清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄霞，文湘华 著

图书标签:

• 膜法水处理
• 膜污染
• 水处理工艺
• 环境科学
• 环境工程
• 清华大学
• 百年校庆
• 膜分离
• 水质净化
• 控制技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030465351

版次：1

商品编码：11871107

包装：精装

丛书名： 清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：310

字数：410000

正文语种：中文

内容简介

　　《清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》全面介绍膜法水处理工艺，重点介绍膜生物反应器中的膜污染机理与控制技术。
　　《清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》共6章，第1章主要介绍膜技术分类与特点、膜技术在水处理领域中的应用、膜污染的概念与分类、膜污染模型以及膜材料与膜污染表征方法，为《清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》其他章节的基础。第2～6章分别介绍膜生物反应器膜污染过程特征、膜生物反应器混合液特性与膜污染潜势、膜生物反应器膜污染控制技术及其机理、二级出水臭氧一微滤工艺膜污染及其控制机理以及膜法给水处理工艺膜污染特征与清洗。
　　《清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》可供水处理领域科研人员、工程技术人员以及本科生、研究生参考。

作者简介

　　黄霞，清华大学环境学院教授，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室主任，长江学者奖励计划特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，第壹批国家环境保护专业技术领军人才，国务院政府特殊津贴专家，国际水协会高级会士（IWAfellow），IWA膜技术专业委员会委员、FrontierofEnvironmentalScience＆Engineering杂志执行副主编。主要从事膜法水处理技术、生物电化学水处理技术，污水资源化等方面的研究工作。在国内外学术期刊上发表论文330余篇，其中SCI收录论文150余篇，以第壹发明人获授权国家发明专利26项。曾获国家科学技术进步奖二等奖2次，高等学校科学技术进步奖等省部级一等奖5次，EnvironmentalScience&Technology2009;年度十佳论文奖和2011年度审稿人奖，入选爱思唯尔发布的2014年中国高被引学者榜单。

　　文湘华，清华大学环境学院教授。主要研究领域为环境生物技术和水污染理论及控制技术。近年来的研究主要集中于可持续污水处理工艺、新型生物反应器（如膜生物反应器、高效微生物反应器）和微生物群落特征等。承担与参加过多项国家自然科学基金项目、国家科技攻关项目、“863”项目、中国工程院咨询项目等。发表论文百余篇，其中SCI收录70余篇，主编或合作编著专著或教材4部译著2部。曾获国家科学技术进步奖二等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、高等学校科学技术进步奖和自然科学奖一等奖、北京市科学技术进步奖一等奖、美国ISI经典引文奖等。

