反滲透系統(tǒng)優(yōu)化設計

1章概論1

1.1膜科學技術的歷史1

1.2反滲透技術的市場2

1.3反滲透技術的發(fā)展5

1.3.1膜材料及其結(jié)構(gòu)5

1.3.2元件結(jié)構(gòu)的演化6

1.3.3提高脫鹽率水平6

1.3.4降低膜工作壓力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提高耐高壓能力9

1.3.8增大膜元件規(guī)格10

1.3.9減小膜壓力損失10

1.3.10納濾膜技術進步10

1.4反滲透的相關技術11

1.4.1能量回收技術11

1.4.2超微濾預處理12

1.4.3膜生物反應器12

1.4.4濃水利用工藝13

1.4.5壓力容器技術13

1.4.6專業(yè)清洗技術13

1.5膜技術的專業(yè)教育14

第2章膜的定義與膜法水處理16

2.1膜技術的定義16

2.2分離性能指標17

2.3膜分離的分類18

2.3.1按提取物分類18

2.3.2按膜材料分類18

2.3.3按處理精度分類19

2.3.4按膜體結(jié)構(gòu)劃分19

2.3.5按元件結(jié)構(gòu)分類20

2.4膜過程的機理21

2.4.1多孔膜的篩分理論21

2.4.2致密膜的溶解擴散理論22

2.5錯流過濾技術23

2.6濃差極化現(xiàn)象25

2.6.1濃差極化的數(shù)學模型25

2.6.2濃差極化的系統(tǒng)影響27

2.7膜污染與清洗27

2.7.1膜元件的污染27

2.7.2膜的水力沖洗28

2.7.3膜的化學清洗28

2.8分級工藝處理29

第3章反滲透系統(tǒng)的設計問題32

3.1系統(tǒng)設計問題的提出32

3.2系統(tǒng)設計的相關依據(jù)33

3.2.1產(chǎn)水流量要求33

3.2.2產(chǎn)水水質(zhì)要求35

3.2.3原水水質(zhì)條件35

3.3系統(tǒng)設計范疇界定36

3.3.1系統(tǒng)的適用領域36

3.3.2輔助系統(tǒng)的設計36

3.4分系統(tǒng)的設計模式37

3.4.1預處理的工藝與參數(shù)37

3.4.2膜系統(tǒng)的工藝與參數(shù)38

3.5系統(tǒng)的最優(yōu)化設計39

3.5.1預處理優(yōu)化設計39

3.5.2膜系統(tǒng)優(yōu)化設計40

3.5.3全系統(tǒng)優(yōu)化設計41

第4章膜系統(tǒng)的傳統(tǒng)預處理工藝42

4.1預處理系統(tǒng)工藝42

4.1.1預處理的目的42

4.1.2預處理的工藝43

4.2砂濾與炭濾工藝44

4.2.1混凝砂濾工藝44

4.2.2砂濾工藝過程47

4.2.3砂濾工藝特征48

4.2.4活性炭濾工藝48

4.2.5多路閥與容器49

4.3水質(zhì)的軟化工藝51

4.3.1樹脂軟化工作原理52

4.3.2樹脂軟化工藝過程52

4.3.3樹脂再生工藝過程53

4.3.4樹脂的順逆流再生54

4.3.5二次反洗順流再生55

4.3.6軟化工藝設計參數(shù)56

4.3.7多路閥與軟化裝置56

4.4多級離心加壓泵58

4.4.1水泵的品種59

4.4.2水泵的規(guī)格參數(shù)59

4.4.3水泵的規(guī)格優(yōu)選61

4.5水體溫度的調(diào)節(jié)63

4.6預處理系統(tǒng)流程63

4.6.1預處理的工藝梯度64

4.6.2預處理的流量梯度65

4.6.3預處理的壓力梯度67

第5章膜系統(tǒng)的超濾預處理工藝73

5.1超濾預處理工藝73

5.2超濾系統(tǒng)工藝技術75

5.2.1膜材料及結(jié)構(gòu)分類75

5.2.2膜組件的結(jié)構(gòu)形式76

5.2.3膜組件的安裝形式76

5.2.4膜組件的徑流方向77

5.2.5超濾膜的工藝性能78

