反渗透系统优化设计

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

1.4.2超微滤预处理12

1.4.3膜生物反应器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系统设计范畴界定36

3.3.1系统的适用领域36

3.3.2辅助系统的设计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

4.2.3砂滤工艺特征48

4.2.4活性炭滤工艺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

5.4.3污染膜组件特性84

5.4.4膜通量清洗特性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

7.5.5阻垢剂的阻垢原理126

7.6膜系统的极限回收率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

9.26元件系统的单段串联144

9.2.16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

第10章膜系统的通量均衡工艺168

10.1膜元件通量失衡现象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分质供水系统工艺191

11.2.1异段分质供水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

11.64in、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软件功能与菜单系列265

14.1.1软件的主要功能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

14.3.6膜元件的平均水通量277

14.3.7系统设计的报告输出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

14.5.3产水背压工艺283

14.5.4段间加压工艺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 2100433B

本书介绍了反渗透技术及系统设计的相关内容。书中前3章介绍了膜技术及系统设计的基本概念；第4、5章介绍了传统预处理和超滤预处理系统的设计；随后8章分别讨论了反渗透膜系统设计的各方面内容；在最后的第14章介绍了海德能公司设计软件的使用方法与技巧。为便于读者对反渗透系统设计软件的掌握，本书还以光盘形式提供了美国海德能公司的中文版设计软件及其演示性使用说明。

书中关于反渗透膜元件及膜系统的数据分析，除特殊注明属于试验测试数据之外，主要是基于海德能公司的设计软件计算。本书运用大量的曲线与图表，从各个层面揭示反渗透元件及系统的内在规律，为工程设计人员提供更多的相关设计数据以资参考。

本书可供膜法水处理工程技术人员、科研人员及大专院校相关专业的广大师生参考使用。

本书属于反渗透水处理系统设计与运行领域的工艺理论专著。书中介绍了元件特性参数、系统极限收率、多项特殊工艺、系统设计指标、膜堆基本结构、均衡通量、均衡污染、元件配置优化、管路结构优化、设计通量优化、双恒量与泵特性运行模式等系统工艺的基本概念；明确了系统脱除盐率与系统工作压力的设计方案检验原则；涵盖了两级、纳滤与海水淡化等类工艺形式。

书中关于元件、膜壳、膜段、管路及系统数学模型的介绍，关于膜元件透水与透盐两系数、各类污染层及浓差极化度的讨论，为深入研究系统运行规律与深度开发系统模拟软件奠定了基础。

本书可作高等院校分离膜水处理专业本科或研究生教材以及相关企业专业技术培训教材，也可供业内的理论研究人员及工程技术人员参考。

驾驶基础知识

1.1　常见驾驶俗语 002

1.2　驾驶中的视觉规律 003

1.2.1　光的直线传播规律和远小近大规律 003

1.2.2　车体自身产生的盲区及其变化规律 005

1.2.3　车外物体产生的盲区及其规律 007

1.2.4　后视镜也有盲区 010

1.2.5　驾驶中的视觉错觉与排除 010

1.2.6　后视镜成像规律 012

1.2.7　利用后视镜判断后方车距的技巧 014

1.2.8　判断车身位置和准确判断车轮位置的技巧 014

1.3　了解转弯规律防止转弯事故 020

基本操作技巧

2.1　上下车与合适的驾驶姿势 022

2.2　常用操纵机件的使用 027

2.2.1　方向盘的使用 027

2.2.2　变速杆的握法 029

2.2.3　离合器踏板的操纵技巧 029

2.2.4　油门踏板的操纵技巧 030

2.2.5　行车制动器的操纵技巧 030

2.2.6　驻车制动器（手刹）的操纵技巧 030

2.3　仪表、开关的识别和运用 031

2.4　发动机启动、升温与熄火 036

2.4.1　启动（含自动挡） 036

2.4.2　升温 037

2.4.3　熄火 037

2.5　手动挡汽车基本驾驶操作技巧 038

2.6　自动挡汽车基本驾驶操作技巧 048

2.6.1　操纵装置基本知识 048

2.6.2　起步行驶与停车 050

科目二考试攻略与实用技能训练

3.1　倒车入库考试攻略（考试项目） 054

3.1.1　场地布局 054

3.1.2　操作要求 054

3.1.3　考试攻略 055

3.2　坡道定点停车和起步（考试项目） 062

3.2.1　考核目的 062

3.2.2　考场布局与评判标准 062

3.2.3　操作要求 063

3.2.4　考试攻略 063

3.3　侧方停车（考试项目） 065

3.3.1　考核目的 065

3.3.2　考场布局及评判标准 065

3.3.3　操作要求 066

3.3.4　考试攻略 066

3.4　曲线行驶（考试项目） 071

3.4.1　考核目的 071

3.4.2　考场布局与评判标准 071

3.4.3　操作要求 071

3.4.4　考试攻略 071

3.5　直角转弯（考试项目） 074

3.5.1　考核目的 074

3.5.2　考场布局与评判标准 074

3.5.3　考试攻略 075

3.6　窄路掉头（实用技能训练） 079

3.6.1　操作要求 079

3.6.2　训练方法 079

3.7　高速公路驾驶（实用技能训练） 082

3.7.1　高速公路的特点 082

3.7.2　高速公路上的行驶特性 083

3.7.3　上高速路前的准备 084

3.7.4　安全驶入高速公路 085

3.7.5　高速公路行车道行驶 085

3.7.6　安全驶离高速公路 086

3.8　复杂条件驾驶与紧急情况处置（实用技能训练） 087

3.8.1　连续急弯山区路驾驶 087

3.8.2　隧道驾驶 090

3.8.3　雨天驾驶 091

3.8.4　雾天驾驶 092

3.8.5　光滑路面驾驶（冰雪路）驾驶 093

3.8.6　紧急情况驾驶 095

3.8.7　突发故障应急驾驶 096

道路驾驶技巧

4.1　上车准备 102

4.2　起步 104

4.3　直线行驶 108

4.4　跟车 110

4.5　变更车道 117

4.6　通过路口 119

4.7　通过人行横道线、学校区域和公共汽车站 123

4.8　会车 124

4.9　超车 125

4.10　靠边停车 132

4.11　掉头 134

4.12　夜间行驶 135

4.13　起伏路驾驶 143

4.13.1　考核目的 143

4.13.2　考场布局及评判标准 143

4.13.3　操作要求 144

4.13.4　考试攻略 144

4.14　百米加减挡 147

4.14.1　考核目的 147

4.14.2　考场布局及评判标准 147

4.14.3　操作要求 147

4.14.4　考试攻略 148

附录

附录1　科目二、科目三考试综合评判标准 150

附录2　科目二、科目三考试程序 152 2100433B