膜分离原理与技术

课程编码：180084085701M3004H 英文名称：The Membrane Separation Principle and Technology 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：王军等

本课程是环境工程、环境科学、环境管理类研究生的专业课，也可作为化学、化工、高分子化学与高分子物理等相关专业研究生的选修课。同时面向学术型硕士和专业型硕士开放。
1、教学目的：本课程主要讲授环境工程、化工分离领域常用的膜分离技术基本原理与技术。在膜材料、膜制备、分析与表征、膜分离过程基本原理介绍的基础上，重点讲解微滤、超滤、纳滤、正/反渗透渗透、电渗析、液膜、膜生物反应器、膜接触传质技术及其他新型膜分离技术。每种膜分离技术重点围绕膜分离技术的基本原理、分离过程、应用案例及最新国内外研究进展进行讲解。授课形式以课堂讲授及课堂研讨为主。通过本课程学习，掌握环境工程领域主要膜分离技术基本原理及工艺选择方法，了解本领域学术研究前沿，为以后从事膜技术研发工作打下良好基础。
2、课程的基本要求：1. 了解典型膜研发的初步方法；2. 掌握水处理领域膜分离技术的基本技术原理和方法； 3.了解膜技术研发与应用现状及膜分离技术的学术前沿。

选课人应具备化工原理、化学、水污染控制工程或给水工程、排水工程等课程的基础知识。

第一章 绪论 3学时 王军
第1节 本课程的特色、主要讲述内容、讲述脉络
第2节 膜材料与膜分离技术发展历史
第3节 主要制膜方法
第4节 主要膜分离过程基本原理
第二章 膜材料及性能 3学时 王军
第1节 常用膜材料分类
第2节 常用膜材料及其性能
第3节 膜材料改性方法
第三章 膜制备、分析与表征 3学时 王军
第1节 膜制备过程关键知识点
第2节 常用膜制备原理
第3节 膜及膜组件制备方法
第4节 膜表征方法
第四章 膜传质机理 2学时 侯得印
第1节 常用膜分离过程的传质机理
第五章 膜污染与防控 1学时 侯得印
第1节 膜污染形成原因
第2节 膜污染防控技术以及清洗策略
第六章 微滤、超滤 3学时 魏源送
第1节 微滤、应用及发展趋势
第2节 微滤应用及发展趋势
第3节 超滤基本原理
第4节 超滤应用及发展趋势
第七章 纳滤 3学时 魏源送
第1节 纳滤膜基本概念及原理
第2节 纳滤膜系统设计
第3节 典型应用案例及国内外研究进展
第八章 膜生物反应器 3学时 魏源送
第1节 MBR技术发展历史
第2节 基本原理及技术关键
第3节 MBR的膜污染及其控制研究
第4节 CFD在MBR中的应用与研究
第5节 厌氧膜生物反应器及其应用研究
第6节 MBR-NF组合工艺及其应用研究等
第九章 反渗透 3学时 侯得印
第1节 反渗透技术基本原理
第2节 反渗透膜与膜组件
第3节 反渗透应用与工艺流程
第4节 反渗透技术发展趋
第十章 正渗透 3学时 侯得印
第1节 正渗透技术基本原理
第2节 正渗透分离膜与汲取液等技术关键
第3节 正渗透膜污染控制
第4节 正渗透技术应用与发展趋势
第十一章 电渗析 3学时 侯得印
第1节 电渗析技术发展历史
第2节 电渗析原理
第3节 离子交换膜材料选择
第4节 电渗析应用及其工艺参数
第5节 电渗析技术发展趋势
第十二章 液膜 3学时 王军
第1节 液膜分离发展历史
第2节 液膜分离技术分类
第3节 液膜分离过程的机理
第4节 液膜技术应用
第5节 液膜分离技术国内外研究与应用现状
第十三章 膜接触传质 3学时 王军
第1节 膜接触传质技术分类、发展历史
第2节 疏水膜分离技术基本原理、技术关键点
第3节 国内外研究与应用现状
第十四章 集成膜分离技术 3学时 王军
第1节 集成膜技术概念、基本原理、集成膜技术应用
第2节 集成膜技术研究与应用现状
第十五章 膜技术发展趋势 1学时 王军
第1节 介绍目前国内外微滤、超滤、纳滤、反渗透、MBR等技术的应用现状、产业分布、国内外差距及突破方向

王军，农工党党员，中国科学院生态环境研究中心研究员，博士生导师，中国科学院大学资环学院岗位教授。现任生态中心环境水质学国家重点实验室副主任与膜分离过程研究组组长，兼任中国膜工业协会疏水膜技术与工程应用专业委员会副主任、国家环境保护石油化工和煤化工废水处理与资源化工程技术中心副主任、中国海水淡化与水资源利用学会理事、北京市膜学会理事及中国化工学会工业水处理专委会委员等学术职务。
长期从事水处理功能材料、工业废水处理及资源化技术创新及工程应用示范。主要研究方向为（1）功能膜制备及膜分离过程创新；（2）高盐复杂水质条件下特征组分的选择性分离机制；（3）提质、增效及降碳多目标导向型膜法水处理过程传质机理、微纳膜界面结构与污染物精准分离/降解协同构效关系。工作以来共主持国家自然科学基金项目、重点研发计划专项课题、863课题及国内外横向课题等30余项。发表学术论文200余篇，授权发明专利14项，参与制定规范/标准等6项，主持或技术支持工业废水治理工程项目近30项。获得省部级奖励6项，2021年获得中国科学院优秀导师奖，2022年获得中国科学院大学领雁银奖。

魏源送，博士，研究员，博士生导师，现任中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室主任，第九届学术委员会委员和第九届学位委员会委员，中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心副主任，江西省科学院能源研究所副所长（挂职）。中国科学院大学岗位教授。国际水协会（IWA）非传统水源中国工作组成员，北京生态修复学会副理事长，长江生态环境保护修复南昌驻点跟踪研究工作组组长。
主要研究领域为污水处理与再生利用、污泥减量与资源化、河流生态治理与修复、有机固体废弃物处理与资源化、环境中抗生素抗性污染及其控制。主持与参加多项国家水体污染控制与治理科技重大专项（简称“水专项”）、国家重点研发任务计划、国家863计划、国家科技支撑、国家自然科学基金、公益性行业(农业)科研专项、地方政府和企业的科研与应用项目。现为国家“水专项”项目“北运河上游水环境治理与水生态修复综合示范（2017ZX07102）”首席科学家。已在国内外核心刊物发表学术论文200余篇(其中SCI论文100余篇)，6篇中文论文入选《领跑者5000—中国精品科技期刊顶尖学术论文》，获授权发明专利20余项和计算机软件著作权1项，分别获得2018年度国家科技进步奖二等奖（排名第四）、2018年度江西省科技进步奖三等奖（排名第三）、2012年度中国科学院北京分院科研团队科技成果转化奖一等奖（排名第一）、2010年度北京市科学技术奖三等奖（排名第二）。
侯得印，博士，研究员，博士生导师。2004年在南昌大学获得环境工程专业学士学位，2007年在南昌大学获得环境工程专业硕士学位，2010年在中国科学院生态环境研究中心获得环境工程博士学位，2014-2015年美国范德堡大学(Vanderbilt University)市政与环境系访问学者。专注于高效膜分离材料研发及新型膜过程在水处理领域应用研究，近年来已累计发表论文40余篇，其中SCI论文30余篇。