化學(xué)法水處理過程與設(shè)備

第1章緒論
1.1中國的水資源現(xiàn)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(huán)5
1.2.1水的自然循環(huán)5
1.2.2水的社會(huì)循環(huán)6
1.3廢水的水質(zhì)6
1.3.1生活污水和城市污水的水質(zhì)7
1.3.2工業(yè)廢水的水質(zhì)8
1.4水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的分類與制定原則9
1.4.1《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》10
1.4.2《行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》13
1.4.3《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》13
1.4.4《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》13
1.4.5《城市污水再生利用》系列標(biāo)準(zhǔn)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(yè)廢水的處理方式16
1.6水和廢水的化學(xué)處理方法16
1.6.1化學(xué)處理方法的原理17
1.6.2化學(xué)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(xiàn)29
第3章化學(xué)混凝
3.1膠體的特性與結(jié)構(gòu)30
3.1.1膠體的特性30
3.1.2膠體的結(jié)構(gòu)31
3.1.3膠體的穩(wěn)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(yàn)41
3.3混凝過程的機(jī)理41
3.3.1雙電層壓縮理論42
3.3.2吸附電中和作用機(jī)理43
3.3.3吸附架橋作用機(jī)理43
3.3.4網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理44
3.3.5鋁鹽在水中的化學(xué)反應(yīng)及其混凝機(jī)理44
3.4混凝過程的動(dòng)力學(xué)46
3.4.1碰撞速率與混凝速率46
3.4.2速度梯度的計(jì)算47
3.4.3混凝控制指標(biāo)49
3.4.4混凝工藝一般流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)50
3.5混凝的應(yīng)用50
3.5.1給水處理50
3.5.2廢水處理51
參考文獻(xiàn)51
第4章化學(xué)沉淀
4.1基本原理53
4.1.1沉淀的化學(xué)平衡53
4.1.2化學(xué)沉淀法的分類55
4.2氫氧化物沉淀法55
4.3硫化物沉淀法58
4.4碳酸鹽沉淀法59
4.4.1水的化學(xué)軟化60
4.4.2石灰純堿軟化法61
4.4.3石灰石膏軟化法62
4.5鐵氧體沉淀法63
4.6其他沉淀法64
4.6.1鋇鹽沉淀法64
4.6.2鹵化物沉淀法65
4.6.3磷酸鹽沉淀法66
4.6.4磷酸銨鎂沉淀法66
4.6.5有機(jī)試劑沉淀法66
4.7化學(xué)沉淀法在廢水處理中的應(yīng)用67
4.8化學(xué)還原法68
4.8.1化學(xué)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(xiàn)72
第5章投藥、混合、反應(yīng)設(shè)備
5.1投藥設(shè)備73
5.1.1藥劑投加方法73
5.1.2藥劑干式投配設(shè)備74
5.1.3藥劑濕式投配設(shè)備74
5.2混合設(shè)備77
5.2.1機(jī)械攪拌混合77
5.2.2水力混合79
5.2.3水泵混合81
5.3反應(yīng)設(shè)備81
5.3.1水力隔板反應(yīng)池82
5.3.2渦流反應(yīng)池83
5.3.3機(jī)械攪拌反應(yīng)池84
5.3.4折板反應(yīng)池86
5.3.5其他形式反應(yīng)池86
5.4沉淀池87
5.4.1平流式沉淀池87
5.4.2豎流式沉淀池92
5.4.3輻流式沉淀池94
5.4.4斜板(管)式沉淀池96
5.5清泥設(shè)備99
5.5.1刮泥機(jī)和濃縮機(jī)100
5.5.2吸泥機(jī)103
參考文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)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樹脂的鑒別118
6.3水中常見溶解離子與軟化除鹽濃度表示方法118
6.3.1水中常見溶解離子118
6.3.2水的硬度的表示方法119
6.3.3水的純度的表示方法119
6.3.4軟化除鹽計(jì)算的離子濃度常用單位119
6.3.5水中陰陽離子的關(guān)系120
6.4離子交換反應(yīng)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(yīng)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(fù)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(fù)床的工作過程131
6.6.3連續(xù)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(dòng)床離子交換器137
6.7.3連續(xù)床離子交換器137
6.7.4混合床離子交換器138
6.7.5浮動(dòng)床離子交換器138
6.7.6雙室浮動(dòng)床離子交換器140
6.7.7回程式離子交換器141
6.7.8離子交換柱142
6.8再生液系統(tǒng)和除二氧化碳器143
6.8.1再生液系統(tǒng)143
6.8.2除二氧化碳器144
6.9離子交換裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)145
6.9.1設(shè)計(jì)依據(jù)145
6.9.2系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算145
6.10離子交換樹脂的變質(zhì)、污染及其防治146
6.10.1樹脂的變質(zhì)146
6.10.2樹脂的污染及防治147
6.11離子交換法工業(yè)廢水處理流程及其應(yīng)用148
6.11.1離子交換法處理工業(yè)廢水的特點(diǎn)148
6.11.2離子交換法處理工業(yè)廢水的應(yīng)用148
參考文獻(xiàn)152
第7章常溫化學(xué)氧化
7.1空氣氧化153
7.1.1空氣氧化的機(jī)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(zhì)159
7.2.2臭氧氧化降解有機(jī)物的機(jī)理161
7.2.3臭氧的制備163
7.2.4臭氧發(fā)生器164
7.2.5臭氧接觸氧化反應(yīng)器166
7.2.6臭氧接觸反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)169
7.2.7尾氣處理171
7.2.8臭氧過氧化氫組合工藝171
7.2.9臭氧氧化法在水處理中的應(yīng)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(xué)性質(zhì)176