5.2.6膜組件污染與清洗79

5.3超濾系統(tǒng)設計導則80

5.4超濾系統(tǒng)運行特性82

5.4.1膜組件產(chǎn)水特性82

5.4.2潔凈膜組件特性83

5.4.3污染膜組件特性84

5.4.4膜通量清洗特性84

5.5超濾的前處理工藝85

5.5.1前處理必要性86

5.5.2疊片式過濾器86

5.5.3纖維式過濾器88

第6章反滲透膜性能與膜參數(shù)91

6.1理想半透膜的概念91

6.2非理想半透膜過程92

6.3膜元件的測試參數(shù)94

6.4膜元件的計算參數(shù)98

6.5 計算參數(shù)的動態(tài)特性101

6.5.1膜元件的工作壓力特性101

6.5.2膜元件的透鹽率特性102

6.6膜元件的試驗參數(shù)104

6.6.1元件的透鹽率特性104

6.6.2元件淡水的pH值特性106

6.6.3系統(tǒng)濃水的pH值特性107

6.7系統(tǒng)技術術語注釋109

第7章元件及系統(tǒng)的極限參數(shù)111

7.1膜元件給水流量極限111

7.2膜元件濃水流量極限113

7.3濃差極化極限回收率113

7.3.1系統(tǒng)的濃差極化度113

7.3.2濃差極化系統(tǒng)作用115

7.3.3濃差極化影響因素115

7.3.4濃差極化度的極限117

7.3.5濃差極化極限回收率118

7.4通量均衡極限回收率118

7.5難溶鹽的極限回收率119

7.5.1硫酸鹽極限回收率120

7.5.2硅酸鹽極限回收率122

7.5.3碳酸鹽極限回收率124

7.5.4難溶鹽極限回收率125

7.5.5阻垢劑的阻垢原理126

7.6膜系統(tǒng)的極限回收率126

第8章膜系統(tǒng)設計的基本模式127

8.1膜系統(tǒng)設計的三大依據(jù)127

8.2膜系統(tǒng)的相關設計導則128

8.3膜系統(tǒng)設計的主要參數(shù)130

8.4膜系統(tǒng)設計的評價指標131

8.5理論與實際的設計模式132

8.5.1系統(tǒng)設計的理想模式132

8.5.2系統(tǒng)設計的實際模式132

8.6膜系統(tǒng)設計的計算實例134

第9章小型膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與設計138

9.1單元件系統(tǒng)與濃水回流139

9.1.1單支元件低回收率系統(tǒng)139

9.1.2單支元件高回收率系統(tǒng)139

9.1.3微型元件高回收率系統(tǒng)140

9.1.4單支元件濃水回流系統(tǒng)141

9.26元件系統(tǒng)的單段串聯(lián)144

9.2.16元件系統(tǒng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)144

9.2.2串聯(lián)結(jié)構(gòu)與濃水回流147

9.2.3串聯(lián)結(jié)構(gòu)加濃水回流148

9.3低難溶鹽給水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)149

9.3.1無回流的6支段結(jié)構(gòu)150

9.3.2有回流的6支段結(jié)構(gòu)154

9.4高難溶鹽給水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)155

9.5系統(tǒng)透鹽率與元件品種157

9.6低壓膜元件的系統(tǒng)特性157

9.7膜通量沿流程分布特性159

9.8產(chǎn)水水質(zhì)沿流程的分布162

9.9容器、水泵及輔助設備164

9.9.1元件容器164

9.9.2加壓水泵165

9.9.3輔助設備165

第10章膜系統(tǒng)的通量均衡工藝168

10.1膜元件通量失衡現(xiàn)象168

10.2產(chǎn)生膜通量失衡的原因169

