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目录1

第1篇 水资源概况和海水、咸水淡化技术综述1

第1章 水资源概况1

1.1 世界水资源概况1

1.2 我国水资源概况和用水紧张状况2

参考文献4

第2章 淡化工程原水的组成和性质5

2.1 淡化工程原水来源与组成5

2.1.1 河流水组成5

2.1.2 咸水与卤水的组成5

2.1.3 海水组成8

2.2.1 海水氯度与盐度10

2.2 海水性质10

2.2.2 海水密度和1980年国际标准海水状态方程13

2.2.3 海水恒压比热容15

2.2.4 海水冰点15

2.2.5 海水渗透压15

2.2.6 海水蒸气压16

2.2.7 海水沸点升高16

2.2.8 海水黏度17

2.2.9 海水绝对电导率17

2.2.10 海水表面张力17

2.2.11 海水中的溶解气体18

参考文献18

3.1 海水淡化技术概况19

第3章 海水淡化技术概述19

3.2 海水淡化理论耗能量20

3.3 海水淡化的简要发展历史22

3.4 主要海水淡化方法简介22

3.4.1 蒸馏法22

3.4.2 反渗透法24

3.4.3 电渗析法24

3.4.4 冷冻法24

3.4.5 水合物法25

3.4.8 溶剂莘取法26

3.5 淡化技术在水资源利用中的地位和发展前景26

3.4.9 海水淡化方法的组合26

3.4.7 嵌镶离子交换膜压渗析26

3.4.6 电容吸附法26

参考文献27

第4章 海水淡化工程原水预处理技术综述28

4.1 预处理的目的与内容28

4.2 淡化工程原水采集方法28

4.3 预处理常用药剂29

4.4 原水混凝沉降除浊技术29

4.4.1 混凝剂适用原水最大含砂量29

4.4.2 影响混凝剂混凝效果的因素30

4.4.3 混凝剂投加方式与设备30

4.4.4 淡化工程原水除浊沉降30

4.5.2 消毒剂分类31

4.5 原水灭菌杀生技术31

4.5.1 D值31

4.5.3 氯消毒剂消毒32

4.5.4 臭氧消毒35

4.5.5 紫外线消毒36

4.5.6 过氧乙酸消毒36

4.5.7 超滤和微滤除菌36

4.6 原水过滤除浊技术36

4.6.1 机械过滤法36

4.6.2 混凝过滤39

4.6.3 吸附过滤39

4.6.4 微孔膜过滤法40

4.7.1 化学反应沉淀软化法42

4.6.5 超滤法42

4.7 原水软化与阻垢技术42

4.7.2 离子交换法44

4.7.3 酸化法45

4.7.4 加入阻垢分散剂法45

4.7.5 纳滤法膜软化46

4.8 原水脱气技术47

4.8.1 酸化脱气——脱CO2气47

4.8.2 加热脱气47

4.8.3 真空式除气47

4.8.4 除氧剂脱氧气47

4.9.4 氯氧化法48

4.9.3 曝气氧化法48

4.9.5 接触氧化法48

4.9 原水除铁和锰的技术48

4.9.2 离子交换法48

4.9.1 混凝沉淀法48

4.8.5 脱H2S气48

4.9.6 铁细菌除铁法49

4.10 原水除余氯技术49

4.11 原水除有机物、异臭和异味49

4.12 原水预处理工艺流程49

4.12.1 电渗析法淡化原水预处理工艺流程50

4.12.2 反渗透法淡化原水预处理工艺流程51

4.12.3 蒸馏法淡化原水预处理工艺流程52

4.13 淡化技术的原水预处理后的水质要求53

参考文献54

第2篇 热法海水淡化技术与工程55

第5章 蒸馏法海水淡化技术与工程55

5.1 多级闪蒸55

5.1.1 多级闪蒸原理概述55

5.1.2 多级闪蒸工艺过程设计56

5.1.3 多级闪蒸装置及运行74

5.1.4 多级闪蒸工程实例84

5.2 多效蒸馏91

5.2.1 多效蒸馏概述91

5.2.2 多效蒸馏的分类91

5.2.3 低温多效蒸馏海水淡化的原理92

5.2.4 塔式多效蒸馏93

5.2.5 低温多效蒸馏海水淡化技术的应用范围95

5.2.6 多效蒸馏海水淡化装置的工艺设计96

5.2.7 多效蒸馏海水淡化装置的工程实例100

5.2.8 和太阳能结合的多效蒸馏海水淡化技术103

5.2.9 低温多效海水淡化技术的优点及发展趋势105

