化学法水处理过程与设备

  第1章绪论
1.1中国的水资源现状1
1.1.1水资源的分布1
1.1.2水资源量4
1.2水的循环5
1.2.1水的自然循环5
1.2.2水的社会循环6
1.3废水的水质6
1.3.1生活污水和城市污水的水质7
1.3.2工业废水的水质8
1.4水污染物排放标准的分类与制定原则9
1.4.1《污水综合排放标准》10
1.4.2《行业水污染物排放标准》13
1.4.3《污水排入城镇下水道水质标准》13
1.4.4《城镇污水处理厂污染物排放标准》13
1.4.5《城市污水再生利用》系列标准15
1.5废水处理工艺15
1.5.1废水处理程度的分级15
1.5.2工业废水的处理方式16
1.6水和废水的化学处理方法16
1.6.1化学处理方法的原理17
1.6.2化学处理方法的分类18
第2章中和
2.1酸性废水与碱性废水20
2.2酸性废水的中和处理21
2.2.1用碱性废水或碱性废渣中和22
2.2.2投药中和23
2.2.3过滤中和25
2.3碱性废水的中和方法28
参考文献29
第3章化学混凝
3.1胶体的特性与结构30
3.1.1胶体的特性30
3.1.2胶体的结构31
3.1.3胶体的稳定性33
3.1.4胶体的凝聚34
3.2水的混凝过程34
3.2.1混凝过程34
3.2.2混凝剂35
3.2.3助凝剂39
3.2.4混凝效果的影响因素39
3.2.5混凝试验41
3.3混凝过程的机理41
3.3.1双电层压缩理论42
3.3.2吸附电中和作用机理43
3.3.3吸附架桥作用机理43
3.3.4网捕或卷扫机理44
3.3.5铝盐在水中的化学反应及其混凝机理44
3.4混凝过程的动力学46
3.4.1碰撞速率与混凝速率46
3.4.2速度梯度的计算47
3.4.3混凝控制指标49
3.4.4混凝工艺一般流程及设计要点50
3.5混凝的应用50
3.5.1给水处理50
3.5.2废水处理51
参考文献51
第4章化学沉淀
4.1基本原理53
4.1.1沉淀的化学平衡53
4.1.2化学沉淀法的分类55
4.2氢氧化物沉淀法55
4.3硫化物沉淀法58
4.4碳酸盐沉淀法59
4.4.1水的化学软化60
4.4.2石灰纯碱软化法61
4.4.3石灰石膏软化法62
4.5铁氧体沉淀法63
4.6其他沉淀法64
4.6.1钡盐沉淀法64
4.6.2卤化物沉淀法65
4.6.3磷酸盐沉淀法66
4.6.4磷酸铵镁沉淀法66
4.6.5有机试剂沉淀法66
4.7化学沉淀法在废水处理中的应用67
4.8化学还原法68
4.8.1化学还原法的分类68
4.8.2还原法除铬69
4.8.3还原法除汞70
4.8.4还原法除铜71
参考文献72
第5章投药、混合、反应设备
5.1投药设备73
5.1.1药剂投加方法73
5.1.2药剂干式投配设备74
5.1.3药剂湿式投配设备74
5.2混合设备77
5.2.1机械搅拌混合77
5.2.2水力混合79
5.2.3水泵混合81
5.3反应设备81
5.3.1水力隔板反应池82
5.3.2涡流反应池83
5.3.3机械搅拌反应池84
5.3.4折板反应池86
5.3.5其他形式反应池86
5.4沉淀池87
5.4.1平流式沉淀池87
5.4.2竖流式沉淀池92
5.4.3辐流式沉淀池94
5.4.4斜板(管)式沉淀池96
5.5清泥设备99
5.5.1刮泥机和浓缩机100
5.5.2吸泥机103
参考文献106
第6章离子交换
6.1离子交换法的基本原理108
6.1.1离子交换平衡108
6.1.2离子交换速率109
6.2离子交换剂与离子交换树脂110
6.2.1离子交换剂110
6.2.2离子交换树脂的结构111
6.2.3离子交换树脂的类型112
6.2.4离子交换树脂的命名和型号113
6.2.5离子交换树脂的物理性能114
6.2.6离子交换树脂的化学性质115
6.2.7离子交换树脂的选用117
6.2.8树脂的保存118
6.2.9新树脂的使用118
6.2.10树脂的鉴别118
6.3水中常见溶解离子与软化除盐浓度表示方法118
