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| 內容簡介： |
膜技术是材料科学和过程工程科学等诸多学科交叉的新型分离技术，以其低能耗、高效率的特点，成为解决我国当前水资源、能源、环境、传统产业改造等国家重大战略需求问题的共性关键技术。
《膜技术手册》是我国膜领域众多专家共同编写的经典工具书，第二版在*版基础上，着重针对膜技术在化工、石油化工、海水淡化、工业污水零排放、制药工业、食品工业等重要经济领域的关键应用，突出近年来膜技术领域在基础理论、研发创新、产业推广等方面所取得的成果，围绕膜与膜过程两个核心知识体系予以系统介绍。具体内容包括：导言，有机高分子膜，无机膜，有机-无机复合膜，膜分离中的传递过程，膜过程的极化现象和膜污染，膜器件，反渗透、正渗透和纳滤，超滤和微滤，渗析，离子交换膜过程，气体膜分离过程，气固分离膜，渗透汽化，液膜，膜反应器，膜接触器，控制释放微胶囊膜和智能膜，典型集成膜过程等。手册详细阐述了各种膜的定义、分类、制备、表征和应用；全面总结了各种膜过程的基础理论、工程设计计算方法、经验数据及其适用条件、典型的应用案例等。
膜技术是材料科学和过程工程科学等诸多学科交叉的新型分离技术，以其低能耗、高效率的特点，成为解决我国当前水资源、能源、环境、传统产业改造等国家重大战略需求问题的共性关键技术。
《膜技术手册》是我国膜领域众多专家共同编写的经典工具书，第二版在*版基础上，着重针对膜技术在化工、石油化工、海水淡化、工业污水零排放、制药工业、食品工业等重要经济领域的关键应用，突出近年来膜技术领域在基础理论、研发创新、产业推广等方面所取得的成果，围绕膜与膜过程两个核心知识体系予以系统介绍。具体内容包括：导言，有机高分子膜，无机膜，有机-无机复合膜，膜分离中的传递过程，膜过程的极化现象和膜污染，膜器件，反渗透、正渗透和纳滤，超滤和微滤，渗析，离子交换膜过程，气体膜分离过程，气固分离膜，渗透汽化，液膜，膜反应器，膜接触器，控制释放微胶囊膜和智能膜，典型集成膜过程等。手册详细阐述了各种膜的定义、分类、制备、表征和应用；全面总结了各种膜过程的基础理论、工程设计计算方法、经验数据及其适用条件、典型的应用案例等。
本版与*版相比在内容结构上做了较大的优化与调整，删去了亲和膜章，增加了有机-无机复合膜、气固分离膜和典型集成膜过程三章；在有关章节增加了正渗透、膜脱气、膜乳化、膜结晶、智能膜等内容；同时对其他各章在理论、过程和应用方面做了大量更新。下册书末附有缩略语表和索引，方便读者理解和查阅。
本手册既重视基础，又兼顾前沿，内容系统丰富，可供化学工程、材料科学与工程、资源与环境工程等学科以及化工、石化、水处理、制药、食品等行业的技术人员参考阅读，同时也可作为高等院校相关专业的教学参考书。
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| 關於作者： |
邓麦村，中国科学院秘书长，研究员，中国膜学会（筹）理事长，中国膜工业协会名誉理事长，曾任中国科学院大连化学物理研究所所长，膜技术国家工程研究中心主任。长期从事气体膜分离技术、渗透机理、制膜技术及膜过程研究，建成了我国首条具备多功能、应变能力强的气体膜分离器制造生产线，并形成完整的研究、生产、工程开发体系，使气体膜分离技术在多个行业获得广泛应用。多年来积极支持我国膜技术产业的规模化、规范化发展，推动膜科学界与产业界的深度结合，培养、引进了一批膜技术研发和工程化人才，为我国膜技术产业的发展做出了有益贡献。
金万勤，南京工业大学教授，材料化学工程国家重点实验室常务副主任，973计划项目首席科学家。主持973计划项目、国家自然科学基金重大项目等10余项科研项目，主要从事混合导体氧渗透膜、多孔陶瓷膜反应器、有机无机复合膜等应用基础研究，在Nature、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等化工、材料领域知名期刊上发表SCI论文250多篇，被引用9000多次。2014年至2017年连续4年入选爱思唯尔（Elsevier）中国高被引学者化学工程领域榜单。以第*完成人获得教育部自然科学奖二等奖和中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖各一项。邓麦村，中国科学院秘书长，研究员，中国膜学会（筹）理事长，中国膜工业协会名誉理事长，曾任中国科学院大连化学物理研究所所长，膜技术国家工程研究中心主任。长期从事气体膜分离技术、渗透机理、制膜技术及膜过程研究，建成了我国首条具备多功能、应变能力强的气体膜分离器制造生产线，并形成完整的研究、生产、工程开发体系，使气体膜分离技术在多个行业获得广泛应用。多年来积极支持我国膜技术产业的规模化、规范化发展，推动膜科学界与产业界的深度结合，培养、引进了一批膜技术研发和工程化人才，为我国膜技术产业的发展做出了有益贡献。
