膜技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用

膜在自然界中，特別是在生物體內(nèi)是廣泛而恒久地存在著，它與生物起源和生命活動(dòng)密切相關(guān)，是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。膜過(guò)程在許多自然現(xiàn)象中發(fā)揮了重大的作用，在現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的日常生活中也扮演者重要的角色。

在人類早期的生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，就已不自覺(jué)地接觸和應(yīng)用了膜過(guò)程。在中國(guó)漢代的著作《淮南子》中，已有了制豆腐的記載。后來(lái)，人們又掌握了制腐皮、薄粉等方法。這可以說(shuō)是人類利用天然物制食用“人工薄膜”的最早的記載。

對(duì)膜過(guò)程的利用，中國(guó)最早的記述可以追溯到2000多年以前，當(dāng)時(shí)人們?cè)卺勗臁⑴腼?、煉丹和制藥的?shí)踐中。就利用了天然生物膜的分離特性：古籍中提到“皖蒲厚灑”，“弊簞淡鹵”及“海井”淡化海水。但在其后漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，中國(guó)的膜技術(shù)沒(méi)有得到應(yīng)有的發(fā)展，雖有少數(shù)人對(duì)它感興趣，也只不過(guò)作為點(diǎn)綴而已，在國(guó)外，250多年前，Nollet便注意到水能自發(fā)的擴(kuò)散穿過(guò)豬膀胱進(jìn)入到酒精溶液這一滲透現(xiàn)象。不過(guò)，由于受到人們認(rèn)識(shí)能力和當(dāng)時(shí)科技條件的限制，直到1864年Trauble才成功地研制出人類歷史上第一片人造膜——亞鐵氰化銅膜。在這之后，對(duì)膜及膜過(guò)程的研究并沒(méi)有突破性的發(fā)展，雖有Gibbs的滲透壓理論及別的熱力學(xué)理論作基礎(chǔ)，但由于沒(méi)有可靠的膜可供采用，研究工作曾一度被迫停頓。

20世紀(jì)中葉，隨著物理化學(xué)，聚合物化學(xué)，生物學(xué)，醫(yī)學(xué)和生理學(xué)等學(xué)科的深入發(fā)展并趨于完備和系列化，電子顯微鏡等現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展和各種新型膜材料及制膜技術(shù)得到不斷開拓，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)節(jié)能、資源再生、環(huán)境污染消除的需求加強(qiáng)，反滲透、超濾、納濾、微濾、電滲析和氣體分離等各種膜分離技術(shù)開始在水的脫鹽和純化、石油化工、輕工、紡織、食品、生物技術(shù)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

20世紀(jì)50年代以后，由于大規(guī)模生產(chǎn)高通量、無(wú)缺陷的膜和緊湊的、高面積/體積比的膜分離器上取得突破，掀起了研究各種分離膜、發(fā)展不同膜過(guò)程的高潮，平均每10年就有一種新的膜技術(shù)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用：20世紀(jì)50年代為微濾和離子交換，60年代為反滲透，70年代為超濾，80年代為氣體分離，90年代為滲透汽化，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

最近30年，膜分離技術(shù)作為一項(xiàng)新型的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，新的膜過(guò)程不斷得到開發(fā)研究，如滲透汽化、膜蒸餾、支撐液膜、膜萃取、膜生物反應(yīng)器、控制釋放等過(guò)程的研究工作不斷深入。目前膜分離技術(shù)的發(fā)展正處于從微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、膜電解、擴(kuò)散滲析及透析等第一代膜過(guò)程向氣體分離、蒸汽滲透、全蒸發(fā)、膜蒸餾、膜接觸器和載體介導(dǎo)傳遞等第二代膜過(guò)程過(guò)度的時(shí)期。

本書是在作者多年從事膜技術(shù)與應(yīng)用教學(xué)和科研的基礎(chǔ)上編寫的，匯集當(dāng)今科研和應(yīng)用領(lǐng)域的文獻(xiàn)資料，理論聯(lián)系實(shí)際，反映該技術(shù)領(lǐng)域的前沿和新技術(shù)，立足環(huán)境工程與科學(xué)、給排水處理專業(yè)及有關(guān)行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)。

