編輯推薦
    適讀人群 :本書可作為汙水處理廠、汙水處理站的管理人員與技術人員、環保公司的工程設計、調試人員參考用書。   1.本書是《水處理工藝與設備叢書》中的一個分冊,叢書共三個分冊。  2.詳細介紹瞭化學法水處理工藝過程、設備選型方法。  3.對每種方法的介紹,不僅有相關理論,還有實際例子,方便讀者理解。  4.文中收集瞭大量實用的數據,參考性強。      
內容簡介
     本書是“水處理過程與設備叢書”中的一個分冊,書中將化學法水處理工藝分為中和、化學混凝、化學沉澱、離子交換、常溫化學氧化、濕式空氣氧化、臨界水氧化法、焚燒、電化學化、光化學氧化等,並分彆針對各處理方法的工藝過程及相關設備的設計與選型進行瞭介紹。  本書可作為汙水處理廠、汙水處理站的管理人員與技術人員、環保公司的工程設計、調試人員參考用書。     
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          目錄
   第1章緒論
1.1中國的水資源現狀1
1.1.1水資源的分布1
1.1.2水資源量4
1.2水的循環5
1.2.1水的自然循環5
1.2.2水的社會循環6
1.3廢水的水質6
1.3.1生活汙水和城市汙水的水質7
1.3.2工業廢水的水質8
1.4水汙染物排放標準的分類與製定原則9
1.4.1《汙水綜閤排放標準》10
1.4.2《行業水汙染物排放標準》13
1.4.3《汙水排入城鎮下水道水質標準》13
1.4.4《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》13
1.4.5《城市汙水再生利用》係列標準15
1.5廢水處理工藝15
1.5.1廢水處理程度的分級15
1.5.2工業廢水的處理方式16
1.6水和廢水的化學處理方法16
1.6.1化學處理方法的原理17
1.6.2化學處理方法的分類18
第2章中和
2.1酸性廢水與堿性廢水20
2.2酸性廢水的中和處理21
2.2.1用堿性廢水或堿性廢渣中和22
2.2.2投藥中和23
2.2.3過濾中和25
2.3堿性廢水的中和方法28
參考文獻29
第3章化學混凝
3.1膠體的特性與結構30
3.1.1膠體的特性30
3.1.2膠體的結構31
3.1.3膠體的穩定性33
3.1.4膠體的凝聚34
3.2水的混凝過程34
3.2.1混凝過程34
3.2.2混凝劑35
3.2.3助凝劑39
3.2.4混凝效果的影響因素39
3.2.5混凝試驗41
3.3混凝過程的機理41
3.3.1雙電層壓縮理論42
3.3.2吸附電中和作用機理43
3.3.3吸附架橋作用機理43
3.3.4網捕或捲掃機理44
3.3.5鋁鹽在水中的化學反應及其混凝機理44
3.4混凝過程的動力學46
3.4.1碰撞速率與混凝速率46
3.4.2速度梯度的計算47
3.4.3混凝控製指標49
3.4.4混凝工藝一般流程及設計要點50
3.5混凝的應用50
3.5.1給水處理50
3.5.2廢水處理51
參考文獻51
第4章化學沉澱
4.1基本原理53
4.1.1沉澱的化學平衡53
4.1.2化學沉澱法的分類55
4.2氫氧化物沉澱法55
4.3硫化物沉澱法58
4.4碳酸鹽沉澱法59
4.4.1水的化學軟化60
4.4.2石灰�泊考釗砘�法61
4.4.3石灰�彩�膏軟化法62
4.5鐵氧體沉澱法63
4.6其他沉澱法64
4.6.1鋇鹽沉澱法64
4.6.2鹵化物沉澱法65
4.6.3磷酸鹽沉澱法66
4.6.4磷酸銨鎂沉澱法66
4.6.5有機試劑沉澱法66
4.7化學沉澱法在廢水處理中的應用67
4.8化學還原法68
4.8.1化學還原法的分類68
4.8.2還原法除鉻69
4.8.3還原法除汞70
4.8.4還原法除銅71
參考文獻72
第5章投藥、混閤、反應設備
5.1投藥設備73
5.1.1藥劑投加方法73
