰艇上广泛使用的个体防护装备包括:防毒面具、防护服、防护手套、战剂侦检箱、个人消毒急救包等。外军新型防毒面具的主要代表有美国M40/M42型、加拿大C4型、英国S10型防毒面具,更新型的防毒面具如美国JSGPM、瑞士MICRONELC420、SM3/SM90、英国NBCFM12等陆续面世也10,15页。防护服主要分为隔绝式防护服和透气式防护服。美、英、法、德、瑞士等多个西方国家研制出多种材料的高性能防护织物,以用于防护服制造,以实现防毒服更有效、更耐用、更轻便也10,15-16页。2摇水面舰艇面临的生物威胁以及亟待发展的生物战剂检测装备摇摇生物战剂作为战争攻击的重要武器之一,生物武器的毒性比化学战剂大得多,病毒、细菌等生物战剂所造成的危害是难以估计的也17页。随着科学技术的发·581·解放军预防医学杂志摇2019年4月第37卷第4期摇JPrevMedChinPLA摇April2019摇Vol.37No.4展,更多新型复杂的生物战剂不断出现,逐渐由传统的细菌、病毒向基因武器发展也2页,水面舰艇所面临的海上生物威胁日趋严峻。新造舰艇空气监测设备可检测10余种病原体,但生物战剂种类多样化、难检测,若只依赖空气检测设备,无法完全覆盖新型生物战剂类别。而且战时生物战剂杀伤力大,作用时间迅速,完备完善的生物战剂检测箱亟待开发。同时,可检测多种新型生物战剂的空气检测设备急需研制开发。针对舰员的生物战剂检测设备使用培训也应作为各院校以及培训机构未来培训任务的重要内容。3摇展望与启示摇摇随着协同作战要求的不断提高,核生化防御系统需不断向网络化、数字化、多元化发展。核生化防御系统发挥作用,需要得到来自作战指挥系统、导航定位系统、损管监控系统、气象系统的支持,因此将核生化防御系统纳入整个作战指挥系统,包括与岸基部队实现网络化连接,对于提高舰艇在核生化环境下的防御和对抗性能是十分必要的也9页。随着我国国家与军队实力的不断增强及军事科技的不断发展,我国舰艇核生化防御系统已经构建了较完善的以侦、防、消为主体的防御体系,但有些技术实力与西方发达国家仍存在一定的差距。因此我们要积极学习发达国家舰艇核生化防御系统的关键技术和装备发展,瞄准前沿,自主创新,重点解决侦检、防护和洗消的关键技术,实现水面舰艇核生化防御系统的突破性进展,在未来复杂的战争环境中保护自己,赢得先机。参考文献:也1页摇方勇.舰船核生化防御措施及规避行为也J页.船海工程,2013,42(4):131.也2页摇刘虹,刘飞,王斌.海上核化生安全威胁与水面舰艇集体防护也J页.舰船科学技术,2011,33(7):150.也3页摇SQUASSONI,SA.Nuclearbiologicalandchemicalweap鄄onsandmissilesstatusandtrends也R页.USCRSReporttoCongress,Jan14,2005.也4页摇周平,张忠良,康健,等.海军舰艇核生化集体防护发展概况也J页.舰船科学技术,2016,38(13):1.也5页摇环球时报.英国防部承认核潜艇12年发生9次核泄漏事故也N页.2009-5-20.也6页摇包剑,罗雯军,王吉.美国海军水面舰艇核生化防护新发展也J页.船海工程,2013,42(4):81.也7页摇赵宴辉,全晓鹏,聂亚杰,等.舰船集体防护系统体系及防护等级划分也J页.船海工程,2013,42(4):123.也8页摇林芃,王吉,包剑,等.水面舰艇集体防护系统PID控制分析也J页.中国舰船研究,2015,10(4):118.也9页摇申明荣.国外舰艇CBRN综合防御体系技术装备进展也J页.船舶,2012,23(5):31.也10页摇高树田,张晓峰,王运斗.国外核化生医学防护装备现状与发展也J页.医疗卫生装备,2011,32(1):67.