本书是作者在水处理、膜分离等领域理论与技术成果的总结。本书重点介绍膜污染结构参数模型的建立、验证及在膜污染评价中的应用，膜与污染物及污染物与污染物之间微观作用力的测定原理、方法及在膜污染评价中的应用，QCM-D分析手段对膜污染物吸附层特征的测定原理、技术方法及针对不同类型污染的评价，以及减缓膜污染的相关技术和对未来技术发展的思考。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 水处理膜分离技术 1
1.1.1 膜分离技术的分类 1
1.1.2 膜分离技术特点概述 2
1.1.3 膜分离技术在水处理中的应用 3
1.2 水处理膜污染概念及影响因素 4
1.2.1 膜污染定义及分类 4
1.2.2 典型膜污染类型 5
1.2.3 水处理中膜污染的影响因素 5
1.3 水处理膜分离过程中不同类型膜的污染问题 7
1.3.1 微滤膜的污染问题 8
1.3.2 超滤膜的污染问题 8
1.3.3 纳滤膜的污染问题 9
1.3.4 电渗析膜、反渗透膜的污染问题 9
1.3.5 其他膜分离过程的污染问题 10
1.4 水中颗粒物的截留机理分析 11
1.4.1 悬浮颗粒的机械截留机理分析 11
1.4.2 膜分离过程中变形体颗粒的截留受力分析 12
1.4.3 分离膜面的滤饼过滤机理分析 12
1.5 水处理膜污染模型分析 13
1.5.1 机理模型 13
1.5.2 经验模型 23
1.5.3 半经验模型 26
1.6 水处理膜污染模型的指导意义及展望 29
1.6.1 基于污染物与膜孔径相对尺度特征的膜污染机理 29
1.6.2 膜污染模型的应用指导分析 31
1.6.3 指导水处理膜污染理论的深化研究 32
参考文献 32
第2章 超滤膜污染结构参数模型的建立及膜污染评价 36
2.1 电镜法对超滤膜污染结构参数的确定 36
2.1.1 聚偏氟乙烯超滤膜污染结构参数的测定 37
2.1.2 对聚丙烯腈超滤膜污染结构参数的测定 38
2.1.3 对聚醚砜超滤膜结构参数的测定 40
2.1.4 不同材质超滤膜结构参数的结构分析 41
2.2 超滤膜污染结构参数模型建立的基础 41
2.3 超滤膜污染结构参数模型 43
2.3.1 膜污染结构参数模型的建立 43
2.3.2 膜污染结构参数的求解 45
2.4 超滤膜污染结构参数模型的实验验证 45
2.4.1 实验装置 45
2.4.2 实验原水 45
2.4.3 实验数据的处理 46
2.4.4 超滤过程膜污染结构参数模型验证 47
2.5 膜污染结构参数模型对超滤膜污染的评价 48
2.5.1 不同性状原水超滤过程的膜污染结构参数评价 48
2.5.2 不同操作条件和运行模式下的膜污染结构参数评价 52
2.6 基于超滤膜污染结构参数的膜污染控制方法及控制系统 55
2.6.1 基于超滤膜污染结构参数的膜污染控制方法介绍 55
2.6.2 基于超滤膜污染结构参数变化的膜污染控制系统 55
2.6.3 基于超滤膜污染结构参数的膜污染控制方法及系统应用 58
参考文献 60
第3章 超滤膜污染机制的微观作用评价 62
3.1 原子力显微镜及胶体探针技术简介 62
3.1.1 原子力显微镜概述 62
3.1.2 原子力显微镜胶体探针 63
3.1.3 原子力显微镜在膜污染研究领域的应用 63
3.2 AFM胶体探针制备方法 64
3.3 AFM胶体探针制备平台的设计与搭建 65
3.4 AFM胶体探针的制备 66
3.4.1 熔融烧结法制备 PVDF胶体探针 66
3.4.2 吸附法制备有机物胶体探针 67
3.4.3 物理黏附法制备羧基官能团胶体探针 69
3.5 AFM胶体探针使用性能检验分析 69
3.6 超滤膜污染微观作用力测定方法 70
3.6.1 微观作用力表述 70
3.6.2 微观作用力测定方法 71
3.7 典型溶解性有机物对 PVDF超滤膜污染的微观作用力评价 72
3.7.1 典型有机物对超滤膜的宏观膜污染行为特征 72
3.7.2 典型有机物超滤膜面污染层结构特征分析 72