内页插图

目录

丛书序
前言
第1章概述
1.1膜分离技术分类与特点
1.1.1膜分离技术分类
1.1.2膜分离技术特点
1.2膜技术在水处理领域中的应用
1.2.1膜技术在给水领域中的应用
1.2.2膜技术在废水领域中的应用
1.3膜污染的概念与分类
1.3.1膜污染概念
1.3.2膜污染分类
1.4Darcy定律与膜污染模型
1.4.1Darcy定律和污染阻力
1.4.2膜污染模型
1.5膜材料与膜污染表征方法
1.5.1膜材料表征方法
1.5.2膜污染表征方法
第2章膜生物反应器膜污染过程特征
2.1MBR小试装置中膜污染过程特征
2.1.1工艺特征与运行条件的设置
2.1.2跨膜压差的变化
2.1.3各运行阶段膜污染特征分析
2.1.4各运行阶段膜污染模式的探讨
2.2MBR实际工程中膜污染过程特征
2.2.1工艺特征
2.2.2跨膜压差的变化
2.2.3各运行阶段膜污染特征分析
2.3膜污染过程特征总结
第3章膜生物反应器混合液特性与膜污染潜势
3.1混合液性质的表征方法
3.1.1混合液性质的分类
3.1.2混合液部分理化性质的测定方法
3.1.3混合液膜污染潜势的评价方法
3.1.4上清液膜污染潜势的评价方法
3.2MBR运行过程中混合液性质的变化特征
3.2.1工艺特征
3.2.2混合液组成性质的变化特征
3.2.3混合液结构性质的变化特征
3.2.4混合液功能性质的变化特征
3.2.5混合液生物学性质的变化特征
3.3MBR处理城市污水工程应用中混合液的理化特性
3.3.1MBR城市污水处理工程的基本概况及样品采集
3.3.2混合液环境指标与污泥性质
3.3.3上清液有机物的主要组成和浓度
3.3.4上清液有机物的相对分子质量和亲疏水组成分布
3.3.5上清液的荧光性质
3.3.6与中小试研究的比较和讨论
3.4MBR混合液膜污染潜势及其主要影响因素
3.4.1混合液样品来源及性质指标测定
3.4.2混合液各项性质与膜污染潜势之间的关系
3.4.3影响混合液膜污染潜势的主要因素识别
3.4.4混合液膜污染潜势主要影响因素的回归分析
3.5MBR上清液膜污染潜势及优势污染物
3.5.1上清液不同组分的分离
3.5.2处理城市污水MBR上清液的膜污染潜势及优势污染物
3.5.3处理焦化废水MBR上清液的膜污染潜势及优势污染物
3.5.4处理城市污水MBR实际工程中上清液的膜污染潜势
第4章膜生物反应器膜污染控制技术及其机理
4.1投加混凝剂对混合液膜过滤性的调控效果
4.1.1混凝剂种类与评价方法
4.1.2混凝剂种类与投加量对混合液膜过滤性的影响
4.1.3投加混凝剂改善混合液膜过滤性的机理
4.1.4投加聚合硫酸铁对MBR长期运行中膜污染的控制
4.2投加氧化剂对混合液膜过滤性的调控效果
4.2.1评价方法
4.2.2氧化剂种类与投加量对混合液膜过滤性的影响
4.2.3投加氧化剂改善混合液膜过滤性的机理
4.2.4投加臭氧对MBR长期运行中膜污染的控制
4.2.5投加臭氧与投加聚合硫酸铁的比较
4.3投加粉末活性炭对混合液膜过滤性的调控效果
4.3.1评价方法
4.3.2粉末活性炭投加量对临界通量的影响
4.3.3连续运行时投加粉末活性炭对膜污染的影响
4.3.4粉末活性炭作用机理分析
4.3.5污泥比阻与混合液膜过滤性能的相关性
4.4水动力学措施对泥饼层膜污染的控制
4.4.1悬浮颗粒在膜表面的沉积条件
4.4.2工艺特征与试验方法
4.4.3膜间液体上升流速模型
4.4.4运行条件对膜污染发展速度的影响
4.5投加悬浮载体对泥饼层膜污染的控制
4.5.1评价方法
4.5.2悬浮载体对膜污染控制效果的初步考察
4.5.3悬浮载体在MBR中的作用机理分析
4.5.4悬浮载体适用条件的优化
4.5.5悬浮载体对膜污染过程的理论分析
4.6膜污染在线清洗
4.6.1评价方法
4.6.2长期运行中的膜污染特征
4.6.3在线膜污染清洗措施的综合评价
4.6.4在线化学清洗去除膜污染的作用机理分析
4.6.5在线化学清洗对出水水质的短期影响
4.7在线超声对膜污染的控制
4.7.1工艺特征
4.7.2在线超声对跨膜压差变化的影响
4.7.3在线超声对膜污染层阻力构成和形貌的影响
4.7.4在线超声对混合液性质的影响
4.7.5在线超声对污染物去除效果的影响
4.8各种膜污染控制方法的比较
第5章二级出水臭氧—微滤工艺膜污染及其控制机理
5.1二级出水水质特征
5.1.1二级生物处理工艺及其出水特性概述
5.1.2研究方法
5.1.3溶解性有机物
5.1.4悬浮颗粒物
5.1.5细菌含量
5.2二级出水直接膜过滤过程中膜污染特性
5.2.1研究方法
5.2.2二级出水及EfOM的微滤特性
5.2.3EfOM不同亲疏水性组分的微滤特性
5.2.4SMP及其模型组分的微滤特性
5.2.5不同种类有机物在膜表面的污染特性
5.2.6SMP／NOM混合溶液中SMP的含量与其微滤膜污染的关系
5.2.7有机物在微滤过程中形成膜污染的机理
5.3二级出水臭氧—微滤过程中有机物污染特性
5.3.1研究方法
5.3.2预臭氧化对有机物溶液微滤特性的影响
5.3.3EfOM及其组分的预臭氧化
5.4二级出水臭氧—微滤过程中颗粒物污染特性
5.4.1研究方法
5.4.2二级出水微滤过程中颗粒物污染
5.4.3臭氧对颗粒物的作用及对其在微滤中形成的污染的影响
5.5臭氧—微滤工艺处理细菌悬浊液的研究
5.5.1研究方法
5.5.2大肠杆菌悬浊液的微滤特性
5.5.3预臭氧化对大肠杆菌悬浊液微滤过程中膜污染的影响
5.5.4臭氧对大肠杆菌的溶胞作用
5.5.5臭氧化对细菌细胞表面特性的影响
5.6处理二级出水的臭氧微滤工艺参数预测模型研究
第6章膜法给水处理工艺膜污染特征与清洗
6.1混凝—微滤组合工艺膜污染特征与清洗
6.1.1研究方法
6.1.2连续运行过程中膜过滤性能的变化
6.1.3操作条件对C—MF工艺膜过滤性能的影响
6.1.4膜面污染物形貌分析
6.1.5膜污染清洗
6.2膜生物反应器组合工艺膜污染特征与清洗
6.2.1研究方法
6.2.2膜污染特征
6.2.3膜污染清洗
参考文献
彩图