也11页摇周铭,罗清勇.卫星在核爆炸探测中的应用也J页.卫星与网络,2007(5):58.也12页摇U.SDOD.JointServiceChemicalandBiologicalDefenseProgramsFY08-09Overview也R页.U.S:DOD,2008:33.也13页摇王曼琳.美国核辐射探测技术取得新突破也J页.国外防化科技动态,2006,45(1):1.也14页摇施晓波,祁丽.NBC防护区超压控制的研究与运用也J页.船舶与海洋工程,2015,31(4):48.也15页摇孙景海,左浩.国外核生化战剂防护装备技术的发展也J页.医疗卫生装备,2012,33(7):73.也16页摇张文龙,崔海峰,孙景海,等.我国核化生战剂防护技术现状分析也J页.医疗卫生装备,2012,33(7):78.也17页摇朱春来.水面舰艇集体防护系统也J页.舰船科学技术,2001(3):37.(收稿日期:2019-01-06;修回日期:2019-01-25)(上接181页)摇摇综上所述,足月新生儿脐带血血清抵抗素水平与分娩方式、出生体重有一定关系,与瘦素和脂联素呈正相关,与免疫功能无明显关系。参考文献:也1页摇杨瑞兰,彭祖菊,贺雨,等.1191例新生儿脐血感染生物学指标参考区间调查分析也J页.重庆医学,2015,1(30):4258.也2页摇叶秀霞,宋沅谨,姜艳蕊,等.脐带血维生素D水平与新生儿生长指标的关系也J页.临床儿科杂志,2017,35(6):430.也3页摇黄龙坚,吕艳,郑景辉,等.多囊卵巢综合征母亲的新生儿脂肪代谢指标与脐带血雄激素水平的关系也J页.天津医药,2015,43(5):511.也4页摇王涛,辜定纤,李萍.新生儿脐带血IGF-玉水平与妊娠期糖代谢异常母体HbAlc的关系也J页.中国妇幼健康研究,2017,28(1):18.也5页摇方声,黄邀,卢洪萍,等.脐带血血清总胆红素检测在新生儿溶血病早期诊治中的应用价值也J页.实用预防医学,2017,24(4):491.也6页摇邵勤,刁玉巧.联合检测脐血与外周动脉血pH值对评估新生儿缺氧缺血性脑损伤的临床价值也J页.检验医学与临床,2015,1(2):159.(收稿日期:2019-02-20;修回日期:2019-03-25)·681·解放军预防医学杂志摇2019年4月第37卷第4期摇JPrevMedChinPLA摇April2019摇Vol.37No.4
【作战概念】美海军水下战概念与装备发展概述
【作战概念】美海军水下战概念与装备发展概述
简介
本文主要整理了美海军水下作战开发中心司令Seif少将对水下域作战思想、装备发展、先进技术应用方面的介绍，水下战不仅局限于潜艇部队，而是融入联合部队，开展体系化作战行动。
美海军水下作战开发中心（UWDC）的使命是支持美军获得水下优势，司令Richard Seif少将对美海军水下战基础理念的转变及相关装备、技术发展进行了介绍。其观点是，尽管潜艇对于水下战而言至关重要，但若要在水下域取胜还需要集成大量不同类型的系统和技术，包括人工智能（AI）和无人系统。转变当前水下战底层概念，不再仅限于潜艇作战，是一项高优先级工作。潜艇需要融入联合部队，这可能是海军水下企业最需要改变思路的地方。
1
UWDC对水下部队的支持
UWDC承担的工作包括集成各类技术，开发水下多域战条令等。优先事项则是跨域战术开发和能力开发；兵棋推演；真实世界作战深度分析；快速集成新式武器、传感器及技术（如AI和机器学习（ML））；以及为已部署的水下部队提供直接支持。UWDC总部位于康涅狄格州格罗顿，在弗吉尼亚州诺福克、圣地亚哥设有分部，此外还有一个大西洋潜艇实验室和一支战术分析大队。
