本书主要介绍工业纯水的各种制备工艺、技术要点、设备等核心内容,包括工业纯水的等级及应用范围、水源选择、水质分析、工艺流程及特点,目前最常用的各种工业纯水制备技术(预处理、膜法脱盐、离子交换树脂、微滤、超滤、灭菌消毒、水质监控等)及其在工业中的应用。内容新颖,力求反映国内外纯水生产和检测中的新技术、新工艺、新进展,并紧密结合国内技术应用现状,有一定的实用性。
本书可供从事纯水制备研究、生产、检测的工程技术人员使用,也可供高等院校相关专业师生参考。
第1章工业纯水制备概论1
1��1水的纯度及水质标准1
1��1��1有关纯水的基本知识1
1��1��2纯水的分类1
1��1��3水质标准2
1��2工业纯水的制备技术7
1��2��1纯水制备技术的发展阶段8
1��2��2纯水制备工艺的发展10
1��3工业纯水制备中的水源选择及制备工艺11
1��3��1纯水制备中的水源选择11
1��3��2根据水源的不同采取不同的纯水制备工艺12
1��4原水及工业纯水的水质分析16
1��4��1原水水质分析16
1��4��2原水水质分析项目的含义及分析方法16
1��4��3工业纯水的水质分析23
参考文献25
第2章工业纯水的制备工艺流程27
2��1工业纯水制备中的基本工艺27
2��1��1预处理27
2��1��2脱盐29
2��1��3后处理31
2��2不同等级工业纯水的制备工艺特点32
2��2��1电子工业中纯水、高纯水的制备工艺32
2��2��2食品行业中饮用纯净水的制备工艺35
2��2��3制药业中纯水的制备工艺38
参考文献40
第3章高纯水制备中的固液分离技术及设备41
3��1水源水的凝聚与絮凝41
3��1��1水中的杂质41
3��1��2凝聚与絮凝原理42
3��1��3混凝药剂43
3��1��4混凝设备50
3��2澄清原理及设备58
3��2��1澄清原理58
3��2��2澄清池60
3��3过滤原理及设备64
3��3��1过滤原理64
3��3��2原水处理常用过滤设备65
3��4活性炭吸附技术78
3��4��1活性炭的吸附机理78
3��4��2活性炭吸附的主要影响因素79
3��4��3吸附平衡与等温线80
3��4��4吸附速度82
3��4��5活性炭的再生83
3��5水质软化方法84
3��5��1概述84
3��5��2软化的基本方法85
3��5��3水的药剂软化法85
参考文献87
第4章工业纯水制备中的膜法脱盐技术89
4��1电渗析脱盐机理及其各种过程89
4��1��1电渗析脱盐机理89
4��1��2电渗析过程90
4��1��3电渗析工艺的适用范围91
4��2离子交换膜92
4��2��1离子交换膜的分类92
4��2��2离子交换膜的结构与作用原理93
4��2��3离子交换膜的性能93
4��2��4国内外主要离子交换膜产品简介96
4��3电渗析器96
4��3��1电渗析器结构96
4��3��2电渗析器的组装方式99
4��3��3电渗析器的操作方式100
4��3��4电渗析器的运行及常见故障分析101
4��4电渗析脱盐工艺过程设计105
4��4��1设计原理105
4��4��2设计程序107
4��4��3设计实例107
4��5反渗透脱盐机理108
4��5��1反渗透理论108
4��5��2基本公式109
4��6反渗透膜和膜组件110
4��6��1反渗透膜110
4��6��2膜元件和膜组件113
4��7反渗透脱盐工艺过程设计117
4��7��1设计程序117
4��7��2反渗透进水的预处理118
4��7��3反渗透装置的设计120
4��7��4后处理工序的设置123
4��7��5运行监控系统的设计123
4��7��6膜和膜组件的清洗及维护方案的确定124
4��7��7工程实例128
4��8反渗透脱盐系统的故障分析及设备维护129
4��8��1标准化131
4��8��2故障特征及解决方法131
参考文献131
第5章工业纯水制备中的离子交换树脂脱盐技术133
5��1离子交换树脂的种类及结构133
5��1��1离子交换树脂的类型133
