本書(shū)圍繞膜法水處理技術(shù)的發(fā)展歷程、膜材料制備、膜分離基本原理、膜組件設(shè)計(jì)、膜工藝形式和膜法水處理技術(shù)應(yīng)用案例幾部分內(nèi)容展開(kāi)，通過(guò)各部分的詳細(xì)介紹，形成了從“經(jīng)典理論”到“實(shí)踐應(yīng)用”的完整膜法水處理理論和技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的水質(zhì)特征和應(yīng)用場(chǎng)景，給出一系列的實(shí)際應(yīng)用案例，以“工程化”的思維來(lái)闡述和分析膜法水處理工程中的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、運(yùn)行和維護(hù)各技術(shù)環(huán)節(jié)。并且在主要章節(jié)末梳理了課后要點(diǎn)，以總結(jié)涵蓋膜法水處理技術(shù)的核心內(nèi)容。
本書(shū)旨在為高校環(huán)境、化工及材料等專(zhuān)業(yè)學(xué)生以及膜法水處理工程的技術(shù)人員，提供一本專(zhuān)業(yè)性和系統(tǒng)性較強(qiáng)并能夠反映當(dāng)前膜法水處理技術(shù)前沿和發(fā)展方向的教材和技術(shù)指導(dǎo)用書(shū)。
第1章 膜法水處理技術(shù)發(fā)展及理論概述 001
1.1 膜法水處理技術(shù)的發(fā)展歷程 001
1.1.1 膜分離的概念 001
1.1.2 膜分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 002
1.2 膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用 005
1.3 水處理工藝中分離膜的分類(lèi) 005
1.3.1 微濾膜 005
1.3.2 超濾膜 006
1.3.3 納濾膜 007
1.3.4 反滲透膜 008
1.3.5 正滲透膜 011
1.3.6 電滲析膜 013
1.4 膜法水處理中的膜污染及控制原理 014
1.4.1 膜污染 014
1.4.2 膜通量 019
1.4.3 臨界通量 020
1.4.4 濃差極化 023
1.4.5 過(guò)濾方式 025
1.5 水處理工藝用膜的制備 026
1.5.1 有機(jī)膜的制備 026
1.5.2 無(wú)機(jī)膜的制備 029
課后習(xí)題 031
參考文獻(xiàn) 031
第2章 膜法水處理應(yīng)用中膜性能評(píng)價(jià)及組件設(shè)計(jì) 033
2.1 膜性能分析及評(píng)價(jià)方法 033
2.1.1 膜孔徑大小與分布 033
2.1.2 膜表面粗糙度 037
2.1.3 膜接觸角 037
2.1.4 膜表面電性 038
2.1.5 泡點(diǎn)壓力及拉伸斷裂強(qiáng)力 038
2.2 膜污染的表征及測(cè)試方法 039
2.2.1 無(wú)機(jī)污染物 039
2.2.2 有機(jī)污染物 039
2.2.3 污染物的形貌 040
2.3 膜組件設(shè)計(jì) 041
2.3.1 膜組件構(gòu)型分類(lèi) 041
2.3.2 膜組件運(yùn)行及相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 044
2.3.3 膜組件優(yōu)化設(shè)計(jì) 045
2.3.4 單根膜纖維傳質(zhì)模型 047
2.3.5 膜組件結(jié)構(gòu)及裝填密度的設(shè)計(jì) 048
2.3.6 膜纖維松弛度的設(shè)計(jì) 050
2.3.7 氣提式膜組件的設(shè)計(jì) 050
2.3.8 膜組件曝氣的設(shè)計(jì) 053
2.4 膜組件完整性檢測(cè) 054
2.4.1 膜破損誘因及膜完整性定義 054
2.4.2 直接檢測(cè)法 055
2.4.3 間接檢測(cè)法 056
2.5 膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 061
課后要點(diǎn) 063
課后習(xí)題 063