水下战绝不仅仅是潜艇间的对战。美海军水下部队包括弹道导弹核潜艇、攻击型潜艇、航母打击群反潜战（ASW）部队、海上巡逻机、固定式系统、无人和自主系统等，UWDC的职责是确保水下部队能够作为水下战斗力量（undersea battle force）的一部分开展一体化作战。“必须跨域集成，覆盖太空、赛博和海底，并集成所有作战力量加入联合部队。”
2
潜艇部队
潜艇的关键作用毋庸置疑，由于具有隐身性和多功能性，仍占据着重要地位，被认为是美国作战力量的塔尖。攻击型核潜艇是UWDC的优先事项。海军目前有5艘快速攻击型核潜艇服役，其中“布法罗”（Buffalo）号和“杰克逊维尔”（Jacksonville）号安排了指挥官上舰。
美军装备维修保障技术浅析
美军装备维修保障技术浅析
发布时间：2021-10-08T03:12:05.226Z 来源：《科学与技术》2021年5月第15期 作者： 王传申 吕劲松 王润杰
[导读] 随着美军装备所呈现的高智能化、高集成化、高复杂化的特点正不断增强，对装备维修保障的需求也不断增高。
王传申 吕劲松 王润杰
国防大学联合勤务学院，北京 100036
摘要：随着美军装备所呈现的高智能化、高集成化、高复杂化的特点正不断增强，对装备维修保障的需求也不断增高。美国及其他军事强国都将军事装备维修保障作为国防预算重点之一。在数千亿美元的年度国防预算中，约有12%的国防预算用于装备保障。美军价值约
为3000亿美元的坦克、导弹、舰船、飞机、车辆等武器装备就需要高达800亿美元的年度维修保障费用，达到装备总价值的27%。由此可
见，研究装备维修保障就是研究战斗力，研究装备维修保障就是研究打胜仗。
关键词：技术现状；技术特点
1美军装备维修保障关键性技术现状
1.1着力构建“系统+网络”管理手段
装备健康管理系统即通过传感器了解装备内部硬件性能状态，并根据数据比对分析预测装备未来性能状态并判断维修时机的一套智能系统。其采用多传感器数据融合、装备状态监测、装备剩余寿命预测、基于模型的故障分析预测等技术。过去装备以可靠性为中心的维
修，能够较好的保持装备工况，但对于内部零部件老化比较难诊断。装备健康管理系统较以往维护手段的优点便是能全面管理、全面监
控，通过智能模型预测故障将要发生的部位并在故障发生前提供需要更换的零部件信息。美国F-35战机采用该预测式维修系统后，装备维
修人力将减少20~40%，保障规模缩小50%，出动架次率提高25%，使用与保障费用减少50%以上。可以看到，装备健康管理系统在提高装
备维修保障决策科学性的同时，大大提高了装备全寿命管理的效益，变革了装备维修保障能力生成模式，有效提升了战斗力。
1.2着力提供“现地+远程”交互方法
美军在伊拉克战争中的供水保障
美军在伊拉克战争中的供水保障
古往今来，在任何战争中，水都是军队赖以生存的生命线，特别是在干旱地区作战，水的重要意义更是不言而喻。过去20多年里，美军一直涉足中东干旱地区的军事行动，供水早已成为美军后勤保障的重要一环，因此美军供水保障的做法和其供水保障装备的发展值得研究和借鉴。
供水保障的做法
美军一支16655人的远征旅每天实际需水120万升，每人每天平均需各种生活用水76升，其中饮水15升。美陆军“力量提供者”系统备有4个75700升储水袋和3个11355升反渗透净水装置，可为一个快速反应旅或营的3300名士兵每人每天供水大约76升，即达到了美军野战条件下的人均供水量标准。在伊拉克战争中，美军后勤采取供水管线、水罐车、大型净水设备、单兵净水器、瓶装水等各种手段和方法实施供水保障，满足了核生化条件下的给水需要，提高了部队的生存能力和作战能力，保障了作战任务的顺利进行。同时，美军在伊拉克城市作战中，在如何有效利用当地资源对部队实施供水方面也积累了一定的经验。
选定水源开设供水站