5��1��2离子交换树脂的结构134
5��2离子交换树脂的脱盐机理138
5��3离子交换树脂的交换特性及脱盐率140
5��3��1离子交换反应140
5��3��2离子交换平衡和选择性系数141
5��3��3离子交换容量143
5��3��4离子交换速度144
5��3��5脱盐率146
5��4离子交换脱盐工艺计算148
5��4��1离子交换脱盐装置148
5��4��2离子交换脱盐的工艺计算151
5��5离子交换柱的设计158
5��5��1离子交换的操作方式及其特点158
5��5��2固定床离子交换159
5��6离子交换树脂的再生163
5��6��1树脂的失活163
5��6��2树脂的再生164
5��6��3影响树脂再生的因素167
参考文献168
第6章工业纯水制备中的微滤技术169
6��1微滤在高纯水制备中的作用169
6��1��1概述169
6��1��2微滤的过滤原理及应用171
6��1��3微孔滤膜的截留机理172
6��1��4微滤的膜过程174
6��2微滤膜的种类及性能175
6��2��1微孔滤膜的主要特征175
6��2��2微孔滤膜的性能测定177
6��2��3微孔滤膜的形态结构183
6��2��4微孔滤膜的种类和应用范围184
6��2��5微孔滤膜的制备方法185
6��2��6微孔滤膜的发展趋势188
6��3微孔过滤设备189
6��4微滤膜的再生191
6��4��1微滤膜的污染191
6��4��2微滤膜的再生195
6��4��3清洗效果的鉴定196
参考文献197
第7章工业纯水制备中的超滤技术198
7��1超滤过程的基本特性198
7��1��1膜的透过通量方程(Jv)198
7��1��2微孔模型199
7��1��3浓差极化及凝胶层阻力模型199
7��1��4渗透压模型201
7��2超滤膜的性质及制备202
7��2��1超滤膜的性质202
7��2��2超滤膜的制备203
7��3超滤过程的影响因素205
7��3��1超滤透过通量205
7��3��2膜的寿命206
7��3��3膜的清洗以及防污、抗污207
7��4超滤设备及流程208
7��4��1超滤设备208
7��4��2超滤的基本工艺流程210
7��5超滤过程的设计计算212
7��5��1间歇式超滤212
7��5��2重过滤214
参考文献214
第8章工业纯水制备中的灭菌消毒技术216
8��1超纯水中的热原种类及特点216
8��1��1热原的种类216
8��1��2热原的性质特点217
8��1��3热原的去除方法217
8��2臭氧灭菌消毒技术218
8��2��1臭氧的性质及杀菌机理218
8��2��2臭氧消毒的特点220
8��2��3影响臭氧灭菌的因素220
8��3臭氧发生设备及其维护221
8��3��1臭氧发生方法221
8��3��2臭氧发生装置224
8��3��3臭氧发生装置的维护225
8��4臭氧灭菌工艺的设计计算226
8��4��1臭氧发生器的计算及选型226
8��4��2水�渤粞醯慕哟�227
8��4��3尾气处理228
8��5紫外线杀菌技术229
8��5��1紫外线杀菌原理229
8��5��2紫外线灭菌特点231
8��6紫外灯的功率和灭菌效率的关系232
8��7紫外线杀菌的影响因素233
8��7��1杀菌效果的影响因素233
8��7��2存在的问题及改进措施236
8��7��3紫外线杀菌应用前景237
参考文献238
第9章工业纯水制备中的水质监控239
9��1工业纯水制备过程对水质的要求239
9��2预处理过程中的水质监控239
9��3脱盐过程中的水质监控241
9��4微滤和超滤过程中的水质监控245
9��5灭菌消毒过程中的水质监控246
9��6水站出水口的水质监控247
参考文献248
第10章工业纯水的应用249
10��1纯水在电子工业中的应用249
10��2纯水在医药工业中的应用251
10��3纯水在能源工业中的应用254
10��4纯水在化工行业中的应用256
10��5纯水在其他工业中的应用257
参考文献258