6.3.1水中常见溶解离子118
6.3.2水的硬度的表示方法119
6.3.3水的纯度的表示方法119
6.3.4软化除盐计算的离子浓度常用单位119
6.3.5水中阴阳离子的关系120
6.4离子交换反应的特性及其软化除盐原理120
6.4.1软化与除盐的目的及基本方法120
6.4.2离子交换反应特性120
6.4.3离子交换软化除盐基本原理122
6.5离子交换法软化与除盐工艺123
6.5.1软化与除碱工艺流程123
6.5.2复床、混床除盐工艺流程125
6.6离子交换器的工作过程127
6.6.1固定床离子交换器间歇工作过程127
6.6.2一级复床的工作过程131
6.6.3连续式离子交换器工作过程132
6.7离子交换器133
6.7.1固定床离子交换器133
6.7.2移动床离子交换器137
6.7.3连续床离子交换器137
6.7.4混合床离子交换器138
6.7.5浮动床离子交换器138
6.7.6双室浮动床离子交换器140
6.7.7回程式离子交换器141
6.7.8离子交换柱142
6.8再生液系统和除二氧化碳器143
6.8.1再生液系统143
6.8.2除二氧化碳器144
6.9离子交换装置的计算与设计145
6.9.1设计依据145
6.9.2系统的参数计算145
6.10离子交换树脂的变质、污染及其防治146
6.10.1树脂的变质146
6.10.2树脂的污染及防治147
6.11离子交换法工业废水处理流程及其应用148
6.11.1离子交换法处理工业废水的特点148
6.11.2离子交换法处理工业废水的应用148
参考文献152
第7章常温化学氧化
7.1空气氧化153
7.1.1空气氧化的机理153
7.1.2地下水除铁和锰154
7.1.3空气氧化除硫158
7.2臭氧氧化159
7.2.1臭氧的理化性质159
7.2.2臭氧氧化降解有机物的机理161
7.2.3臭氧的制备163
7.2.4臭氧发生器164
7.2.5臭氧接触氧化反应器166
7.2.6臭氧接触反应装置设计169
7.2.7尾气处理171
7.2.8臭氧过氧化氢组合工艺171
7.2.9臭氧氧化法在水处理中的应用172
7.3过氧化氢氧化176
7.3.1过氧化氢的主要物理化学性质176
7.3.2过氧化氢的制备178
7.3.3过氧化氢在环境工程中的应用179
7.3.4Fenton试剂的催化机理及氧化性能181
7.3.5Fenton试剂的类型182
7.3.6影响Fenton反应的因素183
7.3.7Fenton试剂在废水处理中的应用184
7.4氯氧化185
7.4.1液氯氧化185
7.4.2化合氯氧化190
7.4.3氯氧化法在废水处理中的应用193
7.4.4二氧化氯氧化法194
7.5高锰酸钾氧化203
7.5.1高锰酸钾的主要物理化学性质203
7.5.2高锰酸钾的制备204
7.5.3高锰酸钾在水处理中的应用204
7.6高铁酸钾氧化205
7.6.1高铁酸钾的物理化学性质206
7.6.2高铁酸钾的制备207
7.6.3高铁酸钾在水处理中的应用208
7.6.4高铁酸钾氧化处理苯酚的机理210
参考文献211
第8章湿式空气氧化
8.1湿式空气氧化技术及其特点212
8.2湿式空气氧化的机理及动力学研究213
8.2.1湿式空气氧化的机理213
8.2.2湿式空气氧化的动力学研究214
8.3湿式空气氧化的影响因素215
8.4湿式空气氧化的工艺流程与设备217
8.4.1湿式空气氧化的工艺流程217
8.4.2湿式氧化的主要设备221
8.5湿式空气氧化的应用221
8.6催化湿式氧化技术225
8.6.1催化湿式氧化常用的催化剂226
8.6.2均相催化湿式氧化227
8.6.3非均相催化湿式氧化227
8.6.4催化湿式氧化在有机废水处理中的应用231
参考文献232
第9章超临界水氧化法
9.1超临界水及其特性233
9.1.1超临界水233
9.1.2超临界水的特性234
9.2超临界水氧化反应236
9.2.1超临界水氧化236
9.2.2催化超临界水氧化237