金万勤，南京工业大学教授，材料化学工程国家重点实验室常务副主任，973计划项目首席科学家。主持973计划项目、国家自然科学基金重大项目等10余项科研项目，主要从事混合导体氧渗透膜、多孔陶瓷膜反应器、有机无机复合膜等应用基础研究，在Nature、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等化工、材料领域知名期刊上发表SCI论文250多篇，被引用9000多次。2014年至2017年连续4年入选爱思唯尔（Elsevier）中国高被引学者化学工程领域榜单。以第*完成人获得教育部自然科学奖二等奖和中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖各一项。
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| 目錄：
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第1章导言
1.1膜和膜分离过程的特征2
1.2膜和膜过程的发展历史4
1.2.1膜科学技术发展史4
1.2.2我国膜科学技术发展概况5
1.3膜7
1.3.1材料和分类7
1.3.2主要制备方法9
1.3.2.1聚合物膜的制备9
1.3.2.2无机膜的制备10
1.3.3膜组件11
1.4膜分离过程12
1.4.1常用的膜分离过程12
1.4.1.1微孔过滤12
1.4.1.2超滤13
1.4.1.3反渗透14
1.4.1.4纳滤14
1.4.1.5渗析15
1.4.1.6电渗析15
1.4.1.7膜电解16
1.4.1.8膜传感器16
1.4.1.9膜法气体分离17
1.4.1.10渗透汽化18
1.4.1.11膜蒸馏18
1.4.1.12正渗透19
1.4.2发展中的新膜过程20
1.4.2.1膜萃取20
1.4.2.2膜结晶21
1.4.2.3促进传递22
1.4.2.4膜反应过程24
1.4.3膜分离与其他化工分离和反应过程的结合25
1.5应用总览25
1.6现状与展望29
1.6.1现状29
1.6.2展望30
参考文献32
第2章有机高分子膜
2.1高分子分离膜材料34
2.1.1天然高分子34
2.1.1.1再生纤维素（cellu）34
2.1.1.2硝酸纤维素（CN）36
2.1.1.3醋酸纤维素（CA）37
2.1.1.4乙基纤维素（EC）37
2.1.1.5纳米纤维素（NFC）38
2.1.1.6甲壳素39
2.1.1.7其他纤维素衍生物39
2.1.2芳杂环高分子39
2.1.2.1聚砜（PSF）39
2.1.2.2聚醚砜（PES）41
2.1.2.3聚醚酮（PEK）41
2.1.2.4聚酰胺（PA）42
2.1.2.5聚酰亚胺（PI）44
2.1.2.6其他芳杂环高分子45
2.1.3聚酯类46
2.1.3.1聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）46
2.1.3.2聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）47
2.1.3.3聚碳酸酯（PC）48
2.1.4聚烯烃48
2.1.4.1聚乙烯（PE）48
2.1.4.2聚丙烯（PP）49
2.1.4.3聚4-甲基-1-戊烯（PMP）50
2.1.5乙烯类聚合物50
2.1.5.1聚丙烯腈（PAN）51
2.1.5.2聚乙烯醇（PVA）52
2.1.5.3聚氯乙烯（PVC）52
2.1.5.4聚偏氯乙烯（PVDC）53
2.1.5.5聚偏氟乙烯（PVDF）53
2.1.5.6聚四氟乙烯（PTFE）53
2.1.6含硅聚合物54
2.1.6.1聚二甲基硅氧烷（PDMS）54
2.1.6.2聚三甲硅基丙炔（PTMSP）55
2.1.7聚电解质56
2.1.7.1阴离子聚合物56
2.1.7.2阳离子聚合物56
2.1.7.3两性离子聚合物58
2.1.7.4聚离子液体58
2.2有机高分子分离膜的制备59
2.2.1均质膜的制备59
2.2.1.1致密均质膜60
2.2.1.2多孔均质膜61
2.2.1.3离子交换膜68
2.2.2非对称膜的制备70
2.2.2.1相转化膜70
2.2.2.2复合膜94
2.3有机高分子分离膜的表征99
2.3.1膜的性能99
2.3.1.1膜的分离透过特性99
2.3.1.2膜的物化性能110
2.3.2膜的结构112
2.3.2.1膜的聚集态结构112
2.3.2.2膜的形态结构114
2.3.3膜的孔径与自由体积的测定118
2.3.3.1电子显微镜法118
2.3.3.2和界面性质相关的孔参数测定法123
2.3.3.3和流体力学性质相关的孔参数测定法127
2.3.3.4和筛分、截留效应相关的测定法130
2.3.3.5正电子湮灭测定法134
符号表137
参考文献139
第3章无机膜
3.1引言148
3.1.1概述148
3.1.2分类149
3.1.3结构149
3.2无机膜的结构与性能表征150
3.2.1概述150
3.2.2多孔无机膜孔结构的表征150
3.2.2.1静态法150
3.2.2.2动态测定技术153
3.2.2.3小结158
3.2.3无机膜材料性质表征159