10.3通量失衡的影響與抑制171

10.3.1通量失衡與產(chǎn)水水質(zhì)172

10.3.2通量失衡與濃差極化極限回收率173

10.3.3通量失衡與污染失衡173

10.3.4均衡通量的三項工藝174

10.4膜元件品種的合理配置175

10.5淡水背壓及其工藝設計179

10.6段間加壓及其工藝設計181

10.7高含鹽量系統(tǒng)通量均衡184

10.8低壓降元件的通量均衡186

第11章反滲透系統(tǒng)的非典型工藝189

11.1單元系統(tǒng)工藝設備189

11.1.1超小型反滲透系統(tǒng)結(jié)構(gòu)189

11.1.2無級間泵兩級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)190

11.2分質(zhì)供水系統(tǒng)工藝191

11.2.1異段分質(zhì)供水191

11.2.2同段分質(zhì)供水192

11.3淡水回流系統(tǒng)工藝194

11.4兩級系統(tǒng)工藝設計196

11.4.1部分兩級系統(tǒng)196

11.4.2典型兩級系統(tǒng)197

11.5濃水淡化用電滲析198

11.5.1電滲析的工作與結(jié)垢198

11.5.2電滲析與膜系統(tǒng)合成200

11.64in、8in膜混合系統(tǒng)202

11.7納濾膜的系統(tǒng)工藝204

11.7.1納濾膜系統(tǒng)的壓力分布206

11.7.2膜透鹽率與工作壓力206

11.7.3透鹽率的穩(wěn)定性分析207

11.7.4納濾系統(tǒng)的通量均衡208

11.7.5納濾膜系統(tǒng)與電滲析208

11.8海水膜苦咸水淡化209

11.9隨季節(jié)變化的結(jié)構(gòu)210

第12章大型膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與設計212

12.1膜系統(tǒng)的流程長度213

12.1.1系統(tǒng)回收率與系統(tǒng)流程213

12.1.2給水含鹽量與系統(tǒng)流程214

12.1.3給水溫度與系統(tǒng)流程215

12.1.4其他因素與系統(tǒng)流程216

12.2膜系統(tǒng)的膜段結(jié)構(gòu)217

12.2.1設計指標與膜段結(jié)構(gòu)217

12.2.2給水溫度與膜段結(jié)構(gòu)218

12.2.3給水含鹽量與段結(jié)構(gòu)219

12.2.4元件品種與膜段結(jié)構(gòu)219

12.2.5性能衰減與膜段結(jié)構(gòu)221

12.2.6膜均通量與膜段結(jié)構(gòu)222

12.2.7均衡通量與膜段結(jié)構(gòu)222

12.3高回收率的三段結(jié)構(gòu)225

12.4不同規(guī)模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)227

12.5大型并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)228

第13章反滲透膜系統(tǒng)優(yōu)化設計230

13.1優(yōu)化設計概念的提出230

13.2優(yōu)化設計的原始模型231

13.3參數(shù)轉(zhuǎn)換與經(jīng)典模型232

13.3.1優(yōu)化目標的處理233

13.3.2限值約束的處理234

13.3.3依據(jù)與設計約束235

13.3.4剔除非獨立變量235

13.4定界算法與分支模型236

13.5元件運行模型解析式237

13.6經(jīng)典模型與設計軟件241

13.7膜系統(tǒng)優(yōu)化設計列表242

13.7.1優(yōu)化設計列表的構(gòu)思243

13.7.2優(yōu)化設計列表的特征244

