海水淡化技术与工程

第1章世界水资源和海水淡化
1.1水资源概况
1.1.1世界水资源概况
1.1.2我国水资源概况和用水紧张状况
1.2海水的组成和性质
1.2.1海水组成
1.2.2海水性质
1.2.2.1海水氯度与盐度
1.2.2.2海水密度和1980年国际标准海水状态方程
1.2.2.3海水恒压比热容
1.2.2.4海水冰点
1.2.2.5海水渗透压
1.2.2.6海水蒸气压
1.2.2.7海水沸点升高
1.2.2.8海水黏度
1.2.2.9海水绝对电导率
1.2.2.10海水表面张力
1.2.2.11海水中的溶解气体
1.3海水淡化技术概述
1.3.1海水淡化技术概况
1.3.2海水淡化理论耗能量
1.3.3海水淡化的简要发展历史
1.3.4主要海水淡化方法简介
1.3.4.1蒸馏法
1.3.4.2反渗透法
1.3.4.3电渗析法
1.3.4.4冷冻法
1.3.4.5水合物法
1.3.4.6电容吸附法
1.3.4.7嵌镶离子交换膜压渗析
1.3.4.8溶剂萃取法
1.3.4.9膜蒸馏
1.3.4.10正渗透
1.3.4.11海水淡化方法的集成
1.3.5淡化技术在水资源利用中的地位和发展前景
参考文献
第2章海水淡化工程原水预处理技术
2.1预处理的目的与内容
2.2淡化工程原水采集方法
2.2.1海水水源选择的几点要求
2.2.2海水取水位置的选择
2.2.3海水取水构筑物
2.2.4海水取水构筑物形式与适用条件
2.3预处理常用药剂
2.3.1海水预处理药剂选用原则
2.3.2海水预处理常用药剂的分类和应用
2.4原水混凝沉降除浊技术
2.4.1混凝原理与过程
2.4.1.1水中悬浮颗粒和胶体颗粒的稳定性
2.4.1.2胶体微粒的脱稳
2.4.1.3混凝过程
2.4.2影响混凝效果的主要因素
2.4.3混凝剂和助凝剂的适用条件和投加量
2.4.4混凝剂和助凝剂的配制、投加和混合
2.4.4.1工艺流程
2.4.4.2配制
2.4.4.3计量投加
2.4.4.4混合
2.4.5絮凝
2.4.5.1絮凝效果G值计算
2.4.5.2絮凝池设计要点
2.4.5.3絮凝反应设备
2.4.6混凝沉淀
2.4.6.1平流沉淀池
2.4.6.2斜管沉淀池
2.4.7澄清
2.5原水过滤除浊技术
2.5.1格栅和格网
2.5.2滤料过滤
2.5.2.1一级滤料过滤设备
2.5.2.2二级滤料过滤设备
2.5.2.3微絮凝滤料过滤
2.5.3膜法海水淡化预处理技术
2.5.3.1微滤（MF）技术
2.5.3.2超滤（UF）技术
2.5.3.3纳滤（NF）技术
2.5.3.4膜法预处理的膜污染问题
2.5.4吸附过滤
2.5.4.1活性炭过滤器反洗再生步骤
2.5.4.2活性炭其他再生方法
2.6原水灭菌杀生技术
2.6.1D值
2.6.2消毒剂分类
2.6.3氯消毒剂消毒
2.6.3.1有效氯和余氯
2.6.3.2液氯灭菌消毒杀藻系统
2.6.3.3次氯酸钠消毒系统
2.6.3.4二氧化氯消毒
2.6.4臭氧消毒
2.6.5紫外线消毒
2.6.6过氧乙酸消毒
2.6.7超滤和微滤除菌
2，7原水软化与阻垢技术
2.7.1化学反应沉淀软化法
2.7.2离子交换法
2.7.3酸化法
2.7.4加入阻垢分散剂法
2.7.5纳滤法膜软化
2.8原水脱气技术
2.8.1酸化脱气——脱CO2气
2.8.2加热脱气
2.8.3真空脱气
2.8.4除氧剂脱氧气
2.8.5脱H2S气
2.9原水除铁和锰的技术
2.9.1混凝沉淀法