3.2.3.1化学稳定性159
3.2.3.2表面性质160
3.2.3.3机械强度161
3.3无机膜的制备161
3.3.1概述161
3.3.2多孔支撑体的制备162
3.3.3非对称微滤膜的制备165
3.3.4湿化学法169
3.3.5溶胶-凝胶法171
3.3.5.1溶胶的制备171
3.3.5.2涂膜171
3.3.5.3凝胶膜的干燥与热处理174
3.3.6阳极氧化法178
3.3.7分相法179
3.3.8有机聚合物热分解法181
3.3.9多孔膜的改性181
3.3.10致密膜的制备182
3.3.10.1致密金属膜的制备183
3.3.10.2氧化物致密膜的制备184
3.3.11无机膜缺陷修复技术185
3.4无机膜组件及成套化装置186
3.4.1概述186
3.4.2膜元件186
3.4.3膜组件188
3.4.4过滤过程189
3.4.4.1错流过滤189
3.4.4.2操作方式189
3.4.4.3膜污染的控制及清洗方法191
3.5无机膜在分离和净化中的应用192
3.5.1在食品工业中的应用193
3.5.1.1在奶业中的应用193
3.5.1.2蛋白质的浓缩193
3.5.1.3果（蔬菜）汁澄清194
3.5.1.4饮用水的净化194
3.5.1.5酒的澄清过滤195
3.5.2在生物化工与医药工业中的应用196
3.5.2.1发酵液的过滤196
3.5.2.2血液制品的分离与纯化197
3.5.2.3中药提取与纯化197
3.5.3在环保工程中的应用199
3.5.3.1在含油废水处理中的应用200
3.5.3.2在废油过滤中的应用202
3.5.3.3在MBR中的应用202
3.5.3.4在其他废水处理中的应用203
3.5.4在化工与石油化工中的应用205
3.5.4.1陶瓷膜在润滑油脱蜡过程中的应用206
3.5.4.2无机膜在化工产品脱色中的应用206
3.5.4.3无机膜在催化剂回收中的应用206
3.5.5无机膜用于气体净化207
3.5.6无机膜用于气体分离207
3.6无机膜反应器209
3.6.1概述209
3.6.2无机膜催化反应器的结构及分类209
3.6.3无机催化膜反应器的主要应用210
3.6.4无机催化膜反应器的数学模拟212
3.6.5无机膜催化反应器工业化面临的问题和发展前景213
符号表213
参考文献214
第4章有机-无机复合膜
4.1有机-无机复合膜简介230
4.1.1有机-无机复合膜的概念与分类230
4.1.2有机-无机复合膜的主要特点230
4.2有机-无机复合膜材料231
4.2.1概述231
4.2.2填充剂的分类231
4.2.2.1按填充剂亲疏水性分类231
4.2.2.2按填充剂维度分类232
4.2.2.3按填充剂结构分类232
4.2.2.4其他分类233
4.3有机-无机复合膜的制备233
4.3.1物理共混法233
4.3.1.1填充剂尺寸234
4.3.1.2有机-无机界面形态234
4.3.1.3无机填充剂的团聚234
4.3.2溶胶-凝胶法234
4.3.3自组装法236
4.3.4界面聚合法237
4.3.5仿生矿化法238
4.3.6仿生黏合法239
4.3.7浸渍提拉法240
4.3.8其他方法240
4.4有机-无机复合膜界面结构调控与传质机理241
4.4.1复合膜界面形态241
4.4.1.1理想复合膜界面形态241
4.4.1.2非理想复合膜界面形态241
4.4.2界面结构调控244
4.4.2.1提高高分子链段柔性244
4.4.2.2增强界面相容性245
4.4.3传质机理与抑制trade-off效应机理246
4.4.3.1理想界面传质模型246
4.4.3.2非理想复合膜传质模型252
4.4.3.3有机-无机复合膜分离传质机理254
4.4.3.4抑制trade-off效应机理257
4.5有机-无机复合膜的应用259
4.5.1概述259
4.5.2气体分离259
4.5.2.1氢气富集259
4.5.2.2氧气或氮气富集260
4.5.2.3二氧化碳分离261
4.5.2.4烯烃烷烃分离264
4.5.2.5气体除湿265
4.5.3渗透汽化265
4.5.3.1有机物脱水266
4.5.3.2水中有机物回收267
4.5.3.3有机物分离268
4.5.4水处理269
4.5.5电渗析270
4.5.6其他膜过程272
4.6展望272
符号表272
参考文献273
第5章膜分离中的传递过程
5.1引言292
5.2膜内传递过程292
5.2.1传递机理为基础的膜传递模型294
5.2.1.1气体分离微孔扩散模型294
5.2.1.2液体分离微孔扩散模型295
5.2.1.3表面力-孔流模型298
5.2.1.4溶解-扩散模型302
5.2.2非平衡热力学为基础的膜传递模型310
5.2.2.1非平衡热力学基本概念311
5.2.2.2非平衡热力学传递模型314
5.2.3膜内基本传质形式318
5.2.3.1三种膜内基本传质形式318
5.2.3.2以非平衡热力学定义基本传质形式319
5.2.4膜分离传递过程中的常用参数321
5.2.4.1渗透与渗透率321