5.1.2藥劑乾式投配設備74
5.1.3藥劑濕式投配設備74
5.2混閤設備77
5.2.1機械攪拌混閤77
5.2.2水力混閤79
5.2.3水泵混閤81
5.3反應設備81
5.3.1水力隔闆反應池82
5.3.2渦流反應池83
5.3.3機械攪拌反應池84
5.3.4摺闆反應池86
5.3.5其他形式反應池86
5.4沉澱池87
5.4.1平流式沉澱池87
5.4.2竪流式沉澱池92
5.4.3輻流式沉澱池94
5.4.4斜闆(管)式沉澱池96
5.5清泥設備99
5.5.1颳泥機和濃縮機100
5.5.2吸泥機103
參考文獻106
第6章離子交換
6.1離子交換法的基本原理108
6.1.1離子交換平衡108
6.1.2離子交換速率109
6.2離子交換劑與離子交換樹脂110
6.2.1離子交換劑110
6.2.2離子交換樹脂的結構111
6.2.3離子交換樹脂的類型112
6.2.4離子交換樹脂的命名和型號113
6.2.5離子交換樹脂的物理性能114
6.2.6離子交換樹脂的化學性質115
6.2.7離子交換樹脂的選用117
6.2.8樹脂的保存118
6.2.9新樹脂的使用118
6.2.10樹脂的鑒彆118
6.3水中常見溶解離子與軟化除鹽濃度錶示方法118
6.3.1水中常見溶解離子118
6.3.2水的硬度的錶示方法119
6.3.3水的純度的錶示方法119
6.3.4軟化除鹽計算的離子濃度常用單位119
6.3.5水中陰陽離子的關係120
6.4離子交換反應的特性及其軟化除鹽原理120
6.4.1軟化與除鹽的目的及基本方法120
6.4.2離子交換反應特性120
6.4.3離子交換軟化除鹽基本原理122
6.5離子交換法軟化與除鹽工藝123
6.5.1軟化與除堿工藝流程123
6.5.2復床、混床除鹽工藝流程125
6.6離子交換器的工作過程127
6.6.1固定床離子交換器間歇工作過程127
6.6.2一級復床的工作過程131
6.6.3連續式離子交換器工作過程132
6.7離子交換器133
6.7.1固定床離子交換器133
6.7.2移動床離子交換器137
6.7.3連續床離子交換器137
6.7.4混閤床離子交換器138
6.7.5浮動床離子交換器138
6.7.6雙室浮動床離子交換器140
6.7.7迴程式離子交換器141
6.7.8離子交換柱142
6.8再生液係統和除二氧化碳器143
6.8.1再生液係統143
6.8.2除二氧化碳器144
6.9離子交換裝置的計算與設計145
6.9.1設計依據145
6.9.2係統的參數計算145
6.10離子交換樹脂的變質、汙染及其防治146
6.10.1樹脂的變質146
6.10.2樹脂的汙染及防治147
6.11離子交換法工業廢水處理流程及其應用148
6.11.1離子交換法處理工業廢水的特點148
6.11.2離子交換法處理工業廢水的應用148
參考文獻152
第7章常溫化學氧化
7.1空氣氧化153
7.1.1空氣氧化的機理153
7.1.2地下水除鐵和錳154
7.1.3空氣氧化除硫158
7.2臭氧氧化159
7.2.1臭氧的理化性質159
7.2.2臭氧氧化降解有機物的機理161
7.2.3臭氧的製備163
7.2.4臭氧發生器164
7.2.5臭氧接觸氧化反應器166
7.2.6臭氧接觸反應裝置設計169
7.2.7尾氣處理171
7.2.8臭氧�補�氧化氫組閤工藝171
7.2.9臭氧氧化法在水處理中的應用172
7.3過氧化氫氧化176
7.3.1過氧化氫的主要物理化學性質176
7.3.2過氧化氫的製備178
7.3.3過氧化氫在環境工程中的應用179
7.3.4Fenton試劑的催化機理及氧化性能181
7.3.5Fenton試劑的類型182
7.3.6影響Fenton反應的因素183
7.3.7Fenton試劑在廢水處理中的應用184
