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第1章　概论1

1.1　膜科学技术的历史1

1.2　反渗透技术的市场2

1.3　反渗透技术的发展5

1.3.1　膜材料及其结构5

1.3.2　元件结构的演化6

1.3.3　提高脱盐率水平6

1.3.4　降低膜工作压力6

1.3.5　提高抗污染能力7

1.3.6　提高抗氧化能力8

1.3.7　提高耐高压能力9

1.3.8　增大膜元件规格10

1.3.9　减小膜压力损失10

1.3.10　纳滤膜技术进步10

1.4　反渗透的相关技术11

1.4.1　能量回收技术11

1.4.3　膜生物反应器12

1.4.2　超微滤预处理12

1.4.4　浓水利用工艺13

1.4.5　压力容器技术13

1.4.6　专业清洗技术13

1.5　膜技术的专业教育14

第2章　膜的定义与膜法水处理16

2.1　膜技术的定义16

2.2　分离性能指标17

2.3　膜分离的分类18

2.3.1　按提取物分类18

2.3.2　按膜材料分类18

2.3.3　按处理精度分类19

2.3.4　按膜体结构划分19

2.3.5　按元件结构分类20

2.4　膜过程的机理21

2.4.1　多孔膜的筛分理论21

2.4.2　致密膜的溶解-扩散理论22

2.5　错流过滤技术23

2.6　浓差极化现象25

2.6.1　浓差极化的数学模型25

2.6.2　浓差极化的系统影响27

2.7　膜污染与清洗27

2.7.1　膜元件的污染27

2.7.2　膜的水力冲洗28

2.7.3　膜的化学清洗28

2.8　分级工艺处理29

第3章　反渗透系统的设计问题32

3.1　系统设计问题的提出32

3.2　系统设计的相关依据33

3.2.1　产水流量要求33

3.2.2　产水水质要求35

3.2.3　原水水质条件35

3.3.2　辅助系统的设计36

3.3.1　系统的适用领域36

3.3　系统设计范畴界定36

3.4　分系统的设计模式37

3.4.1　预处理的工艺与参数37

3.4.2　膜系统的工艺与参数38

3.5　系统的最优化设计39

3.5.1　预处理优化设计39

3.5.2　膜系统优化设计40

3.5.3　全系统优化设计41

第4章　膜系统的传统预处理工艺42

4.1　预处理系统工艺42

4.1.1　预处理的目的42

4.1.2　预处理的工艺43

4.2　砂滤与炭滤工艺44

4.2.1　混凝-砂滤工艺44

4.2.2　砂滤工艺过程47

4.2.4　活性炭滤工艺48

4.2.3　砂滤工艺特征48

4.2.5　多路阀与容器49

4.3　水质的软化工艺51

4.3.1　树脂软化工作原理52

4.3.2　树脂软化工艺过程52

4.3.3　树脂再生工艺过程53

4.3.4　树脂的顺逆流再生54

4.3.5　二次反洗顺流再生55

4.3.6　软化工艺设计参数56

4.3.7　多路阀与软化装置56

4.4　多级离心加压泵58

4.4.1　水泵的品种59

4.4.2　水泵的规格参数59

4.4.3　水泵的规格优选61

4.5　水体温度的调节63

4.6　预处理系统流程63

4.6.1　预处理的工艺梯度64

4.6.2　预处理的流量梯度65

4.6.3　预处理的压力梯度67

第5章　膜系统的超滤预处理工艺73

5.1　超滤预处理工艺73

5.2　超滤系统工艺技术75

5.2.1　膜材料及结构分类75

5.2.2　膜组件的结构形式76

5.2.3　膜组件的安装形式76

5.2.4　膜组件的径流方向77

5.2.5　超滤膜的工艺性能78

5.2.6　膜组件污染与清洗79

5.3　超滤系统设计导则80

5.4　超滤系统运行特性82

5.4.1　膜组件产水特性82

5.4.2　洁净膜组件特性83

5.4.4　膜通量清洗特性84

5.4.3　污染膜组件特性84

5.5　超滤的前处理工艺85

5.5.1　前处理必要性86

5.5.2　叠片式过滤器86

5.5.3　纤维式过滤器88

第6章　反渗透膜性能与膜参数91

6.1　理想半透膜的概念91

6.2　非理想半透膜过程92

6.3　膜元件的测试参数94

6.4　膜元件的计算参数98

6.5 计算参数的动态特性101

6.5.1　膜元件的工作压力特性101

6.5.2　膜元件的透盐率特性102

6.6　膜元件的试验参数104

6.6.1　元件的透盐率特性104

6.6.2　元件淡水的pH值特性106

6.6.3　系统浓水的pH值特性107

6.7　系统技术术语注释109

第7章　元件及系统的极限参数111

7.1　膜元件给水流量极限111

7.2　膜元件浓水流量极限113

7.3　浓差极化极限回收率113

7.3.1　系统的浓差极化度113

7.3.2　浓差极化系统作用115

7.3.3　浓差极化影响因素115

7.3.4　浓差极化度的极限117

7.3.5　浓差极化极限回收率118

7.4　通量均衡极限回收率118

7.5　难溶盐的极限回收率119

7.5.1　硫酸盐极限回收率120

7.5.2　硅酸盐极限回收率122

7.5.3　碳酸盐极限回收率124

7.5.4　难溶盐极限回收率125

7.6　膜系统的极限回收率126

7.5.5　阻垢剂的阻垢原理126

第8章　膜系统设计的基本模式127

8.1　膜系统设计的三大依据127

8.2　膜系统的相关设计导则128

8.3　膜系统设计的主要参数130

8.4　膜系统设计的评价指标131

8.5　理论与实际的设计模式132

8.5.1　系统设计的理想模式132

8.5.2　系统设计的实际模式132

