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| 編輯推薦： |
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本书内容主要来自作者承担的河南省科技攻关计划（202102310260）、河南省高等学校重点科研项目（20B610005）等相关研究。本书的目的主要是判定纳滤膜技术处理聚驱采油废水的主要污染物，阐明污染机理，开发高效的清洗技术，并制备抗污染膜，为纳滤膜处理聚驱采油废水中的应用提供理论基础和数据支撑。
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| 內容簡介： |
本书对现场纳滤设施的长期运行效能进行监测，并全面剖析污染纳滤膜的污染物组成；依据现场污染膜的主要污染物判定结果，分析不同分子量阴离子聚丙烯酰胺对纳滤膜的污染机理、胶体二氧化硅存在时阴离子聚丙烯酰胺的污染特点以及阴离子聚丙烯酰胺与原油的复合有机污染特性。本书依据膜污染物的类型遴选出合适的清洗剂，并探讨了清洗剂的清洗机理。后，在纳滤膜制备过程中，通过添加亲水性聚醚胺分子对聚酰胺纳滤膜进行改性，提高纳滤膜处理聚驱采油废水的抗污染性能。
本书中的研究可在保证纳滤膜对聚驱采油废水的处理效果基础上，为纳滤工艺的优化、纳滤膜的化学清洗方法的选择和新型纳滤膜的研发提供理论保障和技术支持，助推纳滤工艺经济、高效地服务于聚驱采油废水的深度处理和资源化回用领域。本书可供从事水处理的专业技术人员和研究人员、高等院校师生参考使用。
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| 關於作者： |
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赵东升，南阳师范学院，讲师，博士毕业于同济大学市政工程专业；《Water Research》等国际知名学术期刊审稿人，担任《水处理生物学》《水质工程学》《污水处理与深度处理工艺》等课程教学近4年；2010年7月至2012年2月，在武汉市政工程设计研究院有限责任公司工作，主要负责市政给排水的设计工作；长期从事纳滤膜制备及其污染机制、污水的深度处理及资源化利用等领域的研究；目前主持的科研项目有：河南省科技攻关计划1项，河南省高等学校重点科研项目1项，南阳师范学院专项项目1项；已发表SCI收录论文11篇。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2纳滤膜的污染机理研究进展2
1.2.1无机污染2
1.2.2有机污染2
1.2.3生物污染3
1.3纳滤膜污染控制技术研究进展4
1.3.1预处理4
1.3.2膜清洗6
1.3.3膜改性8
1.4纳滤膜在采油废水处理中的研究和应用11
1.5研究内容与技术路线12
1.5.1研究意义12
1.5.2研究内容12
1.5.3技术路线13
第2章试验材料与方法15
2.1试验材料15
2.1.1污染纳滤膜15
2.1.2NF90膜16
2.1.3纳滤膜的制备基质16
2.1.4主要试验试剂16
2.2试验用水17
2.2.1现场水样17
2.2.2试验配水18
2.3试验装置和仪器18
2.3.1错流纳滤装置18
2.3.2死端纳滤装置19
2.3.3其他辅助试验仪器设备20
2.4试验方法21
2.4.1现场污染NF膜膜面污染负荷的测定21
2.4.2膜污染过程的试验方法21
2.4.3污染纳滤膜的清洗和膜性能评价24
2.4.4纳滤膜的制备和处理聚驱采油废水的性能评价25
2.5水质与仪器分析方法27
2.5.1水质分析方法27
2.5.2仪器分析方法27
第3章纳滤设施运行情况与污染膜剖析31
3.1现场纳滤设施长期运行情况32
3.1.1总工艺流程介绍32
3.1.2纳滤设施工艺流程与水质状况33
3.1.3膜性能35
3.1.4两种清洗模式的效果比较35
3.2现场纳滤膜污染物剖析36
3.2.1扫描电镜-能谱分析37
3.2.2原子力显微镜形貌表征37
3.2.3污染物负荷39
3.2.4分子量分布40
3.2.5化学分析40
3.2.6CNS元素分析42
3.3启示和建议42
3.4本章小结42
第4章纳滤膜处理聚驱采油废水的膜污染机理44
4.1APAM相对分子质量对纳滤膜污染的影响44
4.1.1膜性能和污染阻力45
4.1.2APAM的ζ电位和粒径分布47
4.1.3膜表征48
4.1.4膜污染的界面热力学分析52
4.1.5膜污染的力曲线分析53
4.1.6膜污染行为与APAM-膜/APAM相互作用的关系56
4.2胶体SiO2对APAM造成的纳滤膜污染的影响58
4.2.1膜性能58
4.2.2污染阻力分布和百分比59
4.2.3膜面累积污染物质量和比阻60
4.2.4膜表征61