7.4氯氧化185
7.4.1液氯氧化185
7.4.2化閤氯氧化190
7.4.3氯氧化法在廢水處理中的應用193
7.4.4二氧化氯氧化法194
7.5高錳酸鉀氧化203
7.5.1高錳酸鉀的主要物理化學性質203
7.5.2高錳酸鉀的製備204
7.5.3高錳酸鉀在水處理中的應用204
7.6高鐵酸鉀氧化205
7.6.1高鐵酸鉀的物理化學性質206
7.6.2高鐵酸鉀的製備207
7.6.3高鐵酸鉀在水處理中的應用208
7.6.4高鐵酸鉀氧化處理苯酚的機理210
參考文獻211
第8章濕式空氣氧化
8.1濕式空氣氧化技術及其特點212
8.2濕式空氣氧化的機理及動力學研究213
8.2.1濕式空氣氧化的機理213
8.2.2濕式空氣氧化的動力學研究214
8.3濕式空氣氧化的影響因素215
8.4濕式空氣氧化的工藝流程與設備217
8.4.1濕式空氣氧化的工藝流程217
8.4.2濕式氧化的主要設備221
8.5濕式空氣氧化的應用221
8.6催化濕式氧化技術225
8.6.1催化濕式氧化常用的催化劑226
8.6.2均相催化濕式氧化227
8.6.3非均相催化濕式氧化227
8.6.4催化濕式氧化在有機廢水處理中的應用231
參考文獻232
第9章超臨界水氧化法
9.1超臨界水及其特性233
9.1.1超臨界水233
9.1.2超臨界水的特性234
9.2超臨界水氧化反應236
9.2.1超臨界水氧化236
9.2.2催化超臨界水氧化237
9.3超臨界水氧化反應動力學、反應路徑和機理240
9.3.1超臨界水氧化反應動力學240
9.3.2超臨界水氧化反應路徑和機理242
9.4超臨界水氧化過程的工藝計算及流程244
9.4.1超臨界水氧化的需氧量及反應熱244
9.4.2超臨界水氧化的工藝流程245
9.5超臨界水氧化裝置246
9.5.1超臨界水氧化試驗裝置246
9.5.2超臨界水氧化工業裝置248
9.6反應器251
9.6.1反應器的分類251
9.6.2反應器的設計257
9.7基於超臨界水氧化過程的多聯産能源係統流程258
9.7.1與熱量迴收係統的耦閤259
9.7.2與熱量迴收係統和蒸發過程的耦閤260
9.7.3與熱量迴收係統和透平係統的耦閤261
9.7.4與熱量迴收係統及透平係統和蒸發過程的耦閤263
9.8超臨界水氧化技術在廢水處理中的應用264
9.9超臨界水氧化設備的腐蝕與防護269
9.9.1超臨界水氧化反應過程中金屬材質腐蝕的分類269
9.9.2材質腐蝕的分析方法270
9.9.3國內外超臨界水氧化材質腐蝕試驗研究271
參考文獻276
第10章焚燒
10.1焚燒處理流程及其特點278
10.1.1焚燒處理流程278
10.1.2有機廢液焚燒存在的問題279
10.2焚燒爐280
10.2.1液體噴射焚燒係統280
10.2.2迴轉窯焚燒爐282
10.2.3流化床焚燒爐283
10.3有機廢液的熱值估算285
10.4理論空氣量與煙氣組成286
10.4.1理論空氣量286
10.4.2理論煙氣組成286
10.4.3理論煙氣焓286
10.5焚燒技術的應用287
參考文獻288
第11章電化學法
11.1電化學反應的原理及其分類289
11.1.1電化學氧化法290
11.1.2電化學還原法290
11.1.3電氣浮法291
11.1.4電解凝聚法291
11.1.5微電解法293
11.2電化學反應器293
11.2.1二維反應器293
11.2.2三維反應器294
11.3電解槽296
11.3.1電極反應296
11.3.2法拉第電解定律297
11.3.3分解電壓與極化現象297
11.3.4電解槽的分類及構造298
11.3.5電解槽的工藝設計301
11.4電解法在水處理中的應用302
11.4.1電解氧化法處理廢水302
11.4.2電解還原法處理無機汙染物303
11.4.3電解凝聚與電解氣浮306