5.2.4.2溶解度、溶解度参数、热力学耦合过程322
5.2.4.3扩散过程、扩散系数、扩散耦合过程332
5.3膜外传递过程345
5.3.1膜表面传质过程345
5.3.1.1浓差极化345
5.3.1.2凝胶层极化350
5.3.2传质过程的实验测定352
5.3.2.1强制流动的传质353
5.3.2.2自然对流传质系数354
5.3.3膜分离传递过程中的其他内容356
5.3.3.1温差极化356
5.3.3.2沿膜面流道的传递过程357
5.3.3.3提高传质过程的方法实例358
5.4计算机模拟在膜分离传递过程中的应用360
5.4.1计算流体力学在膜分离传递现象中的应用360
5.4.1.1计算流体力学的基本方法360
5.4.1.2CFD在膜过程传递现象研究中的应用361
5.4.2分子模拟技术在膜分离传递过程中的应用366
5.4.2.1蒙特卡罗分子模拟366
5.4.2.2分子动力学模拟367
符号表368
参考文献370
第6章膜过程的极化现象和膜污染
6.1概述380
6.2浓差极化380
6.2.1浓差极化的定义380
6.2.2浓差极化的危害及用途381
6.2.2.1浓差极化的危害381
6.2.2.2浓差极化的用途382
6.2.3浓差极化的在线监测方法382
6.2.3.1光学技术382
6.2.3.2核磁共振技术（NMR）382
6.2.3.3同位素标定技术383
6.2.3.4超声时域反射技术383
6.2.4浓差极化的控制方法383
6.2.4.1改善膜表面的流体力学条件383
6.2.4.2操作条件的优化386
6.3温差极化386
6.4膜污染387
6.4.1膜污染的定义387
6.4.2污染物的种类388
6.4.3膜污染的影响因素388
6.4.3.1粒子或溶质尺寸及形态389
6.4.3.2溶质与膜的相互作用389
6.4.3.3膜的结构与性质389
6.4.3.4溶液特性的影响390
6.4.3.5膜的物理特性390
6.4.3.6操作参数390
6.4.4膜污染的研究方法391
6.4.4.1膜污染的在线监测方法391
6.4.4.2膜污染的非在线监测方法393
6.4.5膜污染的数学模型393
6.4.5.1多孔膜393
6.4.5.2致密膜399
6.4.6膜污染的控制方法399
6.4.6.1料液预处理400
6.4.6.2膜材料的选择401
6.4.6.3膜孔径或截留分子量的选择402
6.4.6.4膜结构选择402
6.4.6.5膜表面改性402
6.4.6.6组件结构选择402
6.4.6.7溶液中盐浓度的控制403
6.4.6.8溶液温度的控制403
6.4.6.9溶质浓度、料液流速与压力的控制403
6.4.7膜清洗404
6.4.7.1要考虑的因素404
6.4.7.2清洗方法405
6.4.7.3清洗效果的表征406
6.4.7.4清洗模型407
符号表409
参考文献409
第7章膜器件
7.1膜器件分类414
7.1.1膜器件定义414
7.1.2膜器件的基本类型414
7.1.3构成膜器件的基本要素414
7.1.3.1膜415
7.1.3.2支撑物或连接物416
7.1.3.3流道417
7.1.3.4密封418
7.1.3.5外壳418
7.1.3.6外接口与连接419
7.2板框式419
7.2.1板框式膜组件的特点419
7.2.2系紧螺栓式膜组件423
7.2.3耐压容器式膜组件423
7.2.4褶叠式膜组件423
7.2.5碟片式膜组件424
7.2.5.1碟片式膜组件的特点425
7.2.5.2碟片（垫套）式膜组件的应用426
7.2.6浸没式膜组件427
7.3圆管式430
7.3.1圆管式膜组件的特点431
7.3.2内压型433
7.3.2.1内压型单管式433
7.3.2.2内压型管束式433
7.3.2.3薄层流道式434
7.3.3外压型434
7.3.3.1外压型单管式434
7.3.3.2外压型多管式435
7.3.3.3外压型槽棒式435
7.3.4无机膜组件435
7.4螺旋卷式437
7.4.1螺旋卷式膜组件的特点437
7.4.2螺旋卷式膜组件的结构438
7.4.3制造中应注意的问题440
7.4.3.1部件和材料的选择440
7.4.3.2膜材料的选择440
7.4.3.3黏结与密封441
7.4.3.4其他441
7.5中空纤维式442
7.5.1中空纤维式膜组件的特点443
7.5.2中空纤维式膜组件的排列方式443
7.5.2.1轴流型444
7.5.2.2径流型444
7.5.2.3纤维卷筒型444
7.5.2.4帘式型445
7.5.3中空纤维式膜组件的结构445
7.5.3.1单封头式445
7.5.3.2双封头式445
7.5.3.3可拆卸式446
7.5.3.4浸没式446
7.6电渗析器447
7.6.1电渗析器的结构类型448
7.6.2电渗析器的主要部件448
7.6.2.1隔板449
7.6.2.2隔板网450
7.6.2.3锁紧件451
7.6.2.4配水板（框）451
7.6.2.5保护框452