2.9.2曝气氧化法
2.9.3氯氧化法
2.9.4接触氧化法
2.9.5铁细菌除铁法
2.10原水除余氯技术
2.11原水除有机物、异臭和异味
2.12原水预处理工艺流程
2.12.1电渗析法淡化原水预处理工艺流程
2.12.1.1地下水电渗析法淡化原水预处理工艺流程
2.12.1.2河水电渗析预处理工艺流程
2.12.1.3苦咸水及海水电渗析预处理工艺流程
2.12.2反渗透法淡化原水预处理工艺流程
2.12.2.1苦咸水反渗透预处理工艺流程
2.12.2.2海水反渗透预处理工艺流程
2.12.3蒸馏法淡化原水预处理工艺流程
2.13淡化技术的原水预处理后的水质要求
参考文献
第3章热法海水淡化
3.1蒸馏法
3.1.1概述
3.1.2蒸馏过程基本原理
3.1.2.1温度
3.1.2.2热力学第一、第二定律
3.1.2.3沸腾和沸点升
3.1.2.4传热
3.1.2.5蒸馏过程结垢
3.1.2.6蒸馏过程的腐蚀与侵蚀
3.1.2.7捕沫
3.1.3单效蒸馏
3.1.3.1单效蒸馏
3.1.3.2带有蒸汽喷射器的单效蒸馏
3.1.4多效蒸馏
3.1.4.1原理及技术特点
3.1.4.2多效蒸馏常见进料工艺
3.1.4.3多效蒸馏工艺设计
3.1.4.4主要部件设计
3.1.4.5材质的选择
3.1.4.6系统的三维设计
3.1，5压汽蒸馏
3.1.5.1单效压汽蒸馏（SEE—MVC）
3.1.5.2压汽蒸馏装置工艺计算
3.1.6多级闪蒸
3.1.6.1多级闪蒸原理与流程
3.1.6.2技术特点和发展趋势
3.1.7蒸馏淡化装备
3.1.7.1低温多效蒸馏海水淡化装备
3.1.7.2压汽蒸馏海水淡化装备
3.1.7.3多级闪蒸海水淡化装备
3.1.8蒸馏淡化共性技术
3.1.8.1电气、控制与仪表
3.1.8.2装置加工制造
3.1.8.3工程实施
3.1.9蒸馏淡化工程典型案例
3.1.9.1北疆发电厂10万吨／日低温多效蒸馏海水淡化工程
3.1.9.2印度尼西亚Indramayu电厂2×4500t／d低温多效海水淡化装置
3.1.9.3沙特阿拉伯Shoaiba电厂880000t／d多级闪蒸海水淡化装置
3.1.10蒸馏淡化技术展望
3.2冷冻法淡化技术
3.2.1冷冻法淡化发展历程
3.2.1.1早期冷冻法淡化技术
3.2.1.2现代冷冻法淡化技术
3.2.2冷冻法淡化原理
3.2.2.1冷冻淡化原理
3，2.2.2盐分排泄运动
3.2.2.3海水浓缩率
3.2.2.4海水中杂质的去除
3.2.3海水冷冻淡化工艺
3.2.3.1概述
3.2.3.2冷能制取方式
3.2.3.3冰晶生成
3.2.3.4分离与净化
3.2.3.5冰晶融化
3.2.3.6冰融水深度脱盐
3.2.3.7冷冻淡化水的利用
3.2.4冷冻法淡化技术分类
3.2.4.1自然冷冻淡化技术
3.2.4.2人工冷冻淡化技术
3.2.5冷冻法淡化技术优缺点分析
3.2.5.1技术宏观分析
3.2.5.2方法性能比较
参考文献
第4章反渗透和纳滤海水淡化
4.1概述
4.1.1发展概况
4.1.2渗透和反渗透
4.1.3反渗透和纳滤膜及组器件
4.1.4反渗透过程的特点和应用
4.1.5纳滤过程的特点和应用
4.2反渗透和纳滤的分离机理
4.2.1反渗透的分离机理
4.2.1.1溶解扩散模型
4.2.1.2优先吸附—毛细孔流动模型
4.2.1.3形成氢键模型
4.2.1.4Donnan平衡模型
4.2.1.5其他分离模型
4.2.2纳滤的分离机理
