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第1章　传质分离过程概论1

1.1　分离过程综述1

1.2　常见分离过程2

1.2.1　分离程度的表示2

1.2.2　平衡分离过程2

1.2.3　反应分离过程3

1.2.4　场分离过程4

1.3　描述传递过程的常规方法7

1.3.1　分离过程设计和优化的一般方法7

1.3.2　总衡算方程8

1.3.3　微分衡算方程8

1.3.4　对流传递10

1.3.5　传质理论11

1.4　多组分扩散传质13

1.4.1　多元体系中的Fick定律13

1.4.2　Maxwell-Stefan方程13

1.4.3 Maxwell-Stefan方程的解14

1.4.4 Maxwell-Stefan扩散系数和传质系数15

1.4.5 Maxwell-Stefan方法与Fick方法的比较16

1.4.6　有效扩散系数模型17

1.5　多孔介质中的扩散18

1.5.1 自由扩散、纽特逊扩散和表面扩散18

1.5.2　多孔介质中的主体扩散和Knudson扩散20

1.5.3　多孔介质中的黏性流动21

1.6　分离方法的选择22

参考文献23

第2章　膜分离过程导论24

2.1　膜分离过程发展简史24

2.1.1　历史回顾24

2.1.2　我国的膜技术发展25

2.1.3　膜分离技术的优势25

2.1.4　膜技术的发展趋势26

2.2　膜的结构、材料和特性28

2.2.1　膜的分类和结构28

2.2.2　膜材料30

2.2.3　膜性能的测定31

2.3.1　膜过程的流动特征33

2.3　膜组件的结构与操作33

2.3.2　装配管状膜的组件34

2.3.3　装配板状膜的组件39

2.3.4　膜组件的选用41

参考文献43

第3章　微滤44

3.1　微滤过程概论44

3.1.1　发展概况44

3.1.2　微滤的操作特点45

3.1.3　微滤所用的膜46

3.2　描述微滤过程的模型49

3.2.1　死端过滤的模型49

3.2.2　错流过滤的模型50

3.3.1　不稳定流动强化54

3.3.2　旋转流强化54

3.3.3　周期性反冲强化54

3.3.4　膜的改善54

3.3　微滤的操作和强化54

3.4　微滤在工业中的应用55

3.4.1　生物医药工业55

3.4.2　饮用水的净化56

3.4.3　饮料工业56

3.4.4　电子工业57

3.4.5　制糖工业57

3.4.7　微滤的经济性和发展前景58

3.4.6　乳品工业58

参考文献59

第4章　超滤61

4.1　超滤过程概论61

4.1.1　超滤的发展概况61

4.1.2　超滤的分离范围61

4.1.3　超滤的操作特点62

4.1.4　超滤所用的膜62

4.2　超滤的数学模型63

4.2.1　过滤曲线63

4.2.2　压差-通量曲线63

4.2.3　孔流模型64

4.2.4　扩散模型65

4.2.5　覆盖层模型或阻力模型68

4.2.6　渗透压模型69

4.3　超滤操作70

4.3.1　微滤和超滤的操作方式70

4.3.2　间歇操作计算71

4.3.3　稀释过滤（Diafiltration）72

4.3.4　影响通量的因素和提高滤液通量的措施72

4.4　超滤在工业中的应用77

4.4.1　杀菌和饮用水生产78

4.4.2　纯水制备79

4.4.3　废水处理79

4.4.4　乳制品工业的应用82

4.4.5　食品工业的应用84

4.4.6　生物工业上的应用86

参考文献88

第5章　反渗透90

5.1　反渗透的原理90

5.1.1　反渗透的发展概况90

5.1.2　渗透压与反渗透现象90

5.1.3　反渗透所用的膜92

5.1.4　影响反渗透的因素93

5.1.5　反渗透设备94

5.2　反渗透过程的数学模型96

5.2.1　通过浓差极化层的传递96

5.2.2　膜内的传递——优先吸附毛细管流动模型97

5.2.3　膜内的传递——溶解-扩散模型98