7.6.3电渗析器结构应具备的条件452
7.7实验室用膜设备452
7.7.1微滤和超滤装置452
7.7.1.1错流过滤器453
7.7.1.2陶瓷过滤元件和系统454
7.7.2反渗透纳滤装置455
7.7.3气体渗透和无机膜反应器装置458
7.8膜器件设计中应考虑的主要因素459
7.8.1流型与流道459
7.8.2非均匀流动461
7.8.3膜组件性能优化461
7.8.4微滤膜组件设计要点464
7.8.5反渗透膜组件设计要点465
7.8.5.1中空纤维式膜组件465
7.8.5.2螺旋卷式膜组件466
7.8.5.3反渗透法的基本流程467
7.8.6超滤膜组件设计要点468
7.8.7渗透汽化膜组件设计要点468
7.8.7.1膜下游侧真空度对膜分离性能的影响468
7.8.7.2温度极化对膜组件结构的影响469
7.8.7.3膜渗透流率小对膜组件结构和过程的影响469
7.8.8浓差极化470
7.8.8.1浓差极化的危害470
7.8.8.2改善浓差极化的对策470
7.8.9装填密度473
7.8.10密封与粘接474
7.8.11预处理与清洗475
7.8.11.1悬浮固体和胶体的去除475
7.8.11.2微生物（细菌、藻类）的去除475
7.8.11.3可溶性有机物的去除475
7.8.11.4可溶性无机物的去除476
7.8.11.5膜的清洗476
7.9膜器件的特性比较与发展趋势477
7.9.1特性比较477
7.9.2选用原则480
7.9.2.1膜过滤系统的选择480
7.9.2.2膜器件类型的选择481
7.9.3发展趋势483
7.9.3.1中空纤维式膜器件的改进483
7.9.3.2螺旋卷式膜器件的改进483
7.9.3.3平板式膜器件的开发状况485
7.9.3.4其他487
7.10膜器件的规格性能和应用488
7.10.1微滤膜器件的规格性能和应用488
7.10.1.1国产微滤膜器件的规格性能和应用488
7.10.1.2国外微滤膜器件的规格和性能490
7.10.1.3微滤膜按行业分类的应用492
7.10.1.4发展的微孔过滤应用492
7.10.2超滤膜器件的规格性能和应用492
7.10.2.1国产超滤膜器件的规格和性能492
7.10.2.2国外超滤膜器件的规格和性能493
7.10.2.3各种超滤膜器件的主要应用503
7.10.3反渗透膜器件的规格性能和应用503
7.10.3.1国产反渗透膜器件的规格和性能503
7.10.3.2国外反渗透膜器件的规格和性能505
7.10.3.3反渗透膜器件的主要应用509
7.10.4纳滤膜器件的规格和性能510
7.10.4.1国产纳滤膜器件的规模和性能510
7.10.4.2国外纳滤膜器件的规格和性能511
7.10.5电渗析器件的规格性能和应用513
7.10.6气体分离膜器件的规格性能和应用515
7.10.6.1国产气体分离膜器件的规格和性能515
7.10.6.2国外气体分离膜器件的规格和性能515
7.10.6.3气体分离膜器件的主要应用518
7.10.7渗透汽化膜器件概况519
符号表520
参考文献520
第8章反渗透、正渗透和纳滤
8.1概述524
8.1.1发展概况524
8.1.2反渗透、正渗透和纳滤简介525
8.1.3反渗透膜、正渗透膜和纳滤膜及组器件526
8.1.4反渗透过程的特点和应用526
8.1.5正渗透过程的特点和应用526
8.1.6纳滤过程的特点和应用527
8.2分离机理527
8.2.1反渗透分离机理527
8.2.1.1溶解-扩散模型527
8.2.1.2优先吸附-毛细孔流动模型528
8.2.1.3形成氢键模型530
8.2.1.4Donnan平衡模型530
8.2.1.5其他分离模型531
8.2.2正渗透分离机理531
8.2.3纳滤分离机理532
8.2.3.1Donnan平衡模型532
8.2.3.2细孔模型532
8.2.3.3固定电荷模型533
8.2.3.4空间电荷模型533
8.2.3.5静电位阻模型533
8.3膜及其制备533
8.3.1反渗透膜及其制备533
8.3.1.1主要膜材料及其发展概况533
8.3.1.2膜材料的选择534
8.3.1.3膜的分类536
8.3.1.4非对称反渗透膜的制备和成膜机理537
8.3.1.5复合反渗透膜的制备和成膜机理542
8.3.1.6不同构型的膜的制备545
8.3.1.7复合膜的制备546
8.3.2正渗透膜及其制备547
8.3.2.1浸没沉淀膜547
8.3.2.2界面聚合复合膜550
8.3.2.3层层自组装沉积聚电解质膜552
8.3.2.4其他新型FO膜553
8.3.3纳滤膜及其制备554
8.3.3.1相转化法554
8.3.3.2界面聚合法554
8.3.3.3涂覆法555
8.3.3.4表面改性555
8.3.3.5荷正电纳滤膜的制备556
8.3.3.6耐有机溶剂纳滤膜的制备557
8.4膜结构与性能表征560
8.4.1反渗透膜及纳滤膜结构与性能表征561
8.4.1.1膜结构与表面性质表征方法561
8.4.1.2膜性能表征方法565