13.7.3優(yōu)化設計列表的使用263

第14章系統(tǒng)設計軟件使用簡介264

14.1軟件功能與菜單系列265

14.1.1軟件的主要功能265

14.1.2軟件的菜單系列266

14.2工程信息與水質(zhì)記錄268

14.2.1工程信息的設置268

14.2.2軟件重啟與退出269

14.2.3水質(zhì)記錄的輸入269

14.2.4水質(zhì)記錄的保存271

14.2.5水質(zhì)記錄的編輯272

14.2.6簡單的水質(zhì)記錄273

14.2.7混合的水質(zhì)記錄273

14.3設計界面與基本計算274

14.3.1加藥調(diào)整進水pH值275

14.3.2進水溫度與進水類型275

14.3.3運行時間與性能衰減276

14.3.4產(chǎn)水流量與系統(tǒng)回收率276

14.3.5元件、排列及段結(jié)構(gòu)276

14.3.6膜元件的平均水通量277

14.3.7系統(tǒng)設計的報告輸出277

14.4設計計算的文件處理280

14.4.1設計方案的文件保存280

14.4.2產(chǎn)水與濃水記錄保存280

14.4.3參數(shù)靈敏度分析圖線280

14.5特殊工藝與產(chǎn)水處理281

14.5.1產(chǎn)水混合工藝281

14.5.2濃水循環(huán)工藝282

14.5.3產(chǎn)水背壓工藝283

14.5.4段間加壓工藝283

14.5.5第二級膜系統(tǒng)284

14.5.6產(chǎn)水的后處理285

14.6成本分析與元件定義286

14.6.1電能消耗計算286

14.6.2系統(tǒng)成本計算287

14.6.3自定義膜元件287

參考文獻290 2100433B

本書介紹了反滲透技術及系統(tǒng)設計的相關內(nèi)容。書中前3章介紹了膜技術及系統(tǒng)設計的基本概念；第4、5章介紹了傳統(tǒng)預處理和超濾預處理系統(tǒng)的設計；隨后8章分別討論了反滲透膜系統(tǒng)設計的各方面內(nèi)容；在最后的第14章介紹了海德能公司設計軟件的使用方法與技巧。為便于讀者對反滲透系統(tǒng)設計軟件的掌握，本書還以光盤形式提供了美國海德能公司的中文版設計軟件及其演示性使用說明。

書中關于反滲透膜元件及膜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，除特殊注明屬于試驗測試數(shù)據(jù)之外，主要是基于海德能公司的設計軟件計算。本書運用大量的曲線與圖表，從各個層面揭示反滲透元件及系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，為工程設計人員提供更多的相關設計數(shù)據(jù)以資參考。

本書可供膜法水處理工程技術人員、科研人員及大專院校相關專業(yè)的廣大師生參考使用。

本書屬于反滲透水處理系統(tǒng)設計與運行領域的工藝理論專著。書中介紹了元件特性參數(shù)、系統(tǒng)極限收率、多項特殊工藝、系統(tǒng)設計指標、膜堆基本結(jié)構(gòu)、均衡通量、均衡污染、元件配置優(yōu)化、管路結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設計通量優(yōu)化、雙恒量與泵特性運行模式等系統(tǒng)工藝的基本概念；明確了系統(tǒng)脫除鹽率與系統(tǒng)工作壓力的設計方案檢驗原則；涵蓋了兩級、納濾與海水淡化等類工藝形式。

書中關于元件、膜殼、膜段、管路及系統(tǒng)數(shù)學模型的介紹，關于膜元件透水與透鹽兩系數(shù)、各類污染層及濃差極化度的討論，為深入研究系統(tǒng)運行規(guī)律與深度開發(fā)系統(tǒng)模擬軟件奠定了基礎。

本書可作高等院校分離膜水處理專業(yè)本科或研究生教材以及相關企業(yè)專業(yè)技術培訓教材，也可供業(yè)內(nèi)的理論研究人員及工程技術人員參考。

