反渗透系统优化设计PDF电子书下载

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