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第1章 绪论 1

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 20

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 30

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 53

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 73

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 108

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 153

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

7.3.4 Fenton试剂的催化机理及氧化性能 181

7.3.5 Fenton试剂的类型 182

7.3.6 影响Fenton反应的因素 183

7.3.7 Fenton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 212

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 233

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 278

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 289

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 313

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

12.3.1 UV／O3氧化反应 319

12.3.2 UV／H2O2氧化反应 321

12.3.3 UV／H2O2／O3氧化反应 322

12.3.4 UV／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