參考文獻(xiàn) 063
第3章 超、微濾膜在水處理中的應(yīng)用 065
3.1 超、微濾的發(fā)展歷程 065
3.2 微濾 066
3.3 超濾 068
3.3.1 超濾分離機(jī)理 068
3.3.2 水處理超濾膜材料與性能 070
3.3.3 超濾膜參數(shù)的計(jì)算 072
3.4 超、微濾的膜污染與防控 073
3.4.1 超、微濾的膜污染 073
3.4.2 超、微濾膜污染的控制對(duì)策 074
3.4.3 超、微濾膜的清洗技術(shù) 076
3.5 超、微濾膜系統(tǒng)的運(yùn)行 078
3.5.1 膜系統(tǒng)的運(yùn)行 078
3.5.2 膜系統(tǒng)的停運(yùn)維護(hù) 078
3.5.3 膜系統(tǒng)的維護(hù)管理 079
3.6 連續(xù)膜過(guò)濾工藝 079
3.6.1 工藝簡(jiǎn)介 079
3.6.2 工藝設(shè)計(jì)與膜組件特點(diǎn) 080
3.6.3 操作流程與組件維護(hù) 081
3.7 浸沒(méi)式連續(xù)膜過(guò)濾工藝 083
3.7.1 工藝簡(jiǎn)介 083
3.7.2 工藝設(shè)計(jì)與膜組件特點(diǎn) 083
3.7.3 操作流程與組件維護(hù) 084
3.8 膜生物反應(yīng)器 086
3.8.1 膜生物反應(yīng)器的分類(lèi)及各自特點(diǎn) 086
3.8.2 膜生物反應(yīng)器的控制及運(yùn)行 095
3.8.3 MBR中的膜污染及膜清洗 099
3.8.4 MBR工藝系統(tǒng)的組成 102
3.8.5 MBR的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及工程運(yùn)行 105
課后要點(diǎn) 107
課后習(xí)題 107
參考文獻(xiàn) 108
第4章 納濾及反滲透膜分離技術(shù) 109
4.1 反滲透、納濾技術(shù)簡(jiǎn)介 109
4.1.1 發(fā)展概況 109
4.1.2 反滲透、納濾基本原理 110
4.1.3 反滲透過(guò)程的特點(diǎn)及應(yīng)用 112
4.1.4 納濾過(guò)程的特點(diǎn)及應(yīng)用 112
4.2 反滲透、納濾膜及組件 112
4.2.1 反滲透與納濾膜的結(jié)構(gòu)與性能 113
4.2.2 反滲透、納濾非對(duì)稱(chēng)膜的制備 115
4.2.3 反滲透、納濾復(fù)合膜的制備 116
4.2.4 反滲透、納濾膜組件 117
4.2.5 國(guó)內(nèi)外主要反滲透與納濾膜產(chǎn)品簡(jiǎn)介 120
4.3 分離機(jī)理與性能評(píng)價(jià) 121
4.3.1 反滲透分離機(jī)理 121
4.3.2 納濾分離機(jī)理 124
4.3.3 反滲透、納濾性能評(píng)價(jià)與計(jì)算 125
4.4 反滲透、納濾膜過(guò)程 128
4.4.1 反滲透、納濾工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 128
4.4.2 濃差極化對(duì)反滲透和納濾過(guò)程的影響 132
4.4.3 反滲透、納濾的工藝操作方式 135
4.4.4 反滲透、納濾預(yù)處理系統(tǒng) 145
4.4.5 反滲透、納濾膜污染及清洗 150
4.5 反滲透、納濾技術(shù)的應(yīng)用 152
4.5.1 反滲透、納濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用情況簡(jiǎn)介 152
4.5.2 反滲透、納濾技術(shù)的工程應(yīng)用實(shí)例 153
課后要點(diǎn) 156
課后習(xí)題 157
部分課后習(xí)題答案 158
參考文獻(xiàn) 159
第5章 電滲析及電輔助膜分離技術(shù) 160
5.1 電滲析分離技術(shù)簡(jiǎn)介 160
5.1.1 電滲析基本原理及特點(diǎn) 160
5.1.2 電滲析的基本過(guò)程與伴隨過(guò)程 162
5.1.3 電滲析過(guò)程傳質(zhì)理論 163