本書可供環(huán)境工程與科學(xué)、水處理等工程技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀和參考。

前言

第1章 膜分離技術(shù)及發(fā)展概述

1.1 膜分離技術(shù)

1.2 膜分離技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀

第2章 膜組件

2.1 膜分離組件基本含義

2.2 螺旋卷式組件

2.3 中空纖維式組件

2.4 板框式組件

2.5 管式組件

2.6 回轉(zhuǎn)式組件

2.7 其他組件

2.8 四種主要組件的性能比較和選擇

2.9 膜殼和膜裝置

第3章 分離膜

3.1 分離膜的種類

3.2 液體分離膜的特點(diǎn)

3.3 膜材料

3.4 膜性能及評(píng)價(jià)

3.5 膜及膜材料的改性

第4章 反滲透

4.1 反滲透原理

4.2 反滲透膜

4.3 反滲透膜脫鹽機(jī)理

4.4 反滲透膜組件和工藝系統(tǒng)

4.5 反滲透膜面濃差極化和膜污染

4.6 反滲透膜污染的清洗處理

4.7 反滲透的預(yù)處理系統(tǒng)

第5章 納濾

第6章 超濾

第7章 微濾

第8章 膜生物反應(yīng)器

第9章 填充床電滲析

第10章 其他膜分離過(guò)程

第11章 膜集成過(guò)程及應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

本書以膜技術(shù)基本知識(shí)和理論為基礎(chǔ)，緊密聯(lián)系工程、應(yīng)用、科研實(shí)際，以單元分離方法為主線，較全面地介紹膜技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和存在的問(wèn)題。全書內(nèi)容由三個(gè)基本模塊組成，共11章，第1～3章為膜技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)介紹膜分離的基本概念、分離膜的種類和性能、膜組件的形式和特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上闡述膜技術(shù)的發(fā)展情況；第4～10章為常規(guī)膜分離單元方法內(nèi)容，主要介紹單元膜分離過(guò)程的原理、性質(zhì)、應(yīng)用特點(diǎn)和存在問(wèn)題，包括反滲透、超濾、微濾、納濾、膜生物反應(yīng)器、填充床電滲析、氣體膜分離、液膜和其他單元方法，以膜污染、污染控制和清洗、水處理應(yīng)用和污水回用為重點(diǎn)；第11童為單元膜分離技術(shù)方法的集成應(yīng)用，重點(diǎn)介紹全膜法（集成膜技術(shù)）和單元膜處理方法的應(yīng)用工藝、設(shè)計(jì)、存在問(wèn)題及膜法水處理技術(shù)在水資源開發(fā)和利用中的應(yīng)用。

《膜技術(shù)在污水處理及回用中的應(yīng)用》是2005年由化學(xué)工業(yè)出版社出版的一部關(guān)于膜技術(shù)的書籍，由劉莉娥等編著。

膜技術(shù)在污水處理及回用中的應(yīng)用

拼音題名

mo ji shu zai wu shui chu li ji hui yong zhong de ying yong

其它題名

并列題名

ISBN

7-5025-6114-5

責(zé)任者

劉茉娥等編著

出版者

化學(xué)工業(yè)出版社

出版地

北京

出版時(shí)間

2005

中圖分類號(hào)

X703

附注

摘要

本書介紹近年膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)外廢水治理和回用中的應(yīng)用情況、發(fā)展動(dòng)向，以幫助讀者了解膜設(shè)備性能、工藝流程、設(shè)計(jì)運(yùn)行情況以及存在的問(wèn)題。

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本書所有論文都是2000年3月在英國(guó)蘭開斯特大學(xué)舉行的水和廢水膜技術(shù)處理國(guó)際會(huì)議所收錄的。會(huì)議是由英國(guó)皇家化學(xué)協(xié)會(huì)水化學(xué)論壇、歐洲脫鹽協(xié)會(huì)和SCI的分離科學(xué)和技術(shù)組織、化學(xué)工程學(xué)院、水和環(huán)境管理高等研究院以及英國(guó)飲用水檢查署共同組織和贊助的。會(huì)議的目的是為了把世界各地的膜技術(shù)專家聚集在英國(guó)，共同討論并分享膜技術(shù)在水工業(yè)持續(xù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，以促進(jìn)和提高膜技術(shù)包括MF、UF、NF和RO在水處理中的應(yīng)用。