11.4.4電解消毒309
11.5電化學技術的發展方嚮309
11.5.1陽極材料309
11.5.2電化學反應器310
11.5.3電化學組閤工藝311
11.5.4生物膜電極311
參考文獻312
第12章光化學氧化
12.1光化學氧化的機理313
12.1.1光化學氧化的特點313
12.1.2羥基自由基的性質314
12.1.3光化學氧化的基本原理314
12.2光化學氧化係統316
12.2.1光源316
12.2.2水的紫外光吸收係數和穿透深度316
12.2.3光強度和劑量317
12.2.4光學材料的應用317
12.2.5光化學反應器317
12.3光化學氧化與其他工藝的組閤319
12.3.1UV/O3氧化反應319
12.3.2UV/H2O2氧化反應321
12.3.3UV/H2O2/O3氧化反應322
12.3.4UV/US氧化反應323
12.4光催化氧化324
12.4.1均相光催化氧化324
12.4.2非均相光催化氧化325
12.5光催化反應器327
12.5.1光催化反應器的分類328
12.5.2固定床光催化反應器329
12.5.3管式光催化反應器331
12.5.4光導縴維式光催化反應器333
12.5.5流化床光催化反應器333
12.6光電催化氧化337
12.6.1光電催化氧化的原理337
12.6.2光電催化氧化反應裝置338
12.7光催化氧化的應用338
12.8超聲氧化341
12.8.1超聲氧化的基本原理341
12.8.2超聲降解水中有機汙染物效果的影響因素343
12.8.3超聲降解水中難降解有機汙染物的研究及應用344
12.9廢水的輻射處理345
參考文獻346      
前言/序言
       
				 
				
				
					書名:《水處理技術前沿與實踐》  圖書簡介  本書旨在全麵梳理和深入探討當代水處理領域的技術革新、關鍵設備應用及其在復雜水質淨化工程中的實際部署。內容聚焦於非化學方法在飲用水安全保障、工業廢水深度處理及非常規水源(如海水、微汙染水源)的有效利用方麵所取得的突破性進展,強調綠色、高效和可持續性的水資源管理策略。  第一部分:水處理技術基礎與新發展趨勢  本部分將水處理的理論基礎置於現代環境科學與工程的宏大背景下進行考察。  第一章:水質基準與環境標準更新 本章首先迴顧瞭國內外飲用水水質標準、地錶水和地下水環境質量標準的演變曆程。重點分析瞭新興汙染物(如內分泌乾擾物、全氟和多氟烷基物質PFAS、微塑料)對傳統水質評估體係帶來的挑戰。探討瞭基於風險評估的水質管理理念如何重塑現行標準體係。此外,詳細闡述瞭水處理過程中水質指標的實時監測技術,特彆是在綫光譜分析(如拉曼光譜、熒光光譜)和高分辨率質譜技術在快速溯源與風險預警中的應用。  第二章:物理分離過程的優化與革新 傳統物理分離技術如沉澱、過濾在此章中被賦予瞭新的維度。重點介紹瞭顆粒物沉降動力學在復雜水體中的非理想行為,並引入瞭絮凝動力學與絮體結構分析的新模型。在過濾方麵,著重探討瞭膜分離技術(超濾UF、納濾NF、反滲透RO)在能耗優化和抗汙染性提升方麵的最新進展。內容包括: 1. 新型膜材料的開發: 如石墨烯氧化物膜、碳納米管膜、仿生水通道膜的製備及其分離性能的突破。 2. 膜汙染機理的深入研究: 側重於有機物、微生物(生物膜形成)與膜錶麵的分子間作用力,以及通過錶麵改性(如親水化、電荷調控)實現的抗汙染策略。 3. 膜生物反應器(MBR)的集成應用: 探討瞭高汙泥濃度下的傳質效率、能耗平衡以及膜組件的長期穩定運行技術。  第二章補充:氣液分離與吸附過程的精細化控製 本章詳細分析瞭氣浮技術在去除低密度、難沉降汙染物方麵的性能提升,包括高效溶氣氣浮(DAF)與變頻氣浮的能耗控製。吸附過程的闡述,則聚焦於新型吸附劑的研發,如生物質活性炭、金屬有機骨架材料(MOFs)和共價有機框架材料(COFs)在特定汙染物(重金屬離子、有機微量汙染物)選擇性去除中的優勢與局限性。