船用海水淡化：水质平衡与饮用安全

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 生命的起源与水 2
1.2.1 水与生命之源 2
1.2.2 水圈与地球结构组成 3
1.2.3 一方水土养一方人 4
1.2.4 水的循环与海水淡化利用 6
1.2.5 建设海洋命运共同体 8
1.3 金属腐蚀与岩石圈的物质循环 8
1.3.1 岩石圈的物质循环 8
1.3.2 金属的冶炼和腐蚀 9
1.3.3 金属合金化再平衡 11
1.4 水的结垢、腐蚀与平衡特性 11
1.4.1 水的结垢特性 11
1.4.2 水的腐蚀特性 12
1.4.3 水的平衡特性 15
1.5 饮食平衡与心血管疾病 16
1.5.1 水对人体的重要性 16
1.5.2 血管的结垢与堵塞 17
1.5.3 水的硬度与人体健康 18
1.6 海水淡化技术 19
1.6.1 古老的传说 19
1.6.2 近现代工业革命的产物 20
1.6.3 世界航海史的新起点 21
1.6.4 我国与造船大国的差距 22
1.7 船用海水淡化系统 23
1.7.1 远洋船舶海水淡化的重要意义 23
1.7.2 船用海水淡化技术的发展 24
1.7.3 船用海水淡化的主要特点 25
1.8 饮用水安全与健康 26
1.8.1 我国淡水资源 26
1.8.2 饮用水水质安全 27
1.8.3 长期饮用健康 28
1.8.4 水质指标 29
1.9 本章小结 30
参考文献 30
第2章 饮用水矿物质对预防疾病的影响 33
2.1 概述 33
2.2 矿物质对预防疾病的影响 34
2.2.1 常量元素对预防疾病的影响 34
2.2.2 必需微量元素对预防疾病的影响 38
2.2.3 非必需微量元素对预防疾病的影响 48
2.3 水中矿物质平衡相关基础理论 52
2.3.1 水中难溶电解质的溶解平衡 52
2.3.2 各种元素之间的相互作用 56
2.4 水质平衡与稳定 58
2.4.1 水中矿物质及其平衡 58
2.4.2 饮用水的营养性与健康性 60
2.5 淡化水水质调控对人体健康影响的研究发展概况 62
2.5.1 淡化水对人体功能的影响 62
2.5.2 淡化水钙镁含量低的影响 63
2.5.3 淡化水中微量元素低的影响 64
2.5.4 淡化水可能增加有毒金属摄入的风险 64
参考文献 64
第3章 典型金属材料在淡化水中的失效行为及耐蚀性 69
3.1 概述 69
3.1.1 腐蚀成分的检测 69
3.1.2 金属在淡化水中的腐蚀行为研究概况 71
3.2 镀锌钢材料在淡化水中的失效行为 73
3.2.1 研究水样条件 73
3.2.2 镀锌钢在盐水和饮用水中的腐蚀行为 74
3.2.3 镀锌钢在不同反渗透水中的腐蚀行为 92
3.2.4 反渗透水中离子浓度对镀锌钢腐蚀的影响 103
3.2.5 镀锌钢在不同淡水中的性能比较 110
3.2.6 分析与讨论 111
3.3 不同金属材料在淡化水中的耐蚀性能对比 112
3.3.1 概述 112
3.3.2 室内浸泡 112
3.3.3 水质参数对金属耐蚀性的影响 127
3.4 本章小结 135
参考文献 135
第4章 有机涂层在淡水中的失效机制与材料优选 137
4.1 概述 137
4.1.1 船舶淡水舱涂料现状分析 137
4.1.2 发展趋势及预测 137
4.2 淡水舱涂层失效机制 138
4.2.1 有机涂层在盐水和淡水中的失效行为 139
4.2.2 淡水舱涂层在不同淡水中的失效机制 151
4.2.3 分析与讨论 163
4.3 淡水舱涂料综合性能对比 163
4.3.1 研究方案与方法 163
4.3.2 物理性能 166
4.3.3 机械性能 168
4.3.4 抗浸泡性能 169
4.3.5 耐盐雾性能 172
4.3.6 耐湿热性能 173
4.3.7 耐氙灯老化性能 175
4.3.8 综合性能评定及结论 176
参考文献 177
第5章 船用海水淡化装置及试验 179
5.1 概述 179
5.2 船用海水淡化装置 181
5.2.1 单效蒸馏式海水淡化装置 181
5.2.2 多级闪蒸式海水淡化装置 183
5.2.3 电渗析海水淡化装置 187
5.2.4 机械蒸汽压缩海水淡化装置 189
5.2.5 反渗透式海水淡化装置 190
5.2.6 反渗透膜的发展方向 202
5.3 反渗透海水淡化装置设计 203
5.3.1 设计海水水质及温度 203
5.3.2 淡化水水质标准 208
5.3.3 反渗透脱盐工艺设计 209
5.4 反渗透海水淡化装置试验与性能标定 214
5.4.1 反渗透海水淡化试验装置 214
5.4.2 产水水质与进水水质、操作参数相关性 217
5.4.3 反渗透装置试验结果分析 220
5.4.4 反渗透装置标定试验 232
5.4.5 分析与讨论 235
参考文献 236
第6章 淡化水水质平衡调控方法及材料 238
6.1 概述 238
6.1.1 水质特征 238
6.1.2 相关标准水质要求 240
6.1.3 淡化水腐蚀性 242
