水和废水的臭氧反应动力学PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1 自然界中的臭氧 2

1.2　臭氧分子 2

第2章 水中臭氧的反应 5

2.1　氧化—还原反应 5

2.2　环加成反应 6

2.3　亲电取代反应 8

2.4　亲核反应 11

2.5　臭氧的间接反应 11

2.5.1　臭氧的分解反应 15

第3章　臭氧直接反应动力学 23

3.1　均相臭氧氧化动力学 25

3.1.1　间歇反应器动力学 25

3.1.2　推流反应器动力学 30

3.1.3　pH对直接臭氧反应速率的影响 31

3.1.4　反应计量系数的确定 32

3.2　非均相反应动力学 33

3.2.1　反应计量系数的确定 34

第4章　气—液反应的动力学基础 35

4.1　物理吸收 35

4.1.1　液膜理论 35

4.1.2　表面更新理论 37

4.2　化学吸收 38

4.2.1　液膜理论 38

4.2.2　DANCKWERTS表面更新理论 48

4.2.3　气相阻力的影响 50

4.2.4　扩散时间和反应时间 51

第5章　臭氧直接反应动力学 53

5.1　水中臭氧性质的测定 53

5.1.1　扩散速率 53

5.1.2　臭氧在水中的溶解度 54

5.2　臭氧分解动力学体系 61

5.3　臭氧直接反应动力学体系 64

5.3.1　检验中间产物的反应 65

5.3.2　动力学研究中的常见问题 65

5.3.3　瞬时动力学体系 69

5.3.4　快速动力学体系 75

5.3.5　中速动力学体系 80

5.3.6　慢速动力学体系 81

5.4　臭氧直接反应过程中动力学体系的变化 85

5.5　臭氧氧化反应中吸收理论的对比 85

第6章　废水的臭氧反应动力学 87

6.1　废水中臭氧的反应活性 92

6.2　临界废水浓度 95

6.3　废水的特征 96

6.3.1　化学需氧量 96

6.3.2　生化需氧量 97

6.3.3　总有机碳 97

6.3.4　254nm时的紫外吸收（UV254） 98

6.3.5　碳的平均氧化数 98

6.4　pH在臭氧氧化中的重要性 99

6.5　化学—生物处理过程 103

6.5.1　生物降解性 104

6.5.2　污泥沉降 105

6.5.3　污泥产量 107

6.6　废水的臭氧反应动力学研究 107

6.6.1　臭氧吸收动力学体系的建立 108

6.6.2　废水的臭氧反应动力学过程中臭氧特性的测定 110

6.6.3　废水臭氧反应动力学中反应速率常数的测定 113

第7章　臭氧在水中的间接反应动力学 117

7.1　臭氧直接反应与间接反应的相对重要性 117

7.1.1　扩散时间和反应时间的应用 118

7.2　给定化合物的相对氧化速率 120

7.3　动力学参数 122

7.3.1　臭氧的分解速率常数 123

7.3.2　OH-B的反应速率常数的确定 125

7.4　天然水臭氧氧化活性的表征 127

7.4.1　溶解性的有机碳、pH及碱度 127

7.4.2　氧化竞争值 128

7.4.3　RCT的概念 132

第8章　O3/H2O2反应动力学 136

8.1　O3/H2O2反应动力学体系 136

8.1.1　慢速反应动力学体系 137

8.1.2　快速-中速反应动力学体系 138

8.1.3　临界过氧化氢浓度 139

8.2　动力学参数的确定 140

8.2.1　绝对法 140

8.2.2　竞争法 141

8.2.3　天然物质对臭氧分解产生自由基的抑制作用 141

8.3　O3/H2O2氧化挥发性化合物 142

8.4　直接反应的竞争 143

8.4.1　臭氧—化合物B反应和臭氧—过氧化氢反应的动力学体系比较 143

8.4.2　臭氧化合物B和羟基自由基—化合物B反应速率的对比 146

8.4.3　某一给定物质的相对氧化速率 149

第9章　臭氧—UV辐射体系的动力学 151

9.1　UV辐射降解水中污染物的动力学 151

9.1.1　摩尔吸光系数 152

9.1.2　量子产率 152

9.1.3　直接光解动力学方程 152

9.1.4　光解动力学参数的确定：量子产率 155

9.1.5　臭氧光解的量子产率 159

9.2　UV/H2O2体系的动力学 160

9.2.1　动力学参数的测定 161

9.2.2　UV/H2O2系统中直接光解和自由基氧化的贡献 163

9.3　臭氧—B和臭氧—UV光解反应的动力学体系比较 164

9.3.1　通过反应时间和扩散时间进行比较 164

9.3.2　直接光解和臭氧直接反应对臭氧吸收速率的贡献 167

9.3.3　臭氧直接反应和间接反应对B的氧化速率的贡献 168

9.3.4　直接光解、直接臭氧氧化和自由基氧化对化合物B的去除相对重要性估算 170

第10章　多相催化臭氧氧化 174

10.1　气—液—固催化反应动力学的基础 184

10.1.1　慢速动力学体系 185

10.1.2　快速动力学体系（或者外部扩散动力学体系） 187

10.1.3　内部扩散动力学体系 188

10.1.4　气—液；固催化反应的一般动力学方程 190

10.1.5　动力学体系划分标准 191

10.2　水中的多相催化臭氧分解动力学 192

10.3　多相催化臭氧氧化水中化合物的动力学 198

10.3.1　慢速动力学体系 199

10.3.2　外部传质动力学体系 200

10.3.3　内部扩散动力学体系 202

10.4　半导体光催化过程动力学 203

10.4.1　TiO2半导体催化剂光催化反应机理 204

10.4.2　半导体光催化反应的Languir-Hinshelwood动力学 205

10.4.3　沤催化臭氧氧化过程的机理和动力学 206

第11章　臭氧氧化过程的动力学模型 208

11.1　臭氧吸收慢速动力学体系的情况 209

11.2　臭氧吸收快速动力学体系的情况 210

11.3　臭氧吸收中速动力学体系的情况 213

11.4　臭氧氧化过程的运行方式 214

11.5　气相和水相流型的影响 215

11.6 数学模型 217

11.6.1　慢速动力学体系 217

11.6.2　快速动力学体系 229

11.6.3　中速的动力学体系：一种普遍情况 232

11.7　模型化合物的臭氧氧化动力学模型实例 235

11.8　废水臭氧氧化的动力学模拟 239

11.8.1　慢速动力学体系的情况：低COD浓度的废水 239

11.8.2　快速动力学体系的情况：COD高的废水 243

11.8.3　废水臭氧氧化动力学模型的一般情况 246

附录A 248

A1　理想反应器类型：设计方程 248

A1.1　完全混合流反应器 248

A1.2　推流反应器 249

A2　一些有用的数学函数 250

A2.1　双曲线函数 250

A2.2　误差函数 251

A3　流型对反应器性能的影响 251

A3.1　非理想流研究 251

A3.2　某些流体的流动模型 255

A3.3　臭氧气体作为示踪物质 256

A4　辐射强度的测定 257

A4.1　入射辐射强度的确定 258

A4.2　射线有效路径的确定 258

A5　一些实用的数值计算方法 259

A5.1　用Newton-Raphson方法求解非线性代数方程组 260

A5.2　Runge-Kutta方法求解非线性一阶微分方程组 261

参考文献 263