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第1章 地表水中有机物的分类与特性1

1.1 有机物相对分子质量测定的原理和方法1

1.2 超滤膜法测定水源的有机物相对分子质量分布规律4

1.2.1 黄浦江水有机物相对分子质量变化规律5

1.2.2 长江水有机物相对分子质量变化规律7

1.2.3 淮河水有机物相对分子质量变化规律8

1.3 GPC法测定水源的有机物相对分子质量分布规律9

1.3.1 黄浦江水、三好坞湖水和昆山庙泾河水的相对分子质量分布9

1.3.2 三好坞湖水、黄河水、黄浦江水、昆山庙泾河水、高邮水库水的相对分子质量变化规律10

1.4 HPSEC-TOC-UV测定水源的有机物相对分子质量分布规律13

1.4.1 标准曲线绘制13

1.4.2 TOC、响应值与质量浓度关系的确定14

1.4.3 系统测试腐殖酸、海藻酸钠、单宁酸和蔗糖的UV和TOC响应14

1.4.4 进样量的影响16

1.4.5 离子浓度的影响16

1.4.6 pH值的影响17

1.4.7 测试样配制溶液的影响18

1.4.8 湘江和太湖原水的相对分子质量分布18

1.4.9 青草沙原水和滆湖原水有机物相对分子质量分布19

1.5 有机物亲疏水性20

1.5.1 分离方法20

1.5.2 亲疏水性有机物在校园原水中的分布22

1.5.3 亲疏水性有机物在三好坞湖水、黄河水、黄浦江水、昆山水、高邮水中的分布22

1.5.4 亲疏水性有机物在自来水和昆山水中的分布23

1.5.5 亲疏水性有机物在黄浦江水、三好坞湖水和昆山水中的分布24

1.5.6 亲疏水性有机物在太湖水和湘江水中的分布24

1.5.7 亲疏水性有机物在青草沙原水和滆湖水中的分布25

1.6 有机物三维荧光光谱特性26

1.6.1 三维荧光光谱测定方法26

1.6.2 三维荧光光谱数据处理方法26

1.6.3 三好坞湖水、黄河水、黄浦江水、昆山水、高邮水的三维荧光光谱28

1.6.4 太湖水和湘江水的三维荧光光谱32

1.6.5 青草沙和滆湖水的三维荧光光谱33

1.7 有机物的相对分子质量、亲疏水性以及荧光光谱特性的关系分析33

1.7.1 有机物的荧光光谱与相对分子质量分布的关系分析34

1.7.2 有机物的亲疏水性与相对分子质量分布的关系分析34

1.7.3 有机物的亲疏水性与荧光光谱的关系分析38

1.8 本章小结44

参考文献45

第2章 膜分离过程47

2.1 膜和膜分离的分类47

2.1.1 膜的分类47

2.1.2 膜分离的分类47

2.2 膜的制备48

2.2.1 高分子膜的制备方法48

2.2.2 主要膜材料的制备49

2.3 膜组件51

2.3.1 管式组件51

2.3.2 中空纤维式组件51

2.3.3 卷式组件52

2.3.4 板框式组件53

2.4 膜分离过程的基础理论54

2.4.1 反渗透、纳滤和正渗透54

2.4.2 超滤和微滤55

第3章 膜污染56

3.1 影响膜污染的因素56

3.1.1 膜的性质56

3.1.2 溶液组成57

3.1.3 水力条件57

3.1.4 有机物特性对膜污染的影响58

3.2 有机物的亲疏水性与膜污染之间的关系59

3.2.1 有机物的不同组分对膜通量的影响60

3.2.2 不同亲疏水性的原水对膜通量的影响62

3.3 水中相对分子质量的大小对膜污染的影响63

3.4 有机物荧光光谱性质对膜污染的影响67

3.5 操作压力、溶液的组成和膜材质对膜污染的影响70

3.5.1 操作条件对CA微滤膜通量的影响71

3.5.2 溶液组成对CA微滤膜通量的影响73

3.5.3 膜材质对膜通量的影响74

3.6 膜污染物质的确定76