4.2.2.1Donnan平衡模型
4.2.2.2固定电荷模型
4.2.2.3空间电荷模型
4.3反渗透膜和纳滤膜的制备
4.3.1膜材料
4.3.1.1主要膜材料及其发展概况
4.3.1.2膜材料的选择
4.3.2膜的分类
4.3.3非对称膜反渗透膜的制备和成膜机理
4.3.3.1制膜液
4.3.3.2溶剂蒸发
4.3.3.3凝胶过程
4.3.3.4热处理
4.3.4复合反渗透膜的制备和成膜机理
4.3.5不同构型的膜的制备
4.4反渗透膜和纳滤膜结构和性能表征
4.5反渗透膜和纳滤膜组器件技术
4.6反渗透和纳滤海水淡化工艺过程设计
4.6.1系统设计要求
4.6.2浓差极化
4.6.2.1浓差极化现象
4.6.2.2浓差极化计算
4.6.2.3浓差极化下的传质方程
4.6.2.4浓差极化对反渗透的影响和降低浓差极化的途径
4.6.3溶度积和饱和度
4.6.4过程基本方程式
4.6.5工艺流程及其特征方程
4.6.5.1连续式—分段式（浓水分段）
4.6.5.2连续式—分级式（产水分级）
4.6.5.3部分循环式—部分透过水循环
4.6.5.4部分循环式—部分浓缩液循环
4.6.5.5循环式—补加稀释剂的浓缩液循环
4.6.5.6循环式—浓缩液循环
4.6.6装置的组件配置和性能
4.6.6.1膜元（组）件的操作性能
4.6.6.2装置组件的配置
4.6.6.3装置的性能
4.6.7基本设计内容和过程
4.7反渗透和纳滤系统及运行
4.7.1预处理系统
4.7.1.1除去悬浮固体和胶体，降低浊度
4.7.1.2微生物污染和防治
4.7.1.3微溶盐沉淀的控制
4.7.1.4金属氧化物的控制
4.7.1.5SiO2沉淀的控制
4.7.1.6有机物的去除
4.7.1.7常见的预处理系统
4.7.2反渗透和纳滤装置
4.7.2.1单组件反渗透或纳滤装置
4.7.2.2多组件反渗透或纳滤装置
4.7.3辅助设备和主要零部件
4.7.3.1停机冲洗系统
4.7.3.2清洗灭菌装置
4.7.3.3能量回收装置
4.7.3.4高低压设备和部件
4.7.3.5有关仪表
4.7.4设备的操作与维修
4.7.4.1元件装配和取换
4.7.4.2启动、记录和停运
4.7.4.3查找故障
4.7.5清洗、再生、消毒和存放技术
4.7.5.1膜的清洗
4.7.5.2膜的再生
4.7.5.3膜元件的消毒
4.7.5.4膜元件的存放
4.7.5.5清洗、消毒装置
4.7.6计算机监控
4.7.6.1概述
4.7.6.2制水系统
4.7.6.3示例
4.8典型的反渗透和纳滤应用实例
4.8.1海水淡化
4.8.1.1澳大利亚珀斯反渗透海水淡化工程
4.8.1.2沙特阿拉伯5.68万吨／日反渗透淡化厂简介
4.8.1.3小型反渗透淡化器
4.8.2苦咸水淡化
4.8.2.115000m3／d苦咸水淡化厂
4.8.2.2中型苦咸水淡化实例
4.8.2.3小型苦咸水淡化装置
4.9反渗透和纳滤过程的经济性
4.9.1成本考虑的基础
4.9.2直接投资成本
4.9.3间接投资成本
4.9.4操作成本
4.9.5投资回收成本
4.9.6评价成本的方法
4.9.7敏感性分析
4.9.8小规模和特种系统
4.9.9RO代表性成本示例
4.10展望
参考文献
第5章电渗析海水淡化
……
第6章核能、太阳能和风能海水淡化
第7章集成海水淡化技术与过程优化
第8章其他海水淡化技术
第9章海水淡化产水的后处理
第10章海水淡化后浓海水综合利用
第11章海水淡化对环境的影响及评价与对策