第一章 膜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

第一節(jié) 膜技術(shù)應(yīng)用研究的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景

第二節(jié) 海水的反滲透處理——英國(guó)水工業(yè)中最大的水廠應(yīng)用實(shí)例

第三節(jié) 科威特的飲用水來(lái)源分析

第四節(jié) 納濾對(duì)色度的處理——蘇格蘭地區(qū)七年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

第五節(jié) 超濾對(duì)飲用水中隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲的去除

第六節(jié) 新一代微濾工藝在大規(guī)模的水和廢水處理中的應(yīng)用

第二章 膜技術(shù)在提供水水質(zhì)中的應(yīng)用

第一節(jié) 英國(guó)飲用水處理藥劑的審批系統(tǒng)

第二節(jié) 浸沒(méi)式膜工藝處理生活飲用水

第三節(jié) 微濾對(duì)地表水中磷和鐵的去除

第四節(jié) 過(guò)渡反沖水回用——超越處理廠的中試運(yùn)行

第五節(jié) 采用混合顆粒預(yù)處理提高飲用水微過(guò)濾的性能

第六節(jié) 特倫特河的飲用水處理——傳統(tǒng)工藝和膜處理工藝的比較

第七節(jié) 電滲析在阿姆斯特丹供水中的應(yīng)用

第八節(jié) 電滲析技術(shù)在地下水處理中的應(yīng)用

第九節(jié) 納濾處理臺(tái)灣富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水的中試研究

第三章 膜污染和清洗

第一節(jié) 膜和微生物——污染與清洗

第二節(jié) 膜運(yùn)行操作優(yōu)化——實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

第三節(jié) 膜生物反應(yīng)器中膜過(guò)濾過(guò)程的污染特征

第四節(jié) 在水和廢水應(yīng)用過(guò)程中膜的清洗

第四章 水的回用

第一節(jié) 新世紀(jì)水的回用——在世紀(jì)穹頂內(nèi)的膜處理技術(shù)

第二節(jié) 廢水回用實(shí)例研究——外部采辦膜系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

第三節(jié) 由外向內(nèi)過(guò)渡的微濾/超濾系統(tǒng)的比較

第五章 工業(yè)應(yīng)用

第一節(jié) 膜技術(shù)去除硫酸鹽——在賈尼斯油田的應(yīng)用

第二節(jié) 在脫鹽和處理酸性礦井廢水及灰渣水方面SASOL公司的經(jīng)驗(yàn)

第三節(jié) 膜生物反應(yīng)器技術(shù)結(jié)合兩段反滲透膜進(jìn)行羊毛洗滌廢水的回收

第四節(jié) ZenoGem MBR處理實(shí)際工業(yè)廢水

第五節(jié) 膜技術(shù)在木材、制漿和造紙工業(yè)中的應(yīng)用

第六節(jié) 石化、能源和造紙工業(yè)的水回用實(shí)例研究

第六章 其他研究和應(yīng)用方面

第一節(jié) 膜生物反應(yīng)器處理廢水的應(yīng)用實(shí)例——半錯(cuò)流式超濾裝置

第二節(jié) 高色度廢水處理——設(shè)計(jì)新方法及其應(yīng)用

第三節(jié) 采用膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液

第四節(jié) 木漿廢水零排放處理廠的運(yùn)行

第五節(jié) 將運(yùn)行和維護(hù)綜合于反滲透膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中

第六節(jié) 對(duì)Knostrop廢水的微濾和反滲透的研究

第七節(jié) 中空纖維膜系統(tǒng)模擬的新方法

第八節(jié) 低溫、低硬度和含腐殖酸的水納濾處理中的化學(xué)預(yù)處理方法比較

第九節(jié) 卷式膜組件污染與清洗過(guò)程中的在線超聲波檢測(cè)

第十節(jié) 采用納濾和吸附處理印染廢水的新方法