4.2.5膜污染的界面热力学分析63
4.2.6膜污染的力曲线分析66
4.3CO及复合有机物对纳滤膜污染的影响68
4.3.1CO和APAM的表征70
4.3.2膜性能70
4.3.3膜表征73
4.3.4截留分子量变化76
4.3.5污染物-电解质-膜/污染物界面自由能及其与膜性能的关系78
4.3.6通过化学清洗恢复通量79
4.4本章小结80
第5章聚驱采油废水污染纳滤膜的清洗与机理82
5.1清洗剂短时间清洗效果比较83
5.2长时间清洗效果84
5.2.1柠檬酸的清洗效率84
5.2.2EDTA-4Na的清洗效率85
5.2.3表面活性剂的清洗效率86
5.3清洗前后膜表征89
5.3.1红外光谱和ζ电位分析89
5.3.2表面接触角90
5.3.3SEM图90
5.3.4DTAC清洗前后膜面XPS分析91
5.4表面活性剂的渗透性和MWCO变化92
5.5表面活性剂单体分子的表征94
5.6DTAC清洗机理模型95
5.7清洗模式对清洗效果的影响96
5.7.1清洗模式设定96
5.7.2清洗效果分析96
5.8表面活性剂对新膜的影响98
5.8.1表面活性剂对新膜性能的影响98
5.8.2表面活性剂清洗前后的膜表征99
5.9意义102
5.10本章小结103
第6章抗污染纳滤膜的制备表征及处理聚驱采油废水的性能104
6.1制备原理104
6.2通量和脱盐性能105
6.3膜表征106
6.3.1表面接触角106
6.3.2红外光谱106
6.3.3X射线光电子能谱107
6.3.4扫描电镜和原子力显微镜形貌108
6.4处理聚驱采油废水的性能110
6.4.1膜污染通量曲线110
6.4.2脱盐性能112
6.4.3有机物去除性能112
6.5纳滤膜的表面均匀性和长期稳定性113
6.6本章小结114
第7章结论与展望116
7.1结论116
7.2创新点117
7.3展望118
参考文献119
附录中英文缩(简)写对照134
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| 內容試閱：
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石油在现代文明中的重要性众所周知。在石油开采活动中，将水注入地下岩层中，来稳定压力和获取较高的石油回收率，通常称之为水驱采油过程。同一油井或采油点经过长时间水驱开采后，采出水中的石油含量下降。为提高石油采收率，聚驱采油方法被应用起来，随之带来注水量和产水量的不断增加。聚合物随原油采出液流出地面，溶解并残留在采出废水中，使油田采出废水的性质发生了很大变化，处理难度增加。膜分离技术由于高效稳定、过程简单、便于实现自动化等特点，在废水的深度处理中受到广泛关注。其中，纳滤工艺具有出水水质优良稳定、占地面积小等优点，已在聚驱采油废水的深度处理中得到应用。
本书聚焦纳滤膜深度处理聚驱采油废水开展了一系列的研究工作。首先，对现场纳滤设施的长期运行效能进行监测，并全面剖析污染纳滤膜的污染物组成。然后，依据现场污染膜的主要污染物判定结果，进行实验室小试研究，分析不同相对分子质量阴离子聚丙烯酰胺对纳滤膜的污染机理、胶体SiO2存在时阴离子聚丙烯酰胺的污染特点以及阴离子聚丙烯酰胺与原油的复合有机污染特性。继而，依据膜污染物的类型遴选出合适的清洗剂，并探讨了清洗剂的清洗机理。后，在纳滤膜制备过程中，通过添加亲水性聚醚胺分子对聚酰胺纳滤膜进行改性，提高纳滤膜处理聚驱采油废水的抗污染性能。本书中的研究可在保证纳滤膜对聚驱采油废水的处理效果基础上，为纳滤工艺的优化、纳滤膜的化学清洗方法的选择和新型纳滤膜的研发提供理论保障和技术支持，助推纳滤工艺经济、高效地服务于聚驱采油废水的深度处理和资源化回用领域。
本书的出版得到了河南省科技厅科技攻关计划（202102310260）、河南省高等学校重点科研项目（20B610005）的支持。在本书研究和形成过程中，曾得到同济大学于水利教授的倾心支持，是恩师将我引入膜法聚驱采油废水深度处理领域，并给予悉心的指导和帮助；在检测和分析方面，得到了同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的老师们的指导和帮助；在现场试验过程中，得到了大庆油田的大力支持和帮助。在此还要特别感谢南阳师范学院在本书写作和出版过程中给予的大力支持。后感谢我的家人对我一如既往的理解和支持。
本书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。希望对从事膜法水处理技术研究的读者有所帮助，以促进膜法水处理技术的健康、快速发展。限于著者的专业和文字水平，对诸多问题的认识还不够深刻，书中难免存在不足，敬请读者批评指正。
赵东升
2021年6月
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