前言/序言

水处理技术前沿：深度解析新型膜分离技术在水资源循环利用中的应用 图书简介 随着全球水资源短缺日益严峻以及对水环境质量要求的不断提高，传统的水处理技术正面临前所未有的挑战。在此背景下，以膜分离技术为核心的新一代水处理工艺，凭借其高效、节能和占地面积小的显著优势，已成为解决复杂水质问题和实现水资源可持续利用的关键方向。本书聚焦于膜法水处理技术在当前水处理领域的最新发展与应用实践，旨在为水处理工程师、科研人员以及相关专业学生提供一本深入、全面且具有前瞻性的专业参考书。 本书的结构设计遵循理论与实践相结合的原则，力求全面覆盖膜分离技术从基础原理到工程应用的各个重要环节。全书内容主要围绕以下几个核心主题展开： 第一部分：膜分离技术基础与分类的深度剖析 本部分首先系统回顾了膜分离技术的基本物理化学原理，包括渗透、扩散、选择性吸附等在膜过程中的作用机制。随后，对当前主流的膜分离技术进行了详尽的分类与阐述，包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）等四大类膜的结构特点、分离机理及其典型应用场景。特别地，本书深入探讨了膜材料的演变历程，重点分析了陶瓷膜、聚合物膜以及近年来备受关注的石墨烯基、金属有机框架（MOFs）等新型功能化膜材料的制备工艺、性能优势及其在特定水处理任务中的潜力。我们详细对比了不同膜孔径分布对污染物截留效率和操作压力的影响，为读者选择合适的膜类型提供了科学依据。 第二部分：面向复杂水质的膜集成工艺设计与优化 现代水处理工程往往需要应对高含盐废水、难降解有机污染物、微量有毒有害物质以及新兴污染物（如药物残留、内分泌干扰物等）的挑战。本书不再局限于单一膜分离单元的操作，而是将重点放在了膜集成技术上。我们详细介绍了各种膜与其他传统或新型处理单元的组合方案，例如： 1. 膜生物反应器（MBR）的深度优化： 不仅涵盖了活性污泥-膜分离的经典配置，更侧重于探讨高污泥浓度下的流体力学优化、膜的在线清洗策略（如化学清洗与气擦洗的耦合），以及如何通过优化曝气和回流比来延长膜的使用寿命并降低能耗。 2. 膜与高级氧化技术（AOPs）的耦合： 针对膜污染物的难降解性，我们阐述了臭氧氧化、芬顿/类芬顿、光催化氧化等技术与纳滤/反渗透组合的优势，重点分析了氧化过程对膜表面化学性质的改变以及对后续膜污染趋势的影响。 3. 膜蒸馏（MD）与海水淡化/高盐废水处理： 详细解析了MD的工作机理、影响传热传质效率的关键因素（如浓差极化、温度梯度），并对比了疏水膜和亲水膜在实际高盐度环境下的性能表现。 第三部分：膜污染机理的精细化诊断与控制策略 膜污染是限制膜法水处理技术大规模推广和长期稳定运行的核心瓶颈。本书花费了大量篇幅，以前所未有的深度剖析了膜污染的内在机理。 1. 污染物的分子尺度行为： 我们从胶体科学和表面化学的角度，详细分析了颗粒物（如粘土、微生物絮体）、有机大分子（如腐殖酸、蛋白质）以及无机盐的沉积和吸附过程。书中引入了DLVO理论、XDLVO理论在膜表面的应用，解释了静电斥力和范德华力对初始污染层形成的影响。 2. 生物污染（Biofouling）的动态过程： 详细阐述了微生物在膜表面的定殖、生物膜的形成、成熟及其对渗透通量的动态影响。讨论了微生物群落结构分析（宏基因组学）在诊断生物污染类型中的作用。 3. 污染控制的“预防为主”原则： 提供了多维度、前瞻性的污染控制策略： 源头控制： 针对预处理工艺的选择性强化，如使用高效絮凝剂优化对大分子有机物的去除。 过程调控： 探讨了通过改变操作参数（如跨膜压差TMD、错流速度）对污染动力学的影响。 化学清洗策略的科学性： 不仅罗列了常用清洗剂（酸、碱、氧化剂），更重要的是，提供了基于污染性质（无机垢、有机物、生物污垢）的“靶向清洗”方案设计流程和效果评估标准。 第四部分：膜过程的能耗分析与可持续运行 在强调经济效益的当下，能耗控制至关重要。本书对膜过程的能耗进行了精细化的量化分析，重点探讨了如何通过工艺优化实现节能。内容涵盖： 1. 反渗透过程的能量回收技术： 详细介绍了能量回收装置（ERD）的类型（如压力交换器、涡轮机）的工作原理、效率评估及其在大型海水淡化项目中的节能贡献。 2. 低压膜的推广应用： 阐述了超滤和微滤在处理低浊度、低污染负荷水源时的能耗优势，以及如何通过改进膜材料的亲水性来降低操作压力。 3. 膜系统的智能化运维： 介绍了基于实时传感器数据和模型预测的在线清洗与操作优化系统，旨在实现“按需清洗”，避免过度清洗带来的药剂消耗和通量损失。 本书以其严谨的科学态度、丰富的工程案例和对前沿技术的敏锐捕捉，将成为水处理领域，特别是膜技术应用方向的必备参考手册。读者将通过本书掌握如何从原理层面理解膜污染的本质，并运用科学的方法设计、操作和维护高效、经济的膜水处理系统，有力推动我国水资源循环利用技术的进步。