8.4.1.3结构和性能的关系566
8.4.2正渗透膜结构与性能表征567
8.4.2.1正渗透膜基膜的形态与表征567
8.4.2.2正渗透膜选择层的形态与表征570
8.4.2.3正渗透膜性能表征574
8.5膜组器件技术575
8.5.1反渗透膜组器件技术575
8.5.2正渗透膜组器件技术581
8.5.2.1板框式组件581
8.5.2.2卷式膜组件583
8.5.2.3中空纤维式膜组件586
8.5.3纳滤膜组器件技术587
8.6工艺过程设计590
8.6.1反渗透工艺过程设计590
8.6.1.1系统设计要求590
8.6.1.2浓差极化591
8.6.1.3溶度积和饱和度594
8.6.1.4过程基本方程式594
8.6.1.5工艺流程及其特征方程598
8.6.1.6装置的组件配置和性能607
8.6.1.7基本设计内容和过程609
8.6.2正渗透工艺过程设计611
8.6.2.1正渗透工艺应用场所611
8.6.2.2正渗透过程汲取液选择612
8.6.2.3正渗透工艺操作模式615
8.6.2.4浓差极化616
8.6.2.5正渗透模块设计618
8.6.2.6正渗透工艺流程设计619
8.6.3纳滤膜工艺过程设计621
8.6.3.1进水水质621
8.6.3.2产品水质和水量621
8.6.3.3膜和组器的选择621
8.6.3.4回收率621
8.6.3.5产水量随温度的变化622
8.6.3.6工艺流程622
8.7系统与运行622
8.7.1反渗透系统和纳滤系统及其运行622
8.7.1.1预处理系统622
8.7.1.2反渗透和纳滤装置645
8.7.1.3辅助设备和主要零部件649
8.7.1.4设备的操作与维修655
8.7.1.5清洗、再生、消毒和存放技术660
8.7.1.6计算机监控666
8.7.2正渗透系统及其运行670
8.7.2.1正渗透系统工程应用时的潜在问题及相应对策670
8.7.2.2压力阻尼渗透发电系统实际运行中的问题及应对策略674
8.8典型应用案例676
8.8.1反渗透典型应用案例676
8.8.1.1海水淡化676
8.8.1.2苦咸水淡化681
8.8.1.3纯水和超纯水制备683
8.8.1.4反渗透脱水浓缩692
8.8.1.5反渗透法废液处理696
8.8.2正渗透典型应用案例699
8.8.2.1海水淡化700
8.8.2.2废水处理与纯化702
8.8.2.3应急供水705
8.8.2.4制药工程707
8.8.2.5清洁能源707
8.8.3纳滤典型应用案例709
8.8.3.1市政给水工程709
8.8.3.2市政污水工程710
8.8.3.3纳滤膜软化711
8.8.3.4纳滤纯化和浓缩712
8.9过程经济性716
8.9.1成本考虑的基础716
8.9.2直接投资成本717
8.9.3间接投资成本718
8.9.4操作成本718
8.9.5投资回收成本720
8.9.6评价成本的方法720
8.9.7敏感性分析721
8.9.7.1投资成本的敏感性研究722
8.9.7.2总生产成本与工厂产量的关系722
8.9.7.3操作费用敏感性研究723
8.9.8小规模和特种系统724
8.9.9国内外反渗透代表性成本示例725
8.9.10国内外正渗透代表性成本示例725
8.9.10.1正渗透脱盐工厂理论成本分析726
8.9.10.2正渗透脱盐工厂实际运行成本示例：现代水务公司727
8.9.10.3正渗透系统用于处理垃圾渗沥液成本分析：HTI公司728
8.9.11国内外纳滤代表性成本示例729
8.10展望730
符号表730
参考文献732
第9章超滤和微滤
9.1超滤概述746
9.1.1国内外发展概况746
9.1.2超滤分离的特性和应用范围746
9.1.3超滤过程的基本原理747
9.1.3.1基本模型747
9.1.3.2表面力-孔流动模型747
9.1.3.3阻塞迁移模型748
9.2超滤膜749
9.2.1超滤膜材料749
9.2.1.1有机高分子材料749
9.2.1.2无机陶瓷材料752
9.2.1.3多孔金属材料753
9.2.2超滤膜的结构与性能表征753
9.2.2.1结构表征753
9.2.2.2性能表征753
9.2.3超滤膜的制备方法757
9.2.3.1有机超滤膜的制备方法757
9.2.3.2无机超滤膜的制备方法763
9.2.4制膜设备763
9.2.4.1平板膜制膜设备763
9.2.4.2TIPS法制中空纤维膜的设备及工艺流程764
9.2.4.3NIPS法制超滤膜的设备及工艺流程764
9.2.4.4双层中空纤维膜制膜设备765
9.2.4.5核径迹法制膜设备765
9.2.5膜材料改性765
9.2.5.1膜材料的化学改性方法766
9.2.5.2膜材料的物理改性方法769
9.2.6超滤膜的保存方法769
9.3超滤膜组件与超滤工艺770
9.3.1超滤膜组件770
9.3.2超滤工艺与装置770
9.3.3超滤过程模拟与计算774
9.3.3.1流体力学基础774
9.3.3.2CFD求解过程778
9.3.3.3CFD模拟实例779