5.3 压汽蒸馏106

5.3.1 压汽蒸馏概述106

5.3.2 压汽蒸馏的工艺设计110

5.3.3 压汽蒸馏海水淡化装置的基本组成和模式114

5.3.4 压汽蒸馏海水淡化工程实例114

参考文献121

5.3.5 压汽蒸馏海水淡化技术的发展趋势121

第6章 冷冻法海水淡化技术与工程123

6.1 冷冻法海水淡化原理123

6.1.1 冷冻法淡化原理简介123

6.1.2 冷冻法淡化技术分类124

6.1.3 冷冻法海水浓缩率124

6.1.4 冷冻法淡化的优缺点125

6.2 冷冻法淡化流程125

6.2.1 间接冷冻法125

6.2.2 蒸汽压缩式真空冷冻法126

6.2.3 蒸汽吸收式真空冷冻法126

6.2.4 丁烷冷冻法127

6.3.1 冰晶的生成128

6.3 冰晶的生成与洗涤128

6.3.2 冰晶的洗涤129

参考文献130

第3篇 膜法海水淡化技术与工程131

第7章 反渗透和纳滤海水淡化技术与工程131

7.1 绪言131

7.1.1 发展概况131

7.1.2 渗透和反渗透131

7.1.3 反渗透和纳滤膜及组器件132

7.1.4 反渗透过程的特点和应用132

7.2 反渗透和纳滤的分离机理133

7.2.1 反渗透的分离机理133

7.1.5 纳滤过程的特点和应用133

7.2.2 纳滤的分离机理135

7.3 反渗透膜和纳滤膜137

7.3.1 膜材料137

7.3.2 膜的分类139

7.3.3 非对称膜的制备和成膜机理140

7.3.4 复合膜的制备和成膜机理141

7.3.5 不同构型的膜的制备142

7.3.6 反渗透膜和纳滤膜结构和性能表征144

7.4 反渗透膜和纳滤膜组器件技术148

7.4.1 膜组器件的构型及特征比较148

7.4.2 板式构型148

7.4.3 管式构型149

7.4.4 卷式构型150

7.4.5 中空纤维式150

7.5 反渗透和纳滤海水淡化工艺过程设计157

7.5.1 系统设计要求157

7.5.2 浓差极化159

7.5.3 过程基本方程式161

7.5.4 工艺流程及其特征方程165

7.5.5 装置的组件配置和性能169

7.5.6 基本设计内容和过程171

7.6 反渗透和纳滤系统的淡化工程设计和运行173

7.6.1 预处理系统173

7.6.2 反渗透和纳滤装置197

7.6.3 辅助设备和主要零部件200

7.6.4 设备的操作与维修207

7.6.5 清洗、再生、消毒和存放技术210

7.6.6 计算机监控215

7.7 反渗透和纳滤在海水和苦咸水淡化中的应用示例219

7.7.1 反渗透海水淡化219

7.7.2 反渗透苦咸水淡化227

7.7.3 纳滤海水和苦咸水淡化230

7.7.4 反渗透和纳滤的其他应用示例234

7.8 反渗透和纳滤过程的经济性244

7.8.1 成本考虑的基础244

7.8.2 直接投资成本245

7.8.4 操作成本246

7.8.3 间接投资成本246

7.8.5 投资回收成本248

7.8.6 评价成本的方法248

7.8.7敏感性分析249

7.8.8 小规模和特种系统251

7.8.9 国内外RO代表性成本示例252

7.9 展望253

参考文献254

第8章 电渗析海水淡化技术与工程258

8.1 电渗析法概述258

8.2 基础理论259

8.2.1 电渗析原理259

8.2.2 电渗析能耗260

8.2.3 Donnan平衡理论262

8.3 离子交换膜264

8.3.1 离子交换膜分类264

8.3.2 离子交换膜的制备264

8.3.3 离子交换膜的性能267

8.3.4 商品化离子交换膜269

8.4 电渗析器271

8.4.1 电渗析器的主要部件271

8.4.2 电渗析器的组装273

8.4.3 国产电渗析器的规格和性能274

8.5 极化和极限电流密度275

8.5.1 极化现象275

8.5.2 极限电流密度及极限电流系数276

8.5.3 影响极限电流的因素279

8.5.4 极限电流密度经验式281

8.5.5 极限电流测定方法282

8.6 电渗析淡化工艺过程设计283

8.6.1 基础计算式283

8.6.2 四种脱盐流程284