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作为一名对环保技术充满热情的普通读者，当我看到《膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》的书名，并且得知这是“清华大学百年校庆”的系列著作时，我的好奇心就被点燃了。我对水处理的兴趣由来已久，也了解膜技术是解决水资源短缺和水污染问题的关键手段之一。但是，在实际接触和了解一些相关信息时，我总是会遇到一个绕不开的话题——膜污染。这本书如果能系统地梳理膜污染的各种“罪魁祸首”，比如微生物滋生、无机盐析出、有机物吸附堆积等等，并且用清晰易懂的语言加以解释，那将对我非常有帮助。同时，我更期待的是它能给出一些切实有效的“治愈”方法。这本书会不会介绍一些创新的清洗技术，比如化学清洗、物理清洗，甚至是一些更前沿的生物清洗技术？或者，它会分享一些在膜系统设计和运行过程中，如何预先规避或减缓膜污染的经验和技巧？我希望这本书不仅仅停留在理论层面，更能提供一些工程实践上的指导，让像我一样的普通读者也能从中受益，了解如何让这些先进的膜技术真正稳定、高效地运行起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名瞬间吸引了我——“清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作：膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术”。光是“清华大学百年校庆”这几个字，就足以证明其学术价值和权威性。而“膜法水处理工艺”更是当下水处理领域的热门技术，这本著作想必深入浅出了介绍各种膜技术在水处理中的应用，从微滤、超滤到纳滤、反渗透，再到最新的电驱动膜技术，应该都涵盖在内。而且，“膜污染机理与控制技术”是实际应用中绕不开的关键难题，书中肯定会对膜污染的类型、产生原因进行细致的分析，比如生物污堵、无机盐结垢、有机物吸附等，并给出相应的解决方案，如预处理优化、清洗策略、膜材料改进等。作为一个对水处理技术抱有浓厚兴趣的读者，我非常期待能通过这本书，系统地学习和掌握膜法水处理的前沿知识和实用技术，解决实际工作中遇到的技术瓶颈，为环境保护和可持续发展贡献自己的力量。这本书的出版，无疑是对中国膜法水处理技术发展的一个重要里程碑，也为广大科研人员和工程师提供了宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本《膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》的书名，听起来就充满了深度和专业性，尤其是在“清华大学百年校庆”的背景下。我个人对水处理一直有特别的关注，尤其是那些能够真正解决实际问题的技术。膜处理技术，在我看来，无疑是当前水处理领域最具有潜力的方向之一。这本书如果能从基础理论出发，清晰地解释各种膜的分离原理，比如不同膜孔径对不同污染物的作用机制，就非常吸引人了。更重要的是，它承诺要深入探讨“膜污染机理与控制技术”，这绝对是重中之重。我常常思考，为什么先进的膜技术在实际应用中会遇到效率下降、寿命缩短的问题？这本书会不会详细剖析这些“幕后黑手”，比如细菌、藻类、有机大分子甚至是纳米颗粒是如何在膜表面“安营扎寨”，堵塞膜孔，降低通量？而关于“控制技术”，我更是充满期待，希望能看到一些创新的、切实可行的控制策略，比如新型的预处理技术，或者更智能的在线监测和清洗系统。如果书中能提供一些案例分析，那就更完美了，能够将理论知识与实际工程应用紧密结合起来，帮助我们更好地理解和掌握这项技术。