9.4超滤工程设计781
9.4.1浓差极化和膜污染781
9.4.1.1基本原理781
9.4.1.2浓差极化782
9.4.1.3膜污染783
9.4.2预处理785
9.4.3超滤系统工艺流程设计787
9.4.3.1工艺流程787
9.4.3.2UF浓缩787
9.4.3.3UF精制788
9.4.3.4UF集成技术788
9.4.3.5UF工艺参数的选择（基本概念）789
9.4.3.6超滤工程举例791
9.5超滤装置的操作参数793
9.5.1流速793
9.5.2操作压力及压力降793
9.5.3回收比和浓缩水排放量793
9.5.4工作温度794
9.6超滤系统的运行管理794
9.6.1预处理系统794
9.6.1.1预处理的意义794
9.6.1.2预处理工艺和设备794
9.6.2物理清洗法797
9.6.3化学清洗法798
9.6.4配套设备与维修保养799
9.6.4.1配套设备799
9.6.4.2操作管理与维修保养800
9.7超滤技术的应用801
9.7.1净化801
9.7.1.1制水工业801
9.7.1.2无菌液体食品制造802
9.7.1.3医疗医药方面的应用803
9.7.2浓缩803
9.7.2.1在食品、发酵工业中的应用803
9.7.2.2在乳品工业中的应用804
9.7.2.3在医疗方面的应用804
9.7.2.4在生物制剂方面的应用805
9.7.3废水处理806
9.7.3.1肉类加工厂废弃物处理806
9.7.3.2在豆制品工业中的应用806
9.7.3.3在涂装工业中的应用807
9.7.3.4纤维工业废水处理808
9.7.3.5选矿废水处理808
9.7.3.6电镀废水处理809
9.7.4其他应用809
9.8微滤810
9.8.1国内外发展概况810
9.8.2微孔滤膜的主要特性和应用概述811
9.8.3微孔滤膜的材质、品种和规格812
9.9微孔膜过滤的分离机理813
9.9.1并流微过滤814
9.9.1.1表面过滤机理814
9.9.1.2深层过滤机理817
9.9.2错流微过滤819
9.9.2.1浓差极化机理819
9.9.2.2惯性提升基理820
9.9.2.3错流微过滤的过渡态821
9.10微孔滤膜的制备822
9.10.1相转化法822
9.10.1.1非溶剂致相分离法822
9.10.1.2热致相分离法及反向热致相分离法823
9.10.2熔融拉伸法823
9.10.3烧结法823
9.10.4核径迹法824
9.11微孔滤膜的结构和理化性能测定824
9.11.1一般性能测定826
9.11.1.1外观检查826
9.11.1.2厚度测定826
9.11.1.3通量测定827
9.11.2微孔滤膜孔性能测定827
9.11.2.1起泡点压力827
9.11.2.2平均孔径测定828
9.11.2.3孔径分布测定829
9.11.2.4孔隙率测定830
9.11.3微孔滤膜化学兼容性能测试831
9.11.4微孔滤膜可提取物测定831
9.11.5微孔滤膜生物安全性832
9.12微孔膜过滤器832
9.12.1概述832
9.12.2平板式微孔膜过滤器832
9.12.3筒式微孔膜过滤器833
9.12.4实验室用微孔膜过滤器835
9.12.5选择过滤器需要注意的几个因素835
9.13微孔膜过滤技术的应用835
9.13.1概述835
9.13.2微孔膜过滤在制药工业中的应用836
9.13.3微孔膜过滤在医疗卫生中的应用837
9.13.4微孔膜过滤在实验室研究与分析检测中的应用838
9.13.5微孔膜过滤在食品工业中的应用841
9.13.6微孔膜过滤在电子工业中的应用842
9.13.7微孔膜过滤在石油天然气开采中的应用844
9.13.8微孔膜过滤在电力工业中的应用845
9.13.9微孔膜过滤在航天工业中的应用845
9.13.10微孔膜过滤在水处理中的应用845
9.13.11微孔膜过滤在民用保健等方面的应用846
符号表847
参考文献848
第10章渗析
10.1概述858
10.2渗析膜859
10.2.1渗析膜的结构859
10.2.1.1膜的形态860
10.2.1.2膜的孔径和孔隙率860
10.2.2渗析膜的材质860
10.2.2.1荷电膜860
10.2.2.2非荷电膜860
10.2.3渗析膜的理化性能及其表征862
10.2.3.1传质阻力862
10.2.3.2溶质透过系数863
10.2.3.3过滤系数864
10.2.3.4含水率864
10.2.3.5渗析效率有关参数864
10.2.3.6膜的机械强度测试865
10.2.4透析膜生物相容性及其相关指标865
10.2.4.1对血细胞的影响866
10.2.4.2对补体系统的激活866
10.2.4.3对凝血系统的影响867
10.2.4.4对免疫系统的影响867
10.3渗析原理和过程868
10.3.1溶解-扩散模型868
10.3.2多孔模型869
10.3.2.1多孔-流动（PF）模型869
10.3.2.2改进的表面力-多孔流动（MD-SF-PF）模型870
