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第一章 概论1

第一节 水资源管理与水污染问题1

第二节 水的匮乏与水处理6

一、我国水资源现状与水污染6

二、膜法水处理应用9

第三节 膜法水处理的市场潜力11

参考文献15

第二章 膜分离过程16

第一节 水处理和膜分离17

一、饮用水17

二、工业用水18

三、工业废水和市政废水18

第二节 膜和膜分离的分类19

一、膜的定义和分类19

二、膜分离的定义和分类22

(一) 膜分离的定义22

(二) 反渗透和纳滤23

(三) 超滤30

(四) 微滤34

(五) 渗析39

(六) 电渗析41

(七) 载体促进传递(载体介导传递)49

(八) 渗透蒸发54

(九) 气体分离61

(十) 膜接触器67

(十一) 膜蒸馏70

第三节 膜的制备方法75

一、相转化法制备不对称膜75

(一) 干法75

(二) 湿法77

(三) 热凝胶法80

(四) 聚合物辅助倒相法80

二、复合膜的制备工艺81

(一) 浸涂法81

(二) 界面聚合81

(三) 等离子体聚合82

三、无机膜的制备83

(一) 固态粒子烧结法84

(二) 溶胶--凝胶法85

(三) 高温分解法85

(四) 刻蚀法85

(五) 化学气相沉积法(CVD)86

第四节 膜组件86

一、板框式膜组件87

二、卷式膜组件88

三、管式膜组件90

四、毛细管膜组件91

五、中空纤维膜组件92

第五节 膜组件系统设计94

一、基本操作方式94

二、膜组件的连接方式94

三、多级装置的连接96

参考文献98

第三章 水处理膜应用与展望100

第一节 膜法固液分离102

一、膜法处理替代传统处理103

(一) 化学絮凝103

(二) 澄清103

(三) 离心104

(四) 生物膜反应器105

二、膜法污泥脱水107

第二节 膜法灭菌107

第三节 膜法脱除无机物110

一、处理海水和苦咸水110

二、降低水质硬度112

三、除硝酸盐113

四、除重金属和其他无机物113

第四节 膜法脱除有机物113

一、杀虫剂和合成有机化合物114

二、油和含油废水116

三、有机溶剂118

四、纺织废水处理122

五、混合废水处理126

六、废水回收再利用127

第五节 无机微滤膜和超滤膜在水处理中的应用129

一、在含油废水处理中的应用129

二、在难处理化工及石化废水中的应用132

三、在其他废水处理中的应用133

四、无机膜水处理的应用展望134

参考文献136

第四章 压力驱动膜过程中传质、通量和污染140

第一节 纯净膜的渗透性质141

一、温度的影响145

二、膜电荷的影响146

第二节 渗透能量的下降148

一、污泥密度指数150

二、渗透通量的降低和污染控制150

(一) 泥饼形成151

(二) 沉淀污染153

(三) 吸附污染155

第三节 物质传递过程155

一、溶质的传递156

二、颗粒物质的传递159

(一) 颗粒向膜的传递160

(二) 颗粒在浓差极化层内的反向扩散163

三、渗透通量的宏观变化165

第四节 压力驱动膜过程的截留原理167

一、截留的定义168

二、颗粒截留的数学描述170

(一) 膜表面机械筛分170

(二) 变形液滴的截留171

(三) 泥浆脱除172

三、溶质分离173

(一) 脱除无机溶质173

(二) 有机物的截留174

四、溶质传递和截留的数学模型175

(一) 优先吸附-毛细孔流动模型175

(二) 不可逆热力学模型176

(三) 溶解--扩散模型179

(四) Donnan平衡和电中性对截留离子的影响180

参考文献180

第五章 膜污染、膜极化及其防止方法182

第一节 浓差极化183

一、浓度分布186

二、湍流促进器189

三、压力降190

四、在压力驱动膜操作中的流量行为191

五、凝胶层阻力模型192

六、渗透压阻力模型193

七、边界层阻力模型194

八、扩散膜中的浓差极化196

九、电渗析中的浓差极化197

第二节 防止膜污染的方法199

一、化学防止方法199

二、物理防止方法202

三、电渗析中膜污染的防止与清洗方法211

参考文献217

第六章 污水膜分离活性污泥法219

第一节 工业污水的处理方法220

一、物理处理法220

二、化学处理法221

三、生物处理法223

第二节 污水膜分离活性污泥法225

一、污水膜分离活性污泥法的特点和机理227

二、污水膜分离活性污泥法的分类230

第三节 污水膜生物技术的主要影响因素和技术参数234

一、膜材料与膜种类234

二、膜结构与组件的选择237

三、有机负荷和水力停留时间242

四、浓差极化与膜污染246

五、膜水通量248

六、操作压力和膜面流速250

七、膜的清洗251

八、维护管理253

第四节 污水膜分离活性污泥法的展望253

参考文献257

第七章 膜法水处理技术的应用实例261

第一节 造纸工业废水处理262

一、纸浆废水262

二、印钞废水264

第二节 制革工业废水处理267

第三节 日用化工废水处理270

一、表现活性剂废水270

二、表面活性剂胶束强化超滤273

第四节 酿造工业废水处理275

一、味精废水275

二、酵母废水277

第五节 农药废水处理279

第六节 重金属废水处理282

一、电镀废水282

二、电泳漆废水284

第七节 石油化工废水处理286

一、油田采出水与回注水286

二、含油废水293

第八节 纺织工业废水处理301

一、染料废水301

二、羊毛洗涤废水304

第九节 其他废水处理307

一、大楼排水307

二、糖类与蛋白质加工废水308

第十节 膜法饮用水处理310

一、苦咸水淡化310

二、海水淡化316

三、自来水膜处理321

参考文献325

附录 中华人民共和国水污染防治法实施细则329