3.6.1 自来水和阳澄湖水膜污染物质的确定77

3.6.2 三好坞湖水、黄河水、黄浦江水、昆山水、高邮水膜污染物质的确定78

3.7 本章小结79

参考文献80

第4章 PVDF-TiO2纳米线杂合超滤膜制备及抗污染机理83

4.1 PVDF超滤膜的制备83

4.1.1 PVDF的性质及研究现状83

4.1.2 实验仪器和药品84

4.1.3 PVDF超滤膜的制备及表征85

4.1.4 溶剂种类对PVDF超滤膜性能的影响87

4.1.5 PVDF浓度对PVDF超滤膜性能的影响89

4.1.6 PVP含量对PVDF超滤膜性能的影响90

4.1.7 刮膜速度对PVDF超滤膜性能的影响91

4.1.8 刮膜厚度对PVDF超滤膜性能的影响91

4.1.9 预蒸发时间对PVDF超滤膜性能的影响92

4.1.10 凝固浴温度对PVDF超滤膜性能的影响93

4.1.11 凝固浴组成对PVDF超滤膜性能的影响94

4.1.12 小结95

4.2 TiO2纳米线改性PVDF超滤膜抗污染机理研究95

4.2.1 PVDF膜的改性研究现状95

4.2.2 材料及方法98

4.2.3 二氧化钛纳米线的表征101

4.2.4 膜的形态表征103

4.2.5 膜的孔隙率、孔径及表面接触角105

4.2.6 膜的机械性能和热稳定性分析106

4.2.7 XRD和FTIR分析109

4.2.8 超滤膜的分离特性分析110

4.2.9 超滤膜的表面粗糙度特征110

4.2.10 小结111

参考文献111

第5章 预处理工艺对低压膜过滤性能的影响115

5.1 混凝预处理115

5.1.1 试验装置及方法116

5.1.2 试验结果及讨论117

5.1.3 小结121

5.2 粉末炭吸附预处理121

5.2.1 试验方法122

5.2.2 粉末炭预处理对太湖微污染水去除试验研究124

5.2.3 不同粉末活性炭对原水的处理效果127

5.2.4 粉末炭不同过滤方式对原水的处理效果134

5.2.5 有机物相对分子质量对膜通量的影响137

5.2.6 中孔活性炭控制膜污染的研究144

5.2.7 小结149

5.3 树脂吸附预处理149

5.3.1 试验方法149

5.3.2 树脂挑选试验结果和分析151

5.3.3 PWA9吸附预处理＋微滤膜试验结果及分析152

5.3.4 混凝沉淀＋树脂预处理＋微滤工艺的小试研究158

5.3.5 小结163

5.4 氧化预处理163

5.4.1 试验方法165

5.4.2 不同氧化剂预氧化控制膜污染的效果166

5.4.3 预氧化对膜处理黄浦江水的影响172

5.4.4 小结175

5.5 本章小结176

参考文献176

第6章 纳滤膜水处理技术应用177

6.1 纳滤膜过滤技术原理177

6.1.1 纳滤膜概念177

6.1.2 纳滤膜的分类及特点概述177

6.1.3 纳滤膜的分离机理177

6.2 纳滤膜技术在微污染水处理中的应用178

6.3 纳滤膜去除PPCPs的影响因素179

6.4 实验装置、材料和方法180

6.4.1 试验材料和装置180

6.4.2 测试方法182

6.5 不同操作条件对纳滤膜去除CBZ的影响184

6.5.1 试验分析参数184

6.5.2 孔径不同的纳滤膜去除CBZ效果的比较184

6.5.3 初始pH值对纳滤膜去除CBZ的影响185

6.5.4 初始质量浓度对纳滤膜去除CBZ的影响186

6.5.5 离子强度对纳滤膜去除CBZ的影响186

6.5.6 水温对纳滤膜去除CBZ的影响187

6.6 溶解性有机物对纳滤膜去除CBZ的影响188

6.6.1 腐殖酸对纳滤膜去除CBZ的影响188