內容還包括吸附劑的再生技術與壽命評估。  第二部分:深度淨化與非常規水資源利用  本部分聚焦於如何通過物理、物理化學方法實現對傳統工藝難以去除的汙染物的深度控製,並拓寬水資源的可利用範圍。  第三章:高級氧化過程的非化學路徑探索 高級氧化過程(AOPs)通常涉及化學氧化劑,但本章側重於純物理驅動或光催化驅動的非化學氧化路徑。 1. 光催化技術: 深入研究瞭半導體光催化劑(如TiO2、氮化碳C3N4)在紫外光和可見光照射下的激發機製、載流子分離效率的提升方法。重點討論瞭光催化反應器設計(固定床、流化床)對傳質和光照效率的影響。 2. 電化學氧化與電催化: 探討瞭基於高陽極電位氧化(如DSA電極)和電化學催化反應器在去除難降解有機物中的應用。內容包括電極材料的選擇、pH效應以及能量消耗的優化模型。 3. 超聲波與微波輔助淨化: 分析瞭高強度超聲波空化效應(Cavitation)在汙染物破碎、剝離及輔助催化反應中的增效作用,以及微波能場在加速水處理反應速率中的潛力。  第四章:海水淡化與高難度廢水資源化 本章重點關注膜分離技術在海水淡化和工業鹽堿廢水處理中的應用拓展。 1. 高效海水淡化技術: 比較瞭多級閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED)與反滲透(RO)技術的能耗經濟性。深入分析瞭RO係統中的濃差極化、結垢(特彆是硫酸鈣、硫酸鋇)控製策略,以及壓力交換器(ERD)在降低運行能耗中的關鍵作用。 2. 耐汙染膜技術: 針對高濁度、高有機物含量的地錶水或迴用水,探討瞭正滲透(FO)技術在低能耗脫鹽中的理論模型和膜汙染特性。 3. 工業廢水(高鹽、高COD)的零液體排放(ZLD)方案: 描述瞭蒸發結晶、機械蒸汽再壓縮(MVR)等熱力學過程在實現鹽分迴收和水迴收最大化中的工程應用。  第三部分:水處理設備的集成、優化與智能化管理  本部分將理論技術轉化為可操作的工程實踐,關注設備選型、係統集成與運行的智能控製。  第五章:流體力學與反應器設計 本章核心在於將流體力學(CFD)模擬技術應用於水處理反應器的優化設計。內容涵蓋: 1. 混閤與接觸效率: CFD模擬在優化絮凝池(如通道設計、擋闆設置)中流場均勻性、減少剪切力對絮體破壞方麵的應用。 2. 氣液/液固接觸優化: 在曝氣池、生物濾池中,通過模擬氣泡分散、顆粒床層動態,實現氧/物質傳遞效率的最大化。 3. 設備選型與水力計算: 詳細講解瞭不同類型泵、閥門、管道係統在水處理流程中的精確選型原則,特彆是涉及高粘度或高含氣量流體的處理。  第六章:水處理係統的集成、自控與數字化運維 本章探討瞭現代水廠和工業水處理設施的係統集成與智能化管理。 1. 分布式控製係統(DCS)與可編程邏輯控製器(PLC): 介紹如何構建可靠的自動化控製框架,實現關鍵工藝點的遠程監控與故障診斷。 2. 過程分析技術(PAT)與反饋控製: 闡述濁度、pH、ORP等參數的實時在綫監測如何與曝氣量、藥劑投加量進行閉環PID控製,以確保齣水水質的穩定性和試劑消耗的經濟性。 3. 水務大數據與預測性維護: 引入傳感器網絡、物聯網(IoT)技術在水處理設施的運行數據采集中的應用,通過數據挖掘和機器學習模型,實現對設備運行狀態的健康評估和運行負荷的智能預測,減少非計劃停機時間。  第七章:設備可靠性、安全與生命周期管理 本章關注水處理設備全生命周期的管理策略。詳細分析瞭泵、鼓風機、膜組件、管道閥門等關鍵部件的腐蝕機理、磨損特性與預防性維護方案。強調瞭設備材料選擇(如耐腐蝕閤金、高分子材料)在延長使用壽命中的決定性作用。同時,討論瞭水處理設施在突發事件(如停電、化學品泄漏)下的應急響應預案與安全聯鎖設計。  全書結構嚴謹,理論深度與工程實用性並重,是水處理專業技術人員、工程師及相關專業研究人員的理想參考用書。