駕駛基礎知識

1.1　常見駕駛俗語 002

1.2　駕駛中的視覺規(guī)律 003

1.2.1　光的直線傳播規(guī)律和遠小近大規(guī)律 003

1.2.2　車體自身產(chǎn)生的盲區(qū)及其變化規(guī)律 005

1.2.3　車外物體產(chǎn)生的盲區(qū)及其規(guī)律 007

1.2.4　后視鏡也有盲區(qū) 010

1.2.5　駕駛中的視覺錯覺與排除 010

1.2.6　后視鏡成像規(guī)律 012

1.2.7　利用后視鏡判斷后方車距的技巧 014

1.2.8　判斷車身位置和準確判斷車輪位置的技巧 014

1.3　了解轉(zhuǎn)彎規(guī)律防止轉(zhuǎn)彎事故 020

基本操作技巧

2.1　上下車與合適的駕駛姿勢 022

2.2　常用操縱機件的使用 027

2.2.1　方向盤的使用 027

2.2.2　變速桿的握法 029

2.2.3　離合器踏板的操縱技巧 029

2.2.4　油門踏板的操縱技巧 030

2.2.5　行車制動器的操縱技巧 030

2.2.6　駐車制動器（手剎）的操縱技巧 030

2.3　儀表、開關的識別和運用 031

2.4　發(fā)動機啟動、升溫與熄火 036

2.4.1　啟動（含自動擋） 036

2.4.2　升溫 037

2.4.3　熄火 037

2.5　手動擋汽車基本駕駛操作技巧 038

2.6　自動擋汽車基本駕駛操作技巧 048

2.6.1　操縱裝置基本知識 048

2.6.2　起步行駛與停車 050

科目二考試攻略與實用技能訓練

3.1　倒車入庫考試攻略（考試項目） 054

3.1.1　場地布局 054

3.1.2　操作要求 054

3.1.3　考試攻略 055

3.2　坡道定點停車和起步（考試項目） 062

3.2.1　考核目的 062

3.2.2　考場布局與評判標準 062

3.2.3　操作要求 063

3.2.4　考試攻略 063

3.3　側(cè)方停車（考試項目） 065

3.3.1　考核目的 065

3.3.2　考場布局及評判標準 065

3.3.3　操作要求 066

3.3.4　考試攻略 066

3.4　曲線行駛（考試項目） 071

3.4.1　考核目的 071

3.4.2　考場布局與評判標準 071

3.4.3　操作要求 071

3.4.4　考試攻略 071

3.5　直角轉(zhuǎn)彎（考試項目） 074

3.5.1　考核目的 074

3.5.2　考場布局與評判標準 074

3.5.3　考試攻略 075

3.6　窄路掉頭（實用技能訓練） 079

3.6.1　操作要求 079

3.6.2　訓練方法 079

3.7　高速公路駕駛（實用技能訓練） 082

3.7.1　高速公路的特點 082

3.7.2　高速公路上的行駛特性 083

3.7.3　上高速路前的準備 084

3.7.4　安全駛?cè)敫咚俟?085

3.7.5　高速公路行車道行駛 085

3.7.6　安全駛離高速公路 086

3.8　復雜條件駕駛與緊急情況處置（實用技能訓練） 087

3.8.1　連續(xù)急彎山區(qū)路駕駛 087

3.8.2　隧道駕駛 090

3.8.3　雨天駕駛 091

3.8.4　霧天駕駛 092

3.8.5　光滑路面駕駛（冰雪路）駕駛 093

3.8.6　緊急情況駕駛 095

3.8.7　突發(fā)故障應急駕駛 096

道路駕駛技巧

4.1　上車準備 102

4.2　起步 104

4.3　直線行駛 108

4.4　跟車 110

4.5　變更車道 117

4.6　通過路口 119

4.7　通過人行橫道線、學校區(qū)域和公共汽車站 123

4.8　會車 124

4.9　超車 125

4.10　靠邊停車 132

4.11　掉頭 134

4.12　夜間行駛 135

4.13　起伏路駕駛 143

4.13.1　考核目的 143

4.13.2　考場布局及評判標準 143

4.13.3　操作要求 144

4.13.4　考試攻略 144

4.14　百米加減擋 147

4.14.1　考核目的 147

4.14.2　考場布局及評判標準 147

4.14.3　操作要求 147

4.14.4　考試攻略 148

附錄

附錄1　科目二、科目三考試綜合評判標準 150

附錄2　科目二、科目三考試程序 152 2100433B