船用海水淡化：水質平衡與飲用安全

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 生命的起源與水 2
1.2.1 水與生命之源 2
1.2.2 水圈與地球結構組成 3
1.2.3 一方水土養(yǎng)一方人 4
1.2.4 水的循環(huán)與海水淡化利用 6
1.2.5 建設海洋命運共同體 8
1.3 金屬腐蝕與巖石圈的物質循環(huán) 8
1.3.1 巖石圈的物質循環(huán) 8
1.3.2 金屬的冶煉和腐蝕 9
1.3.3 金屬合金化再平衡 11
1.4 水的結垢、腐蝕與平衡特性 11
1.4.1 水的結垢特性 11
1.4.2 水的腐蝕特性 12
1.4.3 水的平衡特性 15
1.5 飲食平衡與心血管疾病 16
1.5.1 水對人體的重要性 16
1.5.2 血管的結垢與堵塞 17
1.5.3 水的硬度與人體健康 18
1.6 海水淡化技術 19
1.6.1 古老的傳說 19
1.6.2 近現代工業(yè)革命的產物 20
1.6.3 世界航海史的新起點 21
1.6.4 我國與造船大國的差距 22
1.7 船用海水淡化系統(tǒng) 23
1.7.1 遠洋船舶海水淡化的重要意義 23
1.7.2 船用海水淡化技術的發(fā)展 24
1.7.3 船用海水淡化的主要特點 25
1.8 飲用水安全與健康 26
1.8.1 我國淡水資源 26
1.8.2 飲用水水質安全 27
1.8.3 長期飲用健康 28
1.8.4 水質指標 29
1.9 本章小結 30
參考文獻 30
第2章 飲用水礦物質對預防疾病的影響 33
2.1 概述 33
2.2 礦物質對預防疾病的影響 34
2.2.1 常量元素對預防疾病的影響 34
2.2.2 必需微量元素對預防疾病的影響 38
2.2.3 非必需微量元素對預防疾病的影響 48
2.3 水中礦物質平衡相關基礎理論 52
2.3.1 水中難溶電解質的溶解平衡 52
2.3.2 各種元素之間的相互作用 56
2.4 水質平衡與穩(wěn)定 58
2.4.1 水中礦物質及其平衡 58
2.4.2 飲用水的營養(yǎng)性與健康性 60
2.5 淡化水水質調控對人體健康影響的研究發(fā)展概況 62
2.5.1 淡化水對人體功能的影響 62
2.5.2 淡化水鈣鎂含量低的影響 63
2.5.3 淡化水中微量元素低的影響 64
2.5.4 淡化水可能增加有毒金屬攝入的風險 64
參考文獻 64
第3章 典型金屬材料在淡化水中的失效行為及耐蝕性 69
3.1 概述 69
3.1.1 腐蝕成分的檢測 69
3.1.2 金屬在淡化水中的腐蝕行為研究概況 71
3.2 鍍鋅鋼材料在淡化水中的失效行為 73
3.2.1 研究水樣條件 73
3.2.2 鍍鋅鋼在鹽水和飲用水中的腐蝕行為 74
3.2.3 鍍鋅鋼在不同反滲透水中的腐蝕行為 92
3.2.4 反滲透水中離子濃度對鍍鋅鋼腐蝕的影響 103
3.2.5 鍍鋅鋼在不同淡水中的性能比較 110
3.2.6 分析與討論 111
3.3 不同金屬材料在淡化水中的耐蝕性能對比 112
3.3.1 概述 112
3.3.2 室內浸泡 112
3.3.3 水質參數對金屬耐蝕性的影響 127
3.4 本章小結 135
參考文獻 135
第4章 有機涂層在淡水中的失效機制與材料優(yōu)選 137
4.1 概述 137
4.1.1 船舶淡水艙涂料現狀分析 137
4.1.2 發(fā)展趨勢及預測 137
4.2 淡水艙涂層失效機制 138
4.2.1 有機涂層在鹽水和淡水中的失效行為 139
4.2.2 淡水艙涂層在不同淡水中的失效機制 151
4.2.3 分析與討論 163
4.3 淡水艙涂料綜合性能對比 163
4.3.1 研究方案與方法 163
4.3.2 物理性能 166
4.3.3 機械性能 168
4.3.4 抗浸泡性能 169
4.3.5 耐鹽霧性能 172
4.3.6 耐濕熱性能 173
4.3.7 耐氙燈老化性能 175
4.3.8 綜合性能評定及結論 176
參考文獻 177
第5章 船用海水淡化裝置及試驗 179
5.1 概述 179
5.2 船用海水淡化裝置 181
5.2.1 單效蒸餾式海水淡化裝置 181
5.2.2 多級閃蒸式海水淡化裝置 183
5.2.3 電滲析海水淡化裝置 187
5.2.4 機械蒸汽壓縮海水淡化裝置 189
5.2.5 反滲透式海水淡化裝置 190
5.2.6 反滲透膜的發(fā)展方向 202
5.3 反滲透海水淡化裝置設計 203
5.3.1 設計海水水質及溫度 203
5.3.2 淡化水水質標準 208
5.3.3 反滲透脫鹽工藝設計 209
5.4 反滲透海水淡化裝置試驗與性能標定 214
5.4.1 反滲透海水淡化試驗裝置 214
5.4.2 產水水質與進水水質、操作參數相關性 217
5.4.3 反滲透裝置試驗結果分析 220
5.4.4 反滲透裝置標定試驗 232
5.4.5 分析與討論 235
參考文獻 236
第6章 淡化水水質平衡調控方法及材料 238
6.1 概述 238
6.1.1 水質特征 238
6.1.2 相關標準水質要求 240
6.1.3 淡化水腐蝕性 242