索引

高从堦，国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心研究员，中国工程院院士。从事膜分离研究开发工作40多年，先后参加、组织、主持并完成了国家、浙江省和国家海洋局重点项目十多项，包括国家和浙江省“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目，国家863和973的部分项目及浙江省科研项目等。现任海水淡化和水再利用学会和浙江省膜学会的名誉理事长。获国家科技进步一等奖一项，省部级科技进步一、二、三等奖十多项。发表论文和会议报告400多篇，合译专著一册，合著专著四册（其中三册为主编之一）。培养硕士和博士生40多名。
阮国岭，研究员，现任国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师，从事海水淡化科学研究与成果转化工作20余年，在海水淡化领域先后主持国家“九五”、“十五”、“十一五”科技攻关（支撑）计划项目、天津市科技计划项目以及其他省部级和企业委托项目10余项。获得授权发明专利34项（靠前发明人28项），发表论文50余篇，主编专著1部，合著专著1部。

1.内容全面——《海水淡化技术与工程》系统介绍了海水淡化技术与工程涉及的方方面面，包括海水淡化的基础知识、预处理技术、热法淡化技术与工程、反渗透和纳滤淡化技术与工程、电渗析淡化技术与工程、核能、太阳能和风能淡化技术与工程、集成海水淡化技术与过程优化和其他淡化技术、海水淡化后处理、海水淡化后浓海水综合利用、海水淡化对环境的影响及评价与对策。
2.很好不错性强——《海水淡化技术与工程》的作者均在海水淡化领域工作多年，均来自靠前从事海水淡化技术研究和工程建设的知名单位，是行业内的很好不错专家，本书是在这些作者和单位研究成果的凝结和体现。
3.内容新颖——《海水淡化技术与工程》重点介绍海水淡化领域近十年的创新进展，包括新技术、新方法、新工艺、新过程、新材料、新设备等。
4.理论与实践紧密结合——《海水淡化技术与工程》既提供了一手的工程数据也兼顾了理论基础和前沿，让读者能全面了解本领域的技术与工程现状。

海水淡化是解决我国水资源短缺的重要途径和战略选择，也是确保国家安全和可持续发展的必然要求。本书在介绍水资源、膜分离、传热、传质知识的基础上，对热法和膜分离技术的各种过程和工艺做了重点阐述，内容包括海水淡化工程水预处理技术，热法淡化技术与工程，反渗透和纳滤淡化技术与工程，电渗析淡化技术与工程，核能、太阳能和风能淡化技术与工程，集成海水淡化技术与过程优化和其他淡化技术，系统总结了这些技术近年来的创新进展。此外，还结合社会对海水淡化的饮用水生产和环境影响的关注，对海水淡化后处理、海水淡化后浓海水综合利用、海水淡化对环境的影响及评价与对策等做了详尽阐述，针对海水淡化存在的问题，指出了海水淡化技术和产业的发展方向。
本书汇聚了靠前海水淡化领域很好不错专家和单位在科学研究和工程实践方面的诸多成果，凝结了他们的智慧和经验，既提供了一手的工程数据也兼顾了理论基础和前沿，全面呈现了海水淡化领域的技术与工程现状。本书可供海水淡化领域的研发人员、工程技术人员、环境保护技术人员、管理人员参考阅读，也可作为高等院校资源环境、化学工程等学科的教学参考书。

定价：为出版社全国统一定价；

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