美军认为，要满足战时部队的用水保障，首先要选好供水点，及时开设供水站。在确定供水点时，要尽可能靠前设置，通常设置在旅保障地域。如果该地域恰巧位于城市，最近的水源可能是市政供水系统，而非附近的江河，因为利用现有的公用水设施比开发新的野外水源更加迅速有效。此外，还可以利用公共基础设施，如水库、人工水井、消防系统、灌溉系统、水厂、水塔、采石场和游泳池等。
避免在自然水源建立净水站
多数干旱地区的城市，一般都位于水源附近。由于未来战争很可能是城区军事行动，考虑到安全、疾病和整个区域稳定等因素，美军避免在自然水源建立净水和配送站。因为负责净水的人员容易在水源地感染疟疾、血吸虫病等疾病，这在不发达国家的水源周围非常普遍。
可靠的水源是东道国的供水系统
最有效、最可靠的水源是东道国的供水系统，私人供水设施只要经检验，其水源即可供饮用。如果没有可饮用水，就只能采用反渗透净水设备(ROWPU)供水。ROWPU系统的主要特点是可以利用几乎任何水源，通过一系列媒介分离过滤器和化学清洁剂进行净化，然后分配使用。
国外军用反渗透净水装备的发展现状
维普资讯 …日医学装备２００７‘ １２月 ４卷 １２期 外 川 渗透净水装备的发展现状——商树Ｅ玎等 下，将生水注入过滤器时，反渗透元件就开始工作。 首先，通过过滤程序将水中的杂质分离出来。然后， 在将水当作饮用水储存起来之前，操作员需要向净 化完的水中加入消毒剂，以杀灭水中的病菌。整个 过程中，最重要的是反渗透元件能够正确发挥作 用。操作员可通过观察系统检测仪来监测反渗透元 件的工作状况。当过滤器无法正常工作时，必须立 即清洗或更换过滤器。ＲＯＷＰＵ一般拥有自己的发 电机，但也可采用外接电源。采用ＲＯＷＰＵ可为战区 的数千名士兵提供饮用纯净水。 ２ 国外军用反渗透净水装备的发展现状 ２．１美军的反渗透净水装备 美军的反渗透净水装备主要分为６００加仑／ｈ 的反渗透净水装备、１５００加仑，｝１的反渗透净水装 备、３０００加仑，｝１的反渗透净水装备和１５００００加仑／ ｈ的反渗透净水装备四种类型。 ２．１．１ ６００加仑，｝１的反渗透净水装备 该装备为师、旅两级水净化分队的主要装备， 主要用于从淡水、海水中制备饮用水，在某些情况 下，也可作为团和军以上单位的净水装备。该装备 长１８英尺，高８英尺，宽８英尺，重８．５ ｔ，包括一个 牵引力为５ ｔ的拖车和一台３０ｋｗ的发电机，可空 投。 为了为所有操作元件提供足够的空问，材料贮 存在各层中。上层为两个折叠式储水池，在其上面 为卷式抽水水管。两个储水池之问存放的是１个大 锤和１个可伸缩铝踏板。储水池旁边是堆成一堆的 ５个两侧标注有化学名称的塑料桶。在ＲＯＷＰＵ的 同一侧的储水池下，还有两个用带子固定的储藏 箱，箱内放有各种化学制剂、工具和安装说明书。抽 水水管的九个部件储藏在ＲＯＷＰＵ的框架一侧。 在２５￣Ｃ环境下，该装备每小时可净化９６０加仑 新鲜淡水（固体溶解物≤１０００ ｐｐｍ）或７６０加仑盐 水（固体溶解物＞１３５０００ ｐｐｍ）。ＲＯＷＰＵ的净水量随 生水的温度的下降而降低。囚此，在１０￣Ｃ环境下，该 设备只能净化３００加仑新鲜淡水或２００加仑盐水。 此外，其他外界因素，如水的浑浊度也会影响产水 率。该设备能够有效地去除水中所含有的潜在生化 战剂和放射源所产生的放射性产物。 ２．１．２ １５００加仑／ｈ的反渗透净水设备 该设备为６００ ＧＰＨ ＲＯＷＰＵ的换代产品。当生 水的固体溶解物小于１０００ ｐｐｍ（ＴＤＳ＜１０００ ｐｐｍ） 时，每小时可净化１５００加仑水。当生水的固体溶解 物大于４５０００ ｐｐｍ（ＴＤＳ＞４５０００ ｐｐｍ）时，每小时可 净化１２００加仑水。产出水的水质符合长期饮用水 的Ｔｒｉ—ｓｅｒｖｉｃｅ野战饮用水水质标准。装备的可运行 温度范嗣为一３１．７℃～６０￣Ｃ。