8.6.3 流程设计计算285

8.7 电渗析淡化工程设计286

8.7.1 工程参数（水量）计算286

8.7.2 进水水质要求289

8.7.3 预处理系统290

8.7.4 场地布置291

8.8 电渗析系统和运行293

8.8.1 操作参数的选取与调整293

8.8.2 控制沉淀物生成294

8.8.3 EDR运行方式295

8.9 应用实例297

8.9.1 沙漠苦咸水淡化车297

8.9.2 海水淡化装置298

8.9.3 海水浓缩制盐302

8.10 电渗析淡化的经济性304

8.10.1 产水成本304

8.10.2 经济操作电流密度305

符号说明306

8.10.3 几种淡化过程的比较306

参考文献307

第4篇 核能海水淡化技术与工程308

第9章 核能海水淡化概述308

9.1 核能海水淡化涉及的三种技术309

9.2 具体工艺的选择309

9.3 核能海水淡化的方式309

9.4 核能海水淡化的安全考虑310

9.5 核能海水淡化的技术、安全、经济和组织310

9.5.1 电与水比例的周密考虑310

9.5.2 选择核能淡化的决定因素…经济竞争力311

9.7.1 明确相关政策条款312

9.7 国际原子能机构成员国引进核能海水淡化的步骤312

9.6 启动核能海水淡化产业必须考虑的相关问题312

9.7.2 策划核能和水供应发展的长期规划及相应的财政经济计划313

9.7.3 选择厂址313

9.7.4 可行性研究313

9.7.5 建设工厂314

9.7.6 工程管理315

9.7.7 设施运行315

参考文献316

第10章 核能海水淡化技术与工程317

10.1 海水淡化用反应堆317

10.1.1 当代的重要能源一核能317

10.1.2 核能及其机理317

10.1.3 核反应堆318

10.1.4 核电站320

10.1.5 核安全321

10.1.6 海水淡化用反应堆326

10.2 国际原子能机构的软件包DEEP（脱盐经济评价程序）331

10.2.1 DEEP软件包的产生及其目的331

10.2.2 DEEP软件包涉及的技术范围332

10.2.3 DEEP软件包考虑的工艺流程333

10.2.4 DEEP软件包使用上需要注意的事项345

10.3 核能海水淡化的选择346

10.3.1 能源选择346

10.3.2 核能用途的主次问题的选择347

10.3.3 热电淡化方法的选择347

10.3.6 电水需求比348

10.3.4 对产品水质要求的影响348

10.3.5 所在地区对核能淡化的影响348

10.3.7 经济性349

10.3.8 核能海水淡化的工艺选择349

10.3.9 安全可靠性350

10.3.10 厂址的选择350

10.4 核能海水淡化工程设计350

10.4.1 海水淡化装置和核电站连接351

10.4.2 海水淡化装置和供热用核反应堆连接352

10.4.3 海水淡化装置和热电联产的核反应堆连接354

10.4.4 核反应堆与海水淡化装置连接的设计要求356

10.4.5 输送蒸汽方法：背压式和抽取式357

10.4.6 其他需要考虑的问题358

10.4.7 船用核能海水淡化厂359

10.4.8 海水淡化的石油燃料和核能能源的比较360

10.5 核能海水淡化工程实例361

10.5.1 哈萨克斯坦核能海水淡化361

10.5.2 日本的核能海水淡化361

10.5.3 和核能海水淡化相似的核能用途364

10.6 核能海水淡化的经济性365

10.6.1 核能海水淡化的经济指标365

10.6.2 产品水的成本及其组成366

10.6.3 成本估算的方法372

10.6.4 成本估算的可靠性374

10.6.6 水的成本和价格375

10.6.5 与化石燃料海水淡化厂的经济比较375

10.6.7 融资376

参考文献376

第5篇 其他海水淡化技术与工程应用377

第11章 太阳能和风能海水淡化技术377

11.1 太阳能海水淡化377

11.1.1 太阳能采集系统377

11.1.2 直接法太阳能海水淡化378

11.1.3 间接法太阳能海水淡化379

11.1.4 盐度梯度太阳池脱盐382

11.2 风能海水淡化385

参考文献385