3.7.3 典型有机物超滤膜污染机理微观作用力评价 74
3.8 无机盐含量对超滤膜有机物污染影响的微观作用力机制评价 77
3.8.1 离子强度对超滤膜有机物污染的微观作用力影响评价 77
3.8.2 无机离子种类对超滤膜有机物污染的微观作用力影响 82
3.9 实际水质的超滤膜污染微观作用力评价 84
3.9.1 城市二级处理水水质特征分析 84
3.9.2 不同亲疏水性有机物对超滤膜污染行为的微观作用力研究 85
3.9.3 二级处理水总残留有机污染物与膜及有机物间微观作用力评价 88
3.10 膜污染微观作用力对膜制备及运行的指导 89
参考文献 90
第4章 超滤膜污染的 QCM-D分析与评价 94
4.1 QCM-D技术简介 95
4.1.1 QCM工作原理与设备构成 95
4.1.2 QCM分析原理 97
4.1.3 QCM-D工作原理 98
4.2 QCM-D技术应用于膜污染分析的原理和方法 101
4.2.1 QCM-D技术应用于膜污染分析的原理和过程 101
4.2.2 QCM-D覆膜芯片制备与表征 103
4.3 典型有机污染物超滤膜污染行为的 QCM-D分析与评价 106
4.4 复杂水质条件下 PVDF超滤膜膜污染行为的 QCM-D分析与评价 110
4.5 无机盐协同 BSA超滤膜污染行为的 QCM-D分析与评价 114
参考文献 116
第5章 纳滤膜污染机制的微观作用评价 118
5.1 纳滤膜与纳滤膜污染 118
5.1.1 纳滤膜 118
5.1.2 纳滤膜污染及分类 118
5.2 纳滤膜污染的影响因素及特征 119
5.2.1 原水水质的影响及特征 120
5.2.2 纳滤膜性能的影响及特征 122
5.2.3 系统操作条件的影响及特征 122
5.2.4 浓差极化作用的影响及特征 123
5.3 纳滤膜污染的分析与表征方法 124
5.3.1 污染膜的表面物理特征分析与表征 124
5.3.2 污染膜的表面化学特征分析与表征 124
5.3.3 污染膜的表面生物特征分析与表征 124
5.4 纳滤膜的复合污染作用 125
5.4.1 复合污染的协同作用 125
5.4.2 复合污染的拮抗作用 125
5.5 纳滤膜有机.无机复合污染的特征与微观作用机制评价 126
5.5.1 有机-无机复合污染的特征分析 126
5.5.2 有机-无机复合污染的微观作用测试技术 128
5.5.3 有机-无机复合污染过程中的污染物微观吸附特征评价 129
5.5.4 有机-无机复合污染过程中的微观作用力评价 132
5.5.5 有机-无机复合污染过程中结垢污染的微观作用机制综合评价 135
参考文献 136
第6章 缓解水处理膜污染的技术方法与分析 139
6.1 水处理膜污染的缓解技术 139
6.1.1 污染膜的清洗与技术选择 139
6.1.2 污染膜的常规清洗技术 140
6.1.3 特殊清洗技术 142
6.2 操作条件对膜污染的影响分析 145
6.2.1 膜分离过程的流动及传质方程 145
6.2.2 死端过滤与错流过滤对膜污染的影响分析 145
6.2.3 脉冲及连续流进水方式对膜污染的影响分析 147
6.2.4 其他操作方式对膜污染的影响分析 148
6.3 水处理膜抗污染性能改进方法 149
6.3.1 水处理膜抗污染改性的主要目标 150
6.3.2 水处理膜抗污染改性的技术方法 150
6.4 调整膜结构改进膜抗污染性能 153
6.4.1 膜的孔隙结构对膜抗污染性能的影响 153
6.4.2 膜材料性质对膜结构的影响 153
6.4.3 膜制备方法对膜结构的影响 154
6.5 调整膜面性质改进膜抗污染性能 154
6.5.1 膜表面的亲疏水性质对膜抗污染性能的影响 154
6.5.2 膜表面电荷与溶质性质对膜抗污染性能的影响 155
6.5.3 膜表面粗糙度对膜抗污染性能的影响 156
参考文献 156
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