通过采用高技术，该设备 在尺寸和重量与６００加仑／ｈ的反渗透净水装备相 同的前提下，提高了产水量。该装备可放置在地上 或安装在５ ｔ的拖车上或５ ｔ的卡车上，可通过公 路、铁路、飞机或船只进行运输。预期使用寿命为２０ 年。 ２．１．３ ３０００加仑／ｈ的反渗透净水设备 目前，该设备为美军军以上部队的主要净水装 备之一，可净化淡水、海水和被核生化战剂沾染的 水源。整个系统安装在一个８ｘ８ｘ２０英尺的ＩＳＯ集 装箱内，装载于３０英尺的军用Ｍ８７１Ａ２拖车上，由 一台Ｍ９３２卡车牵引，可用Ｃ一１３０和Ｃ一１４１运输机 进行空运。整个系统的动力由安装在拖车后部的 ６０ ｋＷ的柴油发电机供给。在２５￣Ｃ环境下，该设备 每小时可净化３０００加仑新鲜淡水（固体溶解物≤ １０００ｐｐｍ）或２０００加仑盐水（固体溶解物≥ ３５０００ｐｐｍ）。该设备的净水量随生水的温度的下降 而降低。因此，在１Ｏ℃环境下，该设备只能净化１０００ 加仑新鲜淡水或１５００加仑盐水。此外，其他外界因 素，如水的浑浊度也会影响产水率。该设备能够有 效地去除水中所含有的潜在生化战剂和放射源所 产生的放射性产物。 ２．１．４ １５００００加仑／ｈ的反渗透净水设备 目前，该设备为美军军以上部队的主要净水装 备之一，每天可运行２０ ｈ，将部件拆开运行能够提 高机动性，组装时间不超过３ ｄ。该设备主要用于净 化海水。虽然不是专门设计用来降低水中的核生化 战剂，但在操作中能够降低水中的９０％～９５％的核生 化战剂，不能在生化战剂沾染严重的环境中使用。 该装备由一系列柴油发动机驱动的水泵、过滤器和 反渗透单元组成，每天可净化１５００００加仑纯净水。 如果６～８套装备同时工作，每天可为野战部队提供 大约１ １５０００～１５３０００加仑的纯净水。过滤后的水储 存在一个几百至５００００加仑的水罐内。每台装备每 小时最高可净化９６０加仑水，可保障６００名士兵的 饮水。 ２．２加拿大军队的反渗透净水装备 加拿大军队目前所装备的反渗透净水装备为 一种一体化净水系统，由柴油发电机、自动控制系 统和双途径反渗透净水系统组成。该系统采用集装 箱式包装，可采用各种军用运输方式进行运输，也 可装载在带有托盘的ＨＬＶｗ卡车上，展开时间大约
美军净水装备及技术发展综述_杨敏
给水排水 Vol.36 No.12 2010125 ·科技信息综述·美军净水装备及技术发展综述杨 敏(总后建筑工程研究所,西安 710032) 摘要 供水保障是军队野战后勤保障的重要组成部分。主要介绍了美军现有的以反渗透技术为主的野战净水装备,以及离子浓缩极化、电容电去离子和电化学消毒等技术及装备的研究进展,并且对利用空气、尾气和中水等新水源或太阳能等新能源的装备进行了简述,以期对我军的净水装备研究有所启示。关键词 供水保障 净水装备 反渗透技术 空气制水 尾气制水 中水回用 美军 供水保障直接关系到部队官兵的生理和心理健康状况,也影响着整个部队的作战能力的发挥。在第一次世界大战中,美军由于饮用水不达标而造成了很多官兵的身体不适,极大地影响了战斗力的发挥,因此一战后,美军开始研究野战供水保障问题。当时研发出的移动净水装备(Mobilewaterpurificationunit,MWPU)主要工艺是砂土过滤和氯化消毒。在随后的二战中,MWPU移动净水装备得以实战检验,结果并不理想,它生产的水还不能完全达到饮用、洗漱及厨房用水等的要求。因此在二战之后,美军开始研制适用于各种不同水源的序列净水装备。在20世纪60年代,美军认识到尽管这些系列装备能够满足提供洁净饮用水的要求,但是为了减轻勤务保障和操作维修的负担,认为有必要研制一种能够适应淡水、海水和苦咸水等各种不同水源的通用净水装备,另外还要能够处理被核生化NBC污染的原水。