9.3超临界水氧化反应动力学、反应路径和机理240
9.3.1超临界水氧化反应动力学240
9.3.2超临界水氧化反应路径和机理242
9.4超临界水氧化过程的工艺计算及流程244
9.4.1超临界水氧化的需氧量及反应热244
9.4.2超临界水氧化的工艺流程245
9.5超临界水氧化装置246
9.5.1超临界水氧化试验装置246
9.5.2超临界水氧化工业装置248
9.6反应器251
9.6.1反应器的分类251
9.6.2反应器的设计257
9.7基于超临界水氧化过程的多联产能源系统流程258
9.7.1与热量回收系统的耦合259
9.7.2与热量回收系统和蒸发过程的耦合260
9.7.3与热量回收系统和透平系统的耦合261
9.7.4与热量回收系统及透平系统和蒸发过程的耦合263
9.8超临界水氧化技术在废水处理中的应用264
9.9超临界水氧化设备的腐蚀与防护269
9.9.1超临界水氧化反应过程中金属材质腐蚀的分类269
9.9.2材质腐蚀的分析方法270
9.9.3国内外超临界水氧化材质腐蚀试验研究271
参考文献276
第10章焚烧
10.1焚烧处理流程及其特点278
10.1.1焚烧处理流程278
10.1.2有机废液焚烧存在的问题279
10.2焚烧炉280
10.2.1液体喷射焚烧系统280
10.2.2回转窑焚烧炉282
10.2.3流化床焚烧炉283
10.3有机废液的热值估算285
10.4理论空气量与烟气组成286
10.4.1理论空气量286
10.4.2理论烟气组成286
10.4.3理论烟气焓286
10.5焚烧技术的应用287
参考文献288
第11章电化学法
11.1电化学反应的原理及其分类289
11.1.1电化学氧化法290
11.1.2电化学还原法290
11.1.3电气浮法291
11.1.4电解凝聚法291
11.1.5微电解法293
11.2电化学反应器293
11.2.1二维反应器293
11.2.2三维反应器294
11.3电解槽296
11.3.1电极反应296
11.3.2法拉第电解定律297
11.3.3分解电压与极化现象297
11.3.4电解槽的分类及构造298
11.3.5电解槽的工艺设计301
11.4电解法在水处理中的应用30２
11.4.1电解氧化法处理废水30２
11.4.2电解还原法处理无机污染物303
11.4.3电解凝聚与电解气浮306
11.4.4电解消毒309
11.5电化学技术的发展方向309
11.5.1阳极材料309
11.5.2电化学反应器310
11.5.3电化学组合工艺311
11.5.4生物膜电极311
参考文献312
第12章光化学氧化
12.1光化学氧化的机理313
12.1.1光化学氧化的特点313
12.1.2羟基自由基的性质314
12.1.3光化学氧化的基本原理314
12.2光化学氧化系统316
12.2.1光源316
12.2.2水的紫外光吸收系数和穿透深度316
12.2.3光强度和剂量317
12.2.4光学材料的应用317
12.2.5光化学反应器317
12.3光化学氧化与其他工艺的组合319
12.3.1UV/O3氧化反应319
12.3.2UV/H2O2氧化反应321
12.3.3UV/H2O2/O3氧化反应322
12.3.4UV/US氧化反应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光催化反应器327
12.5.1光催化反应器的分类328
12.5.2固定床光催化反应器329
12.5.3管式光催化反应器331
12.5.4光导纤维式光催化反应器333
12.5.5流化床光催化反应器333
12.6光电催化氧化337
12.6.1光电催化氧化的原理337
12.6.2光电催化氧化反应装置338
12.7光催化氧化的应用338
12.8超声氧化341
12.8.1超声氧化的基本原理341
12.8.2超声降解水中有机污染物效果的影响因素343
12.8.3超声降解水中难降解有机污染物的研究及应用344
12.9废水的辐射处理345
参考文献346