6.1.4 飲用安全性 244
6.1.5 水質建議值 247
6.1.6 分析與討論 247
6.2 淡化水水質調質方法 248
6.2.1 混合水源水摻混法 248
6.2.2 加試劑調質法 248
6.2.3 溶解礦石法 250
6.2.4 分析與討論 258
6.3 快速礦化材料研制 259
6.3.1 淡化水天然礦化材料快速礦化原理 259
6.3.2 淡化水礦化材料試制 259
6.3.3 分析與討論 267
6.4 淡化水礦化劑研制工藝要求 268
6.4.1 設備要求 268
6.4.2 原礦技術要求 269
6.4.3 工藝要求 270
6.4.4 焙燒礦化劑質量要求 271
6.4.5 安全及生產環(huán)境要求 273
參考文獻 274
第7章 水質調控試驗與體驗 276
7.1 試驗內容與方法 276
7.1.1 試驗內容 276
7.1.2 試驗方法 277
7.2 加藥調質試驗 283
7.2.1 小試試驗 283
7.2.2 工程化試驗 288
7.2.3 試驗小結 292
7.3 礦石調質試驗 292
7.3.1 傳統(tǒng)國產礦石調控 292
7.3.2 白云石調質試驗 299
7.3.3 輕燒白云石與德國產材料性能比較 302
7.3.4 試驗小結 304
7.4 多種材料性能綜合比較 305
7.4.1 溶出速率比較試驗 305
7.4.2 主要成分對比分析 305
7.4.3 掃描電子顯微鏡對比分析 307
7.5 溶解礦石調質工程化試驗 308
7.5.1 國產顆粒礦化劑連續(xù)運行結果 308
7.5.2 德國產與國產礦石連續(xù)運行試驗 309
7.5.3 試驗小結 312
7.6 調質水體驗與效果試驗 312
7.6.1 飲用體驗試驗 313
7.6.2 洗滌體驗 314
7.6.3 洗滌試驗 319
7.6.4 試驗小結 320
7.7 調質水安全性評估試驗 320
7.7.1 口感評價結果 321
7.7.2 調質淡化水對小腸葡萄糖吸收的影響 323
7.7.3 調質淡化水對小腸鉀、鈉、鈣、鎂吸收的影響 327
7.7.4 試驗小結 332
7.7.5 分析與討論 332
7.8 本章小結 333
參考文獻 334
第8章 淡水消毒技術與試驗 336
8.1 概述 336
8.1.1 煮沸消毒 336
8.1.2 紫外線消毒 336
8.1.3 過濾消毒 339
8.1.4 氯化消毒 339
8.1.5 二氧化氯消毒 342
8.1.6 臭氧消毒 344
8.1.7 漂白粉消毒 345
8.1.8 次氯酸鈉消毒 345
8.1.9 氯胺消毒 346
8.1.10 高錳酸鉀消毒 347
8.1.11 有機溴消毒 347
8.1.12 微電解消毒 348
8.1.13 光化學氧化消毒 348
8.1.14 金屬離子消毒 349
8.2 不同消毒技術對淡化水水質的影響 349
8.2.1 消毒劑初始濃度與淡化水水質變化的相關性 349
8.2.2 儲水時間與淡化水水質變化的相關性 361
8.2.3 初始大腸桿菌數目與消毒方式的相關性 364
8.2.4 次氯酸鈣消毒衰減特性 365
8.2.5 紫外線劑量對消毒效果的影響 366
8.2.6 pH對消毒效果的影響 367
8.2.7 兩種二氧化氯消毒劑的消毒效果比較 368
8.2.8 不同消毒技術比較 370
8.3 不同消毒方式工程模擬試驗 371
8.3.1 次氯酸鈣消毒試驗 371
8.3.2 次氯酸鈉消毒試驗 376
8.3.3 二氧化氯消毒試驗 378
8.3.4 微電解消毒試驗 379
8.3.5 紫外線消毒試驗 381
8.4 船舶淡水消毒方案及規(guī)程 382
8.4.1 船舶飲用水消毒方案 382
8.4.2 飲用水系統(tǒng)消毒規(guī)程 382
參考文獻 385
第9章 飲水艙二次污染控制及試驗 387
9.1 概述 387
9.2 船舶飲用水水質狀況調查 388
9.2.1 岸基補給水水質情況 388
9.2.2 船舶反滲透海水淡化水水質 392
9.2.3 遠航艦船水質取樣分析 393
9.2.4 分析與討論 394
9.3 船舶用淡水二次污染控制技術 395
9.3.1 船舶用淡水二次污染原因分析 395
9.3.2 船用淡水二次污染控制技術 399
9.3.3 飲用水深度處理技術 402
9.4 循環(huán)過濾 406
9.4.1 過濾的分類及原理 406
9.4.2 膜法過濾 408
9.4.3 分析與討論 417
9.5 水艙循環(huán)過濾試驗研究 418
9.5.1 實船取水分析 419
9.5.2 水艙過濾試驗裝置的確定 422
9.5.3 水艙過濾試驗研究 427
9.5.4 分析與討論 438
9.6 小結 438
參考文獻 439
第10章 船舶飲用安全保障系統(tǒng)設計與管理 441
10.1 飲用安全保障系統(tǒng)設計 441
10.1.1 系統(tǒng)組成及要求 442
10.1.2 注水系統(tǒng) 444
10.1.3 海水淡化裝置 445
10.1.4 水質平衡調控裝置 447
10.1.5 消毒裝置 448
10.1.6 水艙循環(huán)過濾裝置 450
10.1.7 終端用水裝置 451