最终美军选定了反渗透技术,包括600型和3000型反渗透净水装备(Reverseosmosiswaterpurification,ROWPU)等,它们分别于1981年和1989年装备部队,至今仍被陆军、海军陆战队和空军使用。1 美军现有净水装备美军最初使用的标准反渗透净水装备有3种,分别为额定产水量为600gal/h(1gal≈3.785L,下同)的600型ROWPU、3000gal/h的3000型ROWPU及150000gal/d的150000型ROWPU[1]。600型和3000型ROWPU分别于1981年和1989年装备部队。150000型ROWPU是为营区等固定设施设计的,也被安装在标准的军用舰船上,1981年投入使用。除此之外,美军后来还研发了同样基于反渗透技术的战术净水系统(Tacticalwaterpurificationsystem,TWPS)和轻型净水装备(Lightweightwaterpurifier,LWP),分别于2004年和2005年装备部队。2004年还研制了远征分队净水系统(Expeditionaryunitofwaterpurification,EUWP)。它们的主要处理工艺及处理能力如表1所示。表1 美军主要净水装备综合比较项目600ROWPU3000ROWPULWPA-TWPSEUWP主要技术工艺反渗透反渗透超滤+反渗透微滤+反渗透超滤+反渗透配发部队年份1981198920052004产水率/gal/h60020187512004170 相对质量(产水量/质量)/gal/(d·lb)31.328.812.922.538.9 相对体积(产水量/体积)/gal/(d·ft3)432004850028800100000 注:净水装备为海水型。1lb=0.453kg,1ft=0.3048m,下同。DOI:10.13789/ki.wwe1964.2010.12.031126 给水排水 Vol.36 No.12 20101.1 ROWPU反渗透系列净水装备该型号的装备机动性和适应性强,在任何地方都能够快速设置和使用。其处理工艺采用物理和化学方法相结合,能够将不同类型的原水净化成洁净的饮用水。其净水装置主要由进水系统、沉淀系统、过滤系统、配水系统和NBC核生化消毒系统五部分组成,其过滤系统包括8个直径为6in(1in=2.54cm,下同)的反渗透单元,核生化消毒系统则采用活性炭吸附和离子交换床过滤技术。600型ROWPU反渗透净水装置的净水能力为12000gal/d(含盐量35000mg/L),当原水的盐度较低时,其产水能力更大,其每天可连续运行20h,余下4h则主要用于常规清洗和维护。600型ROWPU有三种不同型号,分别用于装备陆军、海军和海军陆战队、空军。它由30kW拖车电站供电,整套设备可由5t载重卡车、铁路、海、空运输,空投及直升机悬投。3000型ROWPU处理工艺与600型ROWPU基本相同,也包括进水、沉淀、过滤、配水、消毒五个部分。最大的不同是在其进水系统的进水泵处增设了一个漩流分离器,以去除水中较大的悬浮物。其次它的过滤系统由12个直径为8in的反渗透单元组成,每组各6个并联运行。整个装备可置于8ft×8ft×12ft的ISO标准集装箱内,由40ft的半挂车进行运输,同时配备有60kW发电机和高压泵,适应于汽车、铁路、海、空运输。150000型ROWPU比其他ROWPU系统机动性差,需要诸如铲车等装卸设备,适宜在某个位置长期运行。该系统水处理过程与其他的ROWPU相类似,其工艺流程为:原水泵—增压泵—加絮凝剂(泵)—多介质过滤器—加阻垢剂(泵)—筒式过滤器—高压泵—反渗透装置。增压泵除了用于多介质过滤器和筒式过滤器的过滤外,也用于多介质过滤器的反冲洗和反渗透组件的化学清洗。