8.6　膜系统设计的计算实例134

第9章　小型膜系统的结构与设计138

9.1　单元件系统与浓水回流139

9.1.1　单支元件低回收率系统139

9.1.2　单支元件高回收率系统139

9.1.3　微型元件高回收率系统140

9.1.4　单支元件浓水回流系统141

9.2　6元件系统的单段串联144

9.2.1　6元件系统的串联结构144

9.2.2　串联结构与浓水回流147

9.2.3　串联结构加浓水回流148

9.3　低难溶盐给水系统的结构149

9.3.1　无回流的6支段结构150

9.3.2　有回流的6支段结构154

9.4　高难溶盐给水系统的结构155

9.5　系统透盐率与元件品种157

9.6　低压膜元件的系统特性157

9.7　膜通量沿流程分布特性159

9.8　产水水质沿流程的分布162

9.9　容器、水泵及辅助设备164

9.9.1　元件容器164

9.9.2　加压水泵165

9.9.3　辅助设备165

10.1　膜元件通量失衡现象168

第10章　膜系统的通量均衡工艺168

10.2　产生膜通量失衡的原因169

10.3　通量失衡的影响与抑制171

10.3.1　通量失衡与产水水质172

10.3.2　通量失衡与浓差极化极限回收率173

10.3.3　通量失衡与污染失衡173

10.3.4　均衡通量的三项工艺174

10.4　膜元件品种的合理配置175

10.5　淡水背压及其工艺设计179

10.6　段间加压及其工艺设计181

10.7　高含盐量系统通量均衡184

10.8　低压降元件的通量均衡186

第11章　反渗透系统的非典型工艺189

11.1　单元系统工艺设备189

11.1.1　超小型反渗透系统结构189

11.1.2　无级间泵两级系统结构190

11.2.1　异段分质供水191

11.2　分质供水系统工艺191

11.2.2　同段分质供水192

11.3　淡水回流系统工艺194

11.4　两级系统工艺设计196

11.4.1　部分两级系统196

11.4.2　典型两级系统197

11.5　浓水淡化用电渗析198

11.5.1 电渗析的工作与结垢198

11.5.2　电渗析与膜系统合成200

11.6　4in、8in膜混合系统202

11.7　纳滤膜的系统工艺204

11.7.1　纳滤膜系统的压力分布206

11.7.2　膜透盐率与工作压力206

11.7.3　透盐率的稳定性分析207

11.7.4　纳滤系统的通量均衡208

11.7.5　纳滤膜系统与电渗析208

11.8　海水膜苦咸水淡化209

11.9　随季节变化的结构210

第12章　大型膜系统的结构与设计212

12.1　膜系统的流程长度213

12.1.1 系统回收率与系统流程213

12.1.2　给水含盐量与系统流程214

12.1.3　给水温度与系统流程215

12.1.4　其他因素与系统流程216

12.2　膜系统的膜段结构217

12.2.1　设计指标与膜段结构217

12.2.2　给水温度与膜段结构218

12.2.3　给水含盐量与段结构219

12.2.4　元件品种与膜段结构219

12.2.5　性能衰减与膜段结构221

12.2.6　膜均通量与膜段结构222

12.2.7　均衡通量与膜段结构222

12.3　高回收率的三段结构225

12.4　不同规模系统结构227

12.5　大型并联系统结构228

第13章　反渗透膜系统优化设计230

13.1　优化设计概念的提出230

13.2　优化设计的原始模型231

13.3　参数转换与经典模型232

13.3.1　优化目标的处理233

13.3.2　限值约束的处理234

13.3.3　依据与设计约束235

13.3.4　剔除非独立变量235

13.4　定界算法与分支模型236

13.5　元件运行模型解析式237

13.6　经典模型与设计软件241

13.7　膜系统优化设计列表242

13.7.1　优化设计列表的构思243

13.7.2　优化设计列表的特征244

13.7.3　优化设计列表的使用263

第14章　系统设计软件使用简介264

14.1.1　软件的主要功能265

14.1　软件功能与菜单系列265

14.1.2　软件的菜单系列266

14.2　工程信息与水质记录268

14.2.1　工程信息的设置268

14.2.2　软件重启与退出269

14.2.3　水质记录的输入269

14.2.4　水质记录的保存271

14.2.5　水质记录的编辑272

14.2.6　简单的水质记录273

14.2.7　混合的水质记录273

14.3　设计界面与基本计算274

14.3.1　加药调整进水pH值275

14.3.2　进水温度与进水类型275

14.3.3　运行时间与性能衰减276

14.3.4　产水流量与系统回收率276

14.3.5　元件、排列及段结构276

14.3.7　系统设计的报告输出277

14.3.6　膜元件的平均水通量277

14.4　设计计算的文件处理280

14.4.1　设计方案的文件保存280

14.4.2　产水与浓水记录保存280

14.4.3　参数灵敏度分析图线280

14.5　特殊工艺与产水处理281

14.5.1　产水混合工艺281

14.5.2　浓水循环工艺282

14.5.4　段间加压工艺283

14.5.3　产水背压工艺283

14.5.5　第二级膜系统284

14.5.6　产水的后处理285

14.6　成本分析与元件定义286

14.6.1　电能消耗计算286

14.6.2　系统成本计算287

14.6.3　自定义膜元件287

参考文献290