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