5.3　反渗透的应用101

5.3.1　海水和苦咸水的淡化102

5.3.2　纯水制备106

5.3.3　污水处理106

5.3.4　食品工业中的应用107

参考文献109

第6章　纳滤112

6.1　纳滤过程概论112

6.1.1　纳滤的发展史和特点112

6.1.2　纳滤膜的性能及其影响因素113

6.1.3　Donnan效应116

6.2　预测纳滤膜分离特性的模型117

6.2.1　不可逆过程分析117

6.2.2　电荷模型117

6.2.3　细孔模型118

6.2.4　静电排斥和立体阻碍模型119

6.2.5　氨基酸的分离119

6.3　纳滤的应用120

6.3.1 废水处理120

6.3.2　食品工业121

6.3.3　生物工业121

参考文献122

7.1.1　概述126

7.1　渗透汽化的原理126

第7章　渗透汽化126

7.1.2　分离选择性的表示127

7.1.3　渗透汽化用的膜127

7.1.4　渗透汽化的操作方法131

7.1.5　渗透汽化的特点131

7.2　渗透汽化中的传质132

7.2.1　渗透汽化中的相平衡132

7.2.2　渗透汽化的传递机理133

7.2.3　组分在膜内的溶解133

7.2.4　组分在膜内的渗透136

7.2.5　从液相主体通过边界层的扩散138

7.2.6　穿膜传质模型139

7.2.7　渗透汽化中的传热140

7.2.8　影响渗透汽化的因素141

7.3　渗透汽化的模型和计算143

7.3.1　渗透汽化组件中的梯度143

7.3.2　液相全混流模型143

7.3.3　错流柱塞流模型144

7.3.4　平衡级联模型147

7.4　渗透汽化的应用148

7.4.1　有机物的脱水148

7.4.2　水中有机物的脱除150

7.4.3　有机化合物的分离151

7.4.4　渗透汽化与精馏的比较152

参考文献153

第8章　电渗析155

8.1 电渗析技术概述155

8.1.1　电渗析技术的发展史155

8.1.2　电渗析过程的原理155

8.1.3　电极反应157

8.1.4　电渗析过程的特点157

8.1.5　离子交换膜157

8.1.6　特殊的电渗析操作159

8.2　电渗析中的传递161

8.2.1　基本概念161

8.2.3　Donnan膜平衡理论162

8.2.2　双电层理论162

8.2.4　能斯特-普朗克扩散学说163

8.2.5　电渗析中的浓差极化165

8.2.6　极限电流密度166

8.2.7　影响极限电流密度的因素166

8.3　电渗析装置与操作167

8.3.1　电渗析器的构造167

8.3.2　电渗析器的组装169

8.3.3　电渗析的操作方式170

8.4　电渗析设计计算170

8.4.1　操作参数的确定170

8.4.2　MIT和SRTI的放大方法172

8.5.1　海水和苦咸水的淡化176

8.5　电渗析的应用176

8.5.2　海水浓缩制食盐177

8.5.3　废水处理177

8.5.4　食品工业178

参考文献179

第9章　膜分离过程的设计和优化181

9.1 膜分离过程设计和优化的原则与方法181

9.1.1　组件中的流体流向181

9.1.2　膜组件设计与优化的原则和方法182

9.2　膜分离过程模型的若干实例183

9.2.1　管式膜内层流下的切向流183

9.2.2　内压式反渗透组件的模拟185

9.2.3　外压式中空纤维反渗透膜组件的模拟187

9.2.4　板式膜分离过程的模拟188

9.2.5　螺旋式组件的设计和优化189

9.2.6　纳滤的模拟——修正的Spiegler-Kedem模型190

9.2.7　稀释过滤（Diafiltration）191

9.3　组件的排布和连接192

9.3.1　并联与串联192

9.3.2　组件的排布192

9.4　膜过程的级联193

9.4.1　平衡级193

9.4.2　平衡线194

9.4.3　操作线195

参考文献197