10.3.3渗透导管中的层流传质871
10.3.4渗析中的传质参数873
10.3.5血液透析中的传质过程875
10.3.5.1溶质清除原理876
10.3.5.2水的清除原理878
10.4渗析膜组件设计879
10.4.1渗（透）析器的设计879
10.4.1.1概述879
10.4.1.2纤维尺寸和数目879
10.4.1.3流动样式880
10.4.1.4壳侧压降881
10.4.1.5总传质性能预测881
10.4.1.6膜组件设计883
10.4.2血液净化膜及透析器883
10.4.2.1血液净化膜883
10.4.2.2血液透析器886
10.4.3其他渗（透）析器889
10.4.3.1工业用渗析器889
10.4.3.2实验室用透析装置891
10.4.4过程和系统设计892
10.4.4.1间歇式892
10.4.4.2多级操作893
10.4.4.3连续逆流操作894
10.5渗析的应用895
10.5.1工业应用895
10.5.2生物医学应用895
10.5.2.1血液透析896
10.5.2.2血液滤过（hemofiltration，HF）903
10.5.2.3血液灌流（hemoperfusin，HP）906
10.5.2.4血浆分离907
10.5.2.5其他生物医学应用909
10.5.3市场及成本控制909
10.5.3.1概述909
10.5.3.2渗析法净化水成本估算909
10.5.3.3人工肾透析的成本估算910
符号表911
参考文献912
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膜技术是以膜材料的特殊结构来实现物质高效分离的技术，具有节能高效、设备紧凑、操作方便、易与其他技术集成等优点。膜科学又是一门多学科高度交叉汇聚、应用极为广阔的学科，得到了科学家和企业家的高度关注与青睐。近20年来从事膜技术研发的科技人员越来越多，从事膜技术产业的企业也如雨后春笋般蓬勃发展。据统计，我国科学家发表的膜相关SCI论文已居全球之首多年，膜产业规模早已超过2000亿元，应用领域涉及国民经济和人民生活的大部分领域。
《膜技术手册》（第一版）在时钧、袁权和高从堦院士的主持下，汇聚了国内一批知名学者专家，于1999年开始组稿，2001年正式出版发行。全书共17章约180万字，是当时国内第一部全面总结20世纪国内外膜技术进展的大型专业工具书，因其突出的权威性、系统性和实用性，成为膜技术领域的经典著作，为普及膜技术知识、促进膜科学研究、推动膜技术进步做出了重要贡献。《膜技术手册》（第一版）出版至今的近20年中，面对我国在水资源、能源、环境、传统工业技术改造升级的重大需求，膜技术领域以基础研究驱动技术变革，通过对膜及膜材料微结构与膜功能性质和制备过程关系的研究，建立了面向应用过程的膜材料设计与制备理论框架，形成了一系列具有自主知识产权、性能达到或接近国际先进水平的膜材料与膜过程，在水处理膜、渗透汽化膜、气体分离膜、离子交换膜、无机膜、膜反应器、新型膜的理论和应用研究方面取得了重要创新进展，为我国的节能减排与传统产业改造做出了突出贡献。分子筛膜、有机-无机复合膜、致密膜反应器等赶超国际先进水平，金属合金膜、智能膜等新型膜引领国际膜材料的发展。因此，为比较全面地反映20年来膜技术的重要进展，为膜技术研究、开发和应用者提供更加新颖实用的工具书，化学工业出版社组织对手册第一版进行了修订。
《膜技术手册》（第二版）的修订工作自2016年11月正式启动，汇聚了一大批膜技术领域的中青年专家学者参与修订和编写。本次修订，是在第一版基本框架结构的基础上进行补充和完善，注重处理好经典内容的继承与陈旧知识的淘汰、传统学科的发展与交叉学科的新理论新应用的关系，充分反映近年来膜技术领域的新理论和新技术进展。在具体内容上，对沿用的相关生产单位、产品及其性能予以重新核定；对已成熟的应用过程，增加自动控制方面的内容。
《膜技术手册》（第二版）分上下两册，19章，约280万字。考虑到近20年来膜技术的发展，适当调整了第一版有关章节，增加了三章，一是有机-无机复合膜，二是气固分离膜，三是典型集成膜过程，总结了多项具有自主知识产权的研究成果。此外，在相关章节加强了分子筛膜、石墨烯膜、致密膜反应器、金属合金膜、仿生膜、智能膜、膜接触器等我国在基础研究方面占据领先地位的技术介绍，在整体的编写思路上贯穿满足国家需求、膜技术发展以及膜从业者的实际工作需要的理念，从而真正起到对学科和产业发展的引领作用。
《膜技术手册》（第二版）的编写，得到国家科技部、中国膜学会（筹）、中国膜工业协会、化学工业出版社等单位以及国家出版基金的大力支持，在此谨致衷心感谢！对参与第一版编写的专家学者致以崇高敬意！同时，对参与本手册组织、编写和审稿等工作的所有专家学者表达诚挚的谢意！
尽管我们已尽全力，但限于时间和水平，手册中仍难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。
邓麦村 金万勤
2020年10月
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