5.1.4 電滲析過(guò)程中的極化現(xiàn)象 169
5.1.5 雙極膜電滲析 174
5.1.6 反向電滲析 176
5.2 面向電滲析過(guò)程的離子交換膜 178
5.2.1 離子交換膜的基本概念及組成 178
5.2.2 離子交換膜的分類(lèi) 179
5.2.3 離子交換膜的制備 181
5.2.4 離子交換膜的表征 184
5.3 電滲析器的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 186
5.3.1 電滲析器的基本結(jié)構(gòu) 186
5.3.2 隔板與電極 187
5.3.3 基本計(jì)算公式 190
5.3.4 極限電流密度計(jì)算 192
5.3.5 預(yù)處理系統(tǒng) 194
5.4 電滲析的應(yīng)用 195
5.4.1 電滲析在給水處理中的應(yīng)用 195
5.4.2 電滲析在廢水中的應(yīng)用 198
5.4.3 電滲析在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 199
課后要點(diǎn) 202
課后習(xí)題 202
部分課后習(xí)題答案 203
參考文獻(xiàn) 205
第6章 其他新型膜處理技術(shù)在膜法水處理中的應(yīng)用 206
6.1 膜蒸餾 206
6.1.1 膜蒸餾概述 206
6.1.2 膜蒸餾原理 206
6.1.3 膜蒸餾過(guò)程 207
6.1.4 膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用 209
6.2 膜生物膜反應(yīng)器 217
6.2.1 膜曝氣生物膜反應(yīng)器 217
6.2.2 氫基質(zhì)膜生物膜反應(yīng)器 222
6.2.3 甲烷基質(zhì)膜生物膜反應(yīng)器 227
6.3 正向滲透 228
6.3.1 正向滲透概述 228
6.3.2 正向滲透的原理 228
6.3.3 正向滲透的過(guò)程 229
6.3.4 正向滲透膜材料 232
6.3.5 正向滲透的應(yīng)用 233
6.4 膜萃取反應(yīng)器 234
6.4.1 膜萃取反應(yīng)器概述 234
6.4.2 膜萃取過(guò)程 236
6.4.3 膜萃取反應(yīng)器的應(yīng)用 238
課后要點(diǎn) 239
課后習(xí)題 240
參考文獻(xiàn) 240
第7章 膜法水處理技術(shù)的組合工藝應(yīng)用案例 246
7.1 某化工工業(yè)園區(qū)集中供水工程 246
7.1.1 工程概況 246
7.1.2 工藝流程 247
7.1.3 工藝設(shè)計(jì) 248
7.1.4 結(jié)果與建議 250
7.2 某新材料公司中水回用工程 251
7.2.1 工程概況 251
7.2.2 工藝流程 252
7.2.3 工藝設(shè)計(jì) 252
7.2.4 結(jié)果與建議 254
7.3 某氨基酸公司中水回用工程 255
7.3.1 工程概況 255
7.3.2 工藝流程 256
7.3.3 工藝設(shè)計(jì) 256
7.3.4 結(jié)果與建議 259
7.4 某石化企業(yè)全膜法除鹽水鍋爐供水工程 259
7.4.1 工程概況 259
7.4.2 工藝流程 260
7.4.3 工藝設(shè)計(jì) 261
7.4.4 結(jié)果與建議 263
7.5 某農(nóng)業(yè)園區(qū)地表咸水淡化工程 264
7.5.1 工程概況 264
7.5.2 工藝流程 264
7.5.3 工藝設(shè)計(jì) 266
7.5.4 結(jié)果與建議 267
7.6 某煉化企業(yè)煉油污水處理工程 268
7.6.1 工程概況 268
7.6.2 工藝流程 268
7.6.3 工藝設(shè)計(jì) 269
7.6.4 結(jié)果與建議 271
7.7 某印染廢水脫鹽回用工程 272
7.7.1 工程概況 272
7.7.2 工藝流程 272
7.7.3 工藝設(shè)計(jì) 274
7.7.4 結(jié)果與建議 275
課后習(xí)題 275
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