与其他ROWPU不同的是它没有加氯设备,因为该系统的产水最终要进入有加氯设备的标准贮槽和分配系统。1.2 MMFFS多功能模块化流体过滤系统多功能模块化流体过滤系统(Multi-functionalmodularfluidfiltrationsystem,MMFFS)共分三级,Ⅰ级为微孔过滤器,能够过滤去除5μm以上的颗粒物等;Ⅱ级由获得专利的AdAb吸附剂模块组成,能够去除大部分BOD、COD、TSS、TOC、苯类等有机物和金属等杂质;Ⅲ级为2.5μm级过滤,去除残存的杂质等。其有2000型和3000型两种不同的型号,其最大流量分别为35gal/min和120gal/min,工作压力40～60lb/in2,能够在2～52℃的环境下工作。MMFFS主要用于ROWPU的预处理或后处理进行反渗透膜清洗液、核生化沾染液及野战洗浴水的处理等。特别是用作ROPWU的预处理单元,取得了很好的效果,大大提高了反渗透膜的产水效率和使用寿命。1.3 TWPS战术净水系统战术净水系统是一种完全自容式的可移动净水装备,它主要由7个单元组成:进水、微滤(MF)、反渗透、空气、化学试剂加注、配水、核生化净化。微滤预处理可以去除水中的固体悬浮物、微生物等,并且可以消除影响反渗透膜工作的水体漩涡,使TWPS能够更好地适应各种原水,包括淡水、苦咸水以及高溶解固体浓度(TDS≥60000mg/L)的海水。TWPS处理淡水时产水率为1500gal/h,处理苦咸水、海水或被核生化污染的原水则能达到1200gal/h。TWPS有两种不同型号分别装备于陆军和海军陆战队。TWPS已在陆军和海军陆战队中逐步取代600ROWPU执行任务。与600ROWPU相比,在体积、质量等相似的前提下,其制水能力大大增强,特别是处理高盐度的水方面独具优势,效率和产量都很高。1.4 LWP轻型净水装备轻型净水装备模块化装置主要由以下模块组成:进水、超滤(UF)、高压泵、反渗透、化学试剂加注/清洗、核生化后处理、配水和供电。其主要是为满足小分队、特种任务部队(Specialoperationsforces,SOF)以及临时医疗分队的供水需求而研制的,它能够适应包括核生化沾染原水在内的各种原水。其处理淡水和海水的能力分别为125gal/h和75gal/h。它可以装在HMMWV高机动性多功能轮式车辆M1097上运输,也可以由C130运输机或UN60直升机运送。1.5 EUWP远征分队净水系统远征分队净水系统(见图1)是2004年由美海给水排水 Vol.36 No.12 2010127 军研究局研发的一种先进的军民两用净水系统,由VillageMarineTec公司生产,其产水量大,能耗低,目前其Ⅰ代产品处理海水和淡水能力分别可达10万gal/d和20万gal/d,是目前处理能力最大的移动式净水系统。2005年在美国卡特里娜飓风救灾行动中,其为向当地一家医院提供10万gal/d的洁净饮用水发挥了重要作用。
美军战场个人净水器市场调查报告
・９６・ 海军医学杂志２００７年３月第２８卷第１期Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＮａｗＭｅｄｉｃｉｎｅ２００７Ｍａｒ．Ｖｏ１．２８。Ｎｏ
美军战场个人净水器市场调查报告
陈川 ，李檬 （１．解放军９２１１９部队卫生队，福建平潭３５０４０２；２．海军医学研究所，上海２００４３３）
［关键词】个人净水器；美军；健康促进和预防医学中心；测评 ［中图分类号】Ｒ８２１．８１ ［文献标识码］Ｄ ［文章编号］１００９—０７５４（２００７）０１—００９６～０２