评分☆☆☆☆☆

“清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作”这个前缀，立刻让人肃然起敬，感觉这是一部凝聚了顶尖智慧的学术力作。而“膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术”这个副标题，则精准地击中了水处理领域一个非常核心且具有挑战性的痛点。我一直认为，对于任何一种先进技术，理解其“为什么会出问题”和“如何解决问题”，比仅仅知道“是什么”更重要。所以，这本书如果能深入探究膜污染的“前世今生”，比如从物理化学的角度，分析不同水质条件下，有机物、无机盐、胶体颗粒、微生物等如何与膜表面发生相互作用，形成复杂的污垢层；从生物学的角度，解析微生物在膜表面的生长、代谢和生物膜的形成过程，这些都会让我觉得非常有价值。而“控制技术”部分，我更希望看到的是一些突破性的进展，而不是陈旧的套路。比如，有没有提到新型的抗污堵膜材料的研发？或者，如何通过优化操作参数，比如流速、压力、温度等，来最大程度地延缓膜污染的发生？甚至，是否存在一些基于人工智能或大数据分析的智能控制策略，能够实现膜污染的实时预警和精准调控？总而言之，我期待这本书能够带来一些“干货”，帮助我们真正理解和驾驭膜法水处理技术。

评分☆☆☆☆☆

《膜法水处理工艺 膜污染机理与控制技术》这本书，尤其是它所在的“清华大学百年校庆环境科学与工程系列著作”这个标签，让我对它的专业性和前沿性充满了期待。虽然我对膜法水处理的具体工艺细节了解不多，但“膜污染”这个词，却是我在学习和了解水处理技术时，经常听到的一个词，也是一个困扰实际应用的重要问题。我非常希望能通过这本书，能够深入地了解，究竟是什么原因导致膜“生病”，比如是水中的微小颗粒物“卡”住了膜的孔隙，还是微生物在膜的表面“安家落户”形成了看不见的“墙壁”，又或者是水中的溶解物析出了“钙”、“镁”等“硬”物质？如果这本书能把这些复杂的机理，用通俗易懂的方式，甚至配上一些图示来解释，对我来说就是巨大的福音。而“控制技术”部分，更是我关注的焦点。我迫切地想知道，有哪些方法可以“治疗”或者“预防”膜污染，让膜能够更长久、更高效地工作。这本书会不会介绍一些新型的膜材料，它们天生就“不怕”污染？或者，有没有一些巧妙的运行策略，能够通过调整水流、压力等参数，来“赶走”那些讨厌的污染物？我希望这本书能为我打开一扇新的窗户，让我对膜法水处理有更全面、更深入的认识。

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书内容很不错，值得推荐学习参考！

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书挺好的，质量也好，值得一读。

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值得学习的好书！

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城市水系统污染物转化规律及资源化理论与技术

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正版

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质量不错，正版的

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好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好

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评分☆☆☆☆☆

书非常不错，正在学习，学无止境。