6.1.4 饮用安全性 244
6.1.5 水质建议值 247
6.1.6 分析与讨论 247
6.2 淡化水水质调质方法 248
6.2.1 混合水源水掺混法 248
6.2.2 加试剂调质法 248
6.2.3 溶解矿石法 250
6.2.4 分析与讨论 258
6.3 快速矿化材料研制 259
6.3.1 淡化水天然矿化材料快速矿化原理 259
6.3.2 淡化水矿化材料试制 259
6.3.3 分析与讨论 267
6.4 淡化水矿化剂研制工艺要求 268
6.4.1 设备要求 268
6.4.2 原矿技术要求 269
6.4.3 工艺要求 270
6.4.4 焙烧矿化剂质量要求 271
6.4.5 安全及生产环境要求 273
参考文献 274
第7章 水质调控试验与体验 276
7.1 试验内容与方法 276
7.1.1 试验内容 276
7.1.2 试验方法 277
7.2 加药调质试验 283
7.2.1 小试试验 283
7.2.2 工程化试验 288
7.2.3 试验小结 292
7.3 矿石调质试验 292
7.3.1 传统国产矿石调控 292
7.3.2 白云石调质试验 299
7.3.3 轻烧白云石与德国产材料性能比较 302
7.3.4 试验小结 304
7.4 多种材料性能综合比较 305
7.4.1 溶出速率比较试验 305
7.4.2 主要成分对比分析 305
7.4.3 扫描电子显微镜对比分析 307
7.5 溶解矿石调质工程化试验 308
7.5.1 国产颗粒矿化剂连续运行结果 308
7.5.2 德国产与国产矿石连续运行试验 309
7.5.3 试验小结 312
7.6 调质水体验与效果试验 312
7.6.1 饮用体验试验 313
7.6.2 洗涤体验 314
7.6.3 洗涤试验 319
7.6.4 试验小结 320
7.7 调质水安全性评估试验 320
7.7.1 口感评价结果 321
7.7.2 调质淡化水对小肠葡萄糖吸收的影响 323
7.7.3 调质淡化水对小肠钾、钠、钙、镁吸收的影响 327
7.7.4 试验小结 332
7.7.5 分析与讨论 332
7.8 本章小结 333
参考文献 334
第8章 淡水消毒技术与试验 336
8.1 概述 336
8.1.1 煮沸消毒 336
8.1.2 紫外线消毒 336
8.1.3 过滤消毒 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 次氯酸钠消毒 345
8.1.9 氯胺消毒 346
8.1.10 高锰酸钾消毒 347
8.1.11 有机溴消毒 347
8.1.12 微电解消毒 348
8.1.13 光化学氧化消毒 348
8.1.14 金属离子消毒 349
8.2 不同消毒技术对淡化水水质的影响 349
8.2.1 消毒剂初始浓度与淡化水水质变化的相关性 349
8.2.2 储水时间与淡化水水质变化的相关性 361
8.2.3 初始大肠杆菌数目与消毒方式的相关性 364
8.2.4 次氯酸钙消毒衰减特性 365
8.2.5 紫外线剂量对消毒效果的影响 366
8.2.6 pH对消毒效果的影响 367
8.2.7 两种二氧化氯消毒剂的消毒效果比较 368
8.2.8 不同消毒技术比较 370
8.3 不同消毒方式工程模拟试验 371
8.3.1 次氯酸钙消毒试验 371
8.3.2 次氯酸钠消毒试验 376
8.3.3 二氧化氯消毒试验 378
8.3.4 微电解消毒试验 379
8.3.5 紫外线消毒试验 381
8.4 船舶淡水消毒方案及规程 382
8.4.1 船舶饮用水消毒方案 382
8.4.2 饮用水系统消毒规程 382
参考文献 385
第9章 饮水舱二次污染控制及试验 387
9.1 概述 387
9.2 船舶饮用水水质状况调查 388
9.2.1 岸基补给水水质情况 388
9.2.2 船舶反渗透海水淡化水水质 392
9.2.3 远航舰船水质取样分析 393
9.2.4 分析与讨论 394
9.3 船舶用淡水二次污染控制技术 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术 399
9.3.3 饮用水深度处理技术 402
9.4 循环过滤 406
9.4.1 过滤的分类及原理 406
9.4.2 膜法过滤 408
9.4.3 分析与讨论 417
9.5 水舱循环过滤试验研究 418
9.5.1 实船取水分析 419
9.5.2 水舱过滤试验装置的确定 422
9.5.3 水舱过滤试验研究 427
9.5.4 分析与讨论 438
9.6 小结 438
参考文献 439
第10章 船舶饮用安全保障系统设计与管理 441
10.1 饮用安全保障系统设计 441
10.1.1 系统组成及要求 442
10.1.2 注水系统 444
10.1.3 海水淡化装置 445
10.1.4 水质平衡调控装置 447
10.1.5 消毒装置 448
10.1.6 水舱循环过滤装置 450
10.1.7 终端用水装置 451