12.1.1 脱盐原理387

第12章 其他制取淡水技术387

12.1 电容吸附法脱盐387

12.1.2 脱盐特性388

12.1.3 应用领域389

12.1.4 存在问题及展望390

12.2 气体水合物法390

12.2.1 水合物法的基本原理390

12.2.2 水合物的结构390

12.2.3 水合物生成条件392

12.2.4 水合物的性质396

12.2.5 水合物法海水淡化398

12.3 嵌镶离子交换膜压渗析401

12.3.1 嵌镶膜脱盐的基本原理401

12.3.2 嵌镶膜的制造方法402

12.3.3 压渗析淡化试验403

12.4 冰山取水403

12.4.1 开发冰山利用的出发点403

12.4.2 冰山的探测404

12.4.3 冰山的运输和保护404

12.4.4 冰山淡化厂404

12.4.5 经济性405

12.5 应急救生离子交换药剂406

12.6 溶剂萃取淡化406

12.6.1 溶剂萃取法的基本原理406

12.6.2 萃取剂的选择407

12.6.5 萃取剂的回收408

12.6.3 混合萃取剂408

12.6.4 原水含盐量对莘取性能的影响408

12.6.6 盐析剂409

12.6.7 溶剂萃取法海水淡化过程409

12.6.8 溶剂萃取法的优缺点411

12.7 海水淡化方法的组合412

12.7.1 方法本身的组合与方法之间的组合412

12.7.2 发电-淡化组合414

12.7.3 海水淡化与综合利用416

符号说明422

参考文献422

13.1.1 酸化脱气——脱CO2气424

13.1.3 真空式除气424

13.1.2 加热脱气424

第13章 海水淡化产水的后处理424

13.1 海水淡化工程产水脱气处理424

第6篇 海水淡化产水的后处理和海水综合利用424

13.1.4 除氧剂脱氧气425

13.1.5 膜法真空脱氧425

13.1.6 脱H2S气425

13.2 pH调整425

13.3 消毒和杀菌425

参考文献425

14.2 海水淡化后浓缩水提钾426

14.1 海水淡化后浓缩水综合利用的研究进展426

第14章 海水淡化后浓缩水的综合利用和后处理426

14.2.1 化学沉淀法427

14.2.2 有机溶剂法427

14.2.3 无机离子交换剂法427

14.3 海水淡化后浓缩水提溴427

14.3.1 水蒸气蒸馏法428

14.3.2 空气吹出法428

14.4 海水淡化后浓缩水制盐429

14.4.1 离子交换膜电渗析浓缩海水制盐工艺流程429

14.5 海水淡化后浓缩水的后处理431

参考文献431

14.4.2 蒸发法制盐431

第7篇 各种水质标准和水质检测方法433

第15章 水质指标和标准433

15.1 淡化工程原水水质指标与分类433

15.1.1 淡化工程原水水质指标433

15.1.2 淡化工程原水分类433

15.2 各类用水水质标准434

15.2.1 生活饮用水水质标准435

15.2.2 农用灌溉水水质标准435

15.2.3 地面水环境质量标准435

15.2.4 人工游泳池水质标准436

15.2.5 工业用水水质标准436

参考文献437

15.2.6 医药注射用水水质标准437

第16章 海水、卤水的水质分析438

16.1 海水、卤水中阳离子分析438

16.1.1 钾的测定438

16.1.2 钠的测定441

16.1.3 钙的测定444

16.1.4 镁的测定446

16.1.5 锰的测定448

16.1.6 铁的测定450

16.2 海水、卤水中阴离子分析452

16.2.1 活性硅酸盐的测定452

16.2.2 亚硝酸盐、硝酸盐的测定455

16.2.3 硫酸盐的测定458

16.2.4 氯化物的测定461

16.2.5 碳酸盐和碳酸氢盐的测定464

16.3 水质其他有关理化参数分析465

16.3.1 游离二氧化碳的测定465

16.3.2 pH的测定466

16.3.3 电导率测定468

16.3.4 氯度与盐度测定469

16.3.5 化学耗氧量（COD）的测定470

16.3.6 总溶解固体的测定471

16.3.7 水的硬度测定473

参考文献475

结语476