6.6.2 海藻酸钠对纳滤膜去除CBZ的影响189

6.6.3 单宁酸对纳滤膜去除CBZ的影响190

6.7 溶解性有机物经臭氧预处理后对纳滤膜去除CBZ的影响192

6.7.1 预处理方式的选择193

6.7.2 试验方法193

6.7.3 腐殖酸经臭氧预处理后对纳滤膜去除CBZ的影响194

6.7.4 海藻酸钠经臭氧预处理后对纳滤膜去除CBZ的影响196

6.8 天然水体对纳滤膜去除CBZ的影响197

6.8.1 太湖原水对纳滤膜去除CBZ的影响198

6.8.2 杨树浦水厂各工艺出水对纳滤膜去除CBZ的影响200

6.8.3 黄浦江原水臭氧预处理前后对纳滤膜去除CBZ的影响203

6.9 本章小结205

参考文献206

第7章 正渗透膜处理技术210

7.1 正渗透膜处理技术原理210

7.1.1 正渗透原理210

7.1.2 正渗透膜处理技术的主要影响因素211

7.1.3 内部浓差极化模型213

7.2 正渗透技术在水处理中的应用意义215

7.3 正渗透技术在水处理中的应用研究现状216

7.3.1 海水淡化216

7.3.2 污废水处理217

7.3.3 应急水袋217

7.3.4 水质净化218

7.4 正渗透膜技术处理浓缩后地表水试验219

7.4.1 试验材料与方法219

7.4.2 试验结果与讨论222

7.4.3 试验小结236

参考文献236

第8章 动态膜微污染水处理工艺240

8.1 动态膜过滤技术原理240

8.1.1 动态膜概念240

8.1.2 动态膜技术的分类240

8.1.3 动态膜的形成及运行过程241

8.1.4 动态膜技术在水处理应用中的影响因素241

8.1.5 动态膜预涂剂研究概况243

8.2 试验装置、材料和方法244

8.2.1 原水水质245

8.2.2 试验装置245

8.2.3 试验方法247

8.2.4 分析方法248

8.3 BDDMR处理微污染水源水的启动特性249

8.3.1 启动过程中BDDMR对CODMn和UV254的去除情况249

8.3.2 启动过程中BDDMR对NH3-N的去除情况250

8.4 BDDMR长期运行时对污染物的去除250

8.4.1 浊度和颗粒物的去除250

8.4.2 CODMn和UV254的去除251

8.4.3 NH3-N的去除252

8.4.4 THMFP的去除253

8.5 BDDMR中试系统处理微污染地表水的机理253

8.5.1 三种去除作用相对大小253

8.5.2 基于组分分离与相对分子质量分布的分析254

8.5.3 关于硅藻士吸附的分析255

8.5.4 关于反应器内微生物群落的组成分析256

8.5.5 关于有机物三维荧光特性的分析256

8.6 BDDMR中试系统运行特性的研究258

8.6.1 预涂研究258

8.6.2 动态膜通透性能259

8.6.3 不同初始通量的衰减情况260

8.6.4 膜污染与反冲洗特征261

8.7 本章小结262

参考文献263

第9章 TiO2/UV光催化耦合膜分离去除污染物的研究266

9.1 TiO2/UV光催化耦合膜分离去除腐殖酸的研究266

9.1.1 材料与方法267

9.1.2 影响因素试验结果及讨论269

9.1.3 光催化强化膜分离试验结果及讨论274

9.1.4 小结281

9.2 TiO2/UV光催化耦合膜分离净化地表水的研究281

9.2.1 材料和方法281

9.2.2 催化剂的流失及其悬浮液质量浓度的控制282

9.2.3 水力停留时间的优化284

9.2.4 不同工况下膜抽吸压力的变化284

9.2.5 有机物的去除效果及机理分析285

9.2.6 小结289

参考文献289

简写代号索引表293