战斗人员在战场上需要充足的安全饮用水，在他们无 法取得军队提供的饮用水情况下，必须依赖紧急个人净水器 （ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｅｒ，ｉｗＰ）来满足喝水的需求。目前美 军配发的紧急个人净水器工作缓慢，并且可能产生微生物学 上不安全的饮用水。商人们已经针对军队开发了其他的净 水器，但是没有任何设备经过了美军系统的测试。为了更好 地保护战斗人员的健康，美陆军健康促进和预防医学中心 （ＵＳＡＣＨＰＰＭ）最近对现有的商品ＩＷＰ的工作表现和健康 风险进行了一次深入的测评，并为战斗人员开发简单、直接 的净水器系统。本文系统地介绍了ＵＳＡＣＨＰＰＭ的此次测 评，以及由该测评作出的美国个人净水器市场调查报告。 １问题背景 目前的美军战斗人员战场ＩＷＰ选择包括碘片和氯乙烷 絮片。这两种方法在易于使用、产生的水量或对最终产品的 微生物学安全性等方面都不能完全满足现代战斗人员的需 求。许多小的、手操着的净水器（包括过滤型和消毒型）近年 来已经被商业开发出来提供给野营者和远行者。一些公司 将他们的设备捐赠给战地部队，随后声称他们获得了美军的 “认可”，作为其市场营销的一种手段。尽管美军已经为部队 的部署行动购买了商品净水器，在一些情况下战斗人员甚至 自己购买净水器，他们的选择都是出于对包装和商业营销的 印象，或是它们比部队配发的设备要易于使用，而不是出于 对该设备在军事环境中的表现和测评上。这种测评的缺乏 将战斗人员置于由于摄入水中病原体而生病的危险之中。 ＵＳＡＣＨＰＰＭ通过来自部队和个人的许多请求建立关于 ＩＷＰ的推荐系统从而认识到了这个危险。它所进行的测评 得到陆军负责环境、安全和职业健康的助理部长办公室支 持，由陆军军事研究计划司令部提供资助。 ２评测假设及标准 在评估１ｗＰ生产饮用水的安全性时，ＵＳＡＣＨＰＰＭ研究 组制定了暴露人数和持续时间的假设。研究组假设只有一 个执行战斗任务的小分队使用【ｗＰ，并且这队战斗人员仅 仅是间断地使用而且每次时间都不长。在这两个假设的基 础上，使用ＩＷＰ对战斗人员健康最大的威胁就是来自摄入 水中病原体的危险。因此评估一个ＩＷＰ提供安全饮用水的 能力，是将水中活跃病原体数目降低到安全水平（无感染性） 的能力来判断的。这项研究并不包含降氯、除铅和／或消除 异昧的设备，也并不评价所研究ＩＷＰ降低化学污染物的能 力。基于以上，ＵＳＡＣＨＰＰＭ运用了在饮用水科学和饮用水 工业中广泛接受的测试标准——即病原体消除的安全水平 是细菌达到６个对数（９９．９９９９％），病毒达到４个对数 （９９．９９％）和寄生虫卵达到３个对数（９９．９％）。在减少病原 体之外，一个“最好的”ＩＷＰ还应当小而轻便，净水快速，能 净化肮脏（混浊）水，不使水难闻或难喝；易于使用，并且在战 场条件下耐用。 ３数据收集和评估 为了确定和收集ＩＷＰ数据，研究组做了一个针对目前 分队或个人战斗人员能够买到的所有商品ＩＷＰ的拓展性市 场调查。作为这项调查的一部分，研究组努力联系上所有的 ＩＷＰ生产商，索要详细的技术信息和工作表现测试数据，并 告知了他们此次评测的意义。一些生产商没有回应，对他们 生产的ＩＷＰ，只收集到了公开的可得到的产品信息。 实验室测试结果对于ＩＷＰ病原体消除能力的高可信度 评测极为关键。研究组做了慎审和彻底的工作来搜索和复 核所有现有实验室测试结果，这些结果表达了各个设备在病 原体消除方面的功效。研究组通过以下特点来评估测试数 据的质量：（１）测试与应用测试标准协议的符合程度；（２）测 试机构的独立性和第三方地位的程度；（３）测试与生产商指 定的设备操作条件的符合程度；（４）测试的设备独一性程度， 而不是建立在技术或产品家族的相似性的基础上。 ４评测结果 绝大多数商品ＩＷＰ通过两种基本原理消除病原体：过 滤或消毒。每一种原理都有其固有的技术限制，阻碍其达到 “最好的”病原体消除标准。 过滤型１ｗＰ通过大小排除的方法消除水中的病原体。