7.3.2過氧化氫的制備178
7.3.3過氧化氫在環(huán)境工程中的應(yīng)用179
7.3.4Fenton試劑的催化機(jī)理及氧化性能181
7.3.5Fenton試劑的類型182
7.3.6影響Fenton反應(yīng)的因素183
7.3.7Fenton試劑在廢水處理中的應(yīng)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氯氧化法在廢水處理中的應(yīng)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(xué)性質(zhì)203
7.5.2高錳酸鉀的制備204
7.5.3高錳酸鉀在水處理中的應(yīng)用204
7.6高鐵酸鉀氧化205
7.6.1高鐵酸鉀的物理化學(xué)性質(zhì)206
7.6.2高鐵酸鉀的制備207
7.6.3高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用208
7.6.4高鐵酸鉀氧化處理苯酚的機(jī)理210
參考文獻(xiàn)211
第8章濕式空氣氧化
8.1濕式空氣氧化技術(shù)及其特點(diǎn)212
8.2濕式空氣氧化的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究213
8.2.1濕式空氣氧化的機(jī)理213
8.2.2濕式空氣氧化的動(dòng)力學(xué)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(shè)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(shè)備221
8.5濕式空氣氧化的應(yīng)用221
8.6催化濕式氧化技術(shù)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(jī)廢水處理中的應(yīng)用231
參考文獻(xiàn)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(yīng)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(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)路徑和機(jī)理240
9.3.1超臨界水氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)240
9.3.2超臨界水氧化反應(yīng)路徑和機(jī)理242
9.4超臨界水氧化過程的工藝計(jì)算及流程244
9.4.1超臨界水氧化的需氧量及反應(yīng)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(yàn)裝置246
9.5.2超臨界水氧化工業(yè)裝置248
9.6反應(yīng)器251
9.6.1反應(yīng)器的分類251
9.6.2反應(yīng)器的設(shè)計(jì)257
9.7基于超臨界水氧化過程的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)流程258
9.7.1與熱量回收系統(tǒng)的耦合259
9.7.2與熱量回收系統(tǒng)和蒸發(fā)過程的耦合260
9.7.3與熱量回收系統(tǒng)和透平系統(tǒng)的耦合261
9.7.4與熱量回收系統(tǒng)及透平系統(tǒng)和蒸發(fā)過程的耦合263
9.8超臨界水氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用264
9.9超臨界水氧化設(shè)備的腐蝕與防護(hù)269
9.9.1超臨界水氧化反應(yīng)過程中金屬材質(zhì)腐蝕的分類269
9.9.2材質(zhì)腐蝕的分析方法270
9.9.3國內(nèi)外超臨界水氧化材質(zhì)腐蝕試驗(yàn)研究271
參考文獻(xiàn)276
第10章焚燒
10.1焚燒處理流程及其特點(diǎn)278
10.1.1焚燒處理流程278
10.1.2有機(jī)廢液焚燒存在的問題279
10.2焚燒爐280
10.2.1液體噴射焚燒系統(tǒng)280
10.2.2回轉(zhuǎn)窯焚燒爐282
10.2.3流化床焚燒爐283
10.3有機(jī)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(shù)的應(yīng)用287
參考文獻(xiàn)288
第11章電化學(xué)法
11.1電化學(xué)反應(yīng)的原理及其分類289
11.1.1電化學(xué)氧化法290
11.1.2電化學(xué)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(xué)反應(yīng)器293
11.2.1二維反應(yīng)器293
11.2.2三維反應(yīng)器294
11.3電解槽296
11.3.1電極反應(yīng)296
11.3.2法拉第電解定律297
11.3.3分解電壓與極化現(xiàn)象297
11.3.4電解槽的分類及構(gòu)造298
11.3.5電解槽的工藝設(shè)計(jì)301
11.4電解法在水處理中的應(yīng)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(jī)污染物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(xué)技術(shù)的發(fā)展方向309
11.5.1陽極材料309
11.5.2電化學(xué)反應(yīng)器310
11.5.3電化學(xué)組合工藝311
11.5.4生物膜電極311
參考文獻(xiàn)312
第12章光化學(xué)氧化
12.1光化學(xué)氧化的機(jī)理313
12.1.1光化學(xué)氧化的特點(diǎn)313
12.1.2羥基自由基的性質(zhì)314
12.1.3光化學(xué)氧化的基本原理314
12.2光化學(xué)氧化系統(tǒng)316
12.2.1光源316
12.2.2水的紫外光吸收系數(shù)和穿透深度316
12.2.3光強(qiáng)度和劑量317
12.2.4光學(xué)材料的應(yīng)用317
12.2.5光化學(xué)反應(yīng)器317
12.3光化學(xué)氧化與其他工藝的組合319
12.3.1UV/O3氧化反應(yīng)319
12.3.2UV/H2O2氧化反應(yīng)321
12.3.3UV/H2O2/O3氧化反應(yīng)322
12.3.4UV/US氧化反應(yīng)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(yīng)器327
12.5.1光催化反應(yīng)器的分類328
12.5.2固定床光催化反應(yīng)器329
12.5.3管式光催化反應(yīng)器331
12.5.4光導(dǎo)纖維式光催化反應(yīng)器333
12.5.5流化床光催化反應(yīng)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(yīng)裝置338
12.7光催化氧化的應(yīng)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(jī)污染物效果的影響因素343
12.8.3超聲降解水中難降解有機(jī)污染物的研究及應(yīng)用344
12.9廢水的輻射處理345
參考文獻(xiàn)346