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1 绪论 1

1.1 水处理过程化学的研究内容和方法 1

1.1.1 水处理过程化学的研究内容 1

1.1.2 水处理过程化学的研究方法 1

1.2 水的组成与性质 2

1.2.1 水量及其组成 2

1.2.2 水的性质 3

1.3 水污染问题 5

1.3.1 水污染的来源 5

1.3.2 水污染物的分类 6

1.4 废水处理与资源化 9

1.4.1 生活污水处理与资源化 9

1.4.2 工业废水处理与资源化 11

参考文献 13

2 水处理过程化学基本原理 14

2.1 化学热力学 14

2.1.1 热力学第一定律 14

2.1.2 热力学第二定律 16

2.1.3 吉布斯自由能 18

2.2 化学平衡 19

2.2.1 化学反应速率 19

2.2.2 化学平衡 22

2.2.3 平衡常数 22

2.2.4 多重平衡原理 23

2.2.5 水溶液中离子和分子的非理想行为 23

2.3 影响化学平衡的因素 25

2.3.1 浓度对化学平衡的影响 25

2.3.2 温度对化学平衡的影响 26

习题 27

参考文献 28

3 酸碱平衡 29

3.1 酸碱化学基础 29

3.1.1 酸碱质子理论 29

3.1.2 水的解离平衡和溶液pH标度 30

3.2 平衡计算 31

3.2.1 质量平衡 31

3.2.2 质子条件 32

3.2.3 电荷平衡 33

3.3 平衡图 34

3.3.1 平衡图解 34

3.3.2 绘制平衡图近似方法 42

3.4 碳酸系统 45

3.4.1 封闭碳酸系统 45

3.4.2 开放碳酸系统 48

3.5 缓冲系统 49

3.5.1 pH缓冲溶液 49

3.5.2 缓冲特性 51

3.6 酸度和碱度 52

3.6.1 酸度和碱度 52

3.6.2 酸度和碱度的解析定义 54

习题 55

参考文献 56

4 溶解平衡 57

4.1 气体在水中的溶解平衡 57

4.1.1 亨利定律 57

4.1.2 气体在水中溶解速率的影响因素 59

4.1.3 氧在水中的溶解 59

4.2 液体在水中的溶解平衡 61

4.3 固体的沉淀-溶解平衡 62

4.3.1 沉淀-溶解平衡的相关概念 62

4.3.2 溶解过程 64

4.3.3 沉淀过程 65

4.4 影响沉淀-溶解平衡及难溶物质溶解度的主要因素 66

4.4.1 同离子效应 69

4.4.2 盐效应 69

4.4.3 酸效应 70

4.5 溶解平衡的计算 70

习题 73

参考文献 74

5 氧化还原平衡 75

5.1 氧化还原基础 75

5.1.1 电子活度 75

5.1.2 氧化还原电位 76

5.1.3 pE与氧化还原电位的转换 76

5.1.4 克式量电位 78

5.2 氧化还原平衡中的pc-pE图及pE-pH图 80

5.2.1 pc-pE图 80

5.2.2 pE-pH图 82

5.3 水处理中的氧化还原平衡 84

5.3.1 电化学腐蚀 84

5.3.2 折点加氯 89

5.3.3 氮化学 94

5.4 氧化还原平衡的计算 95

习题 97

参考文献 98

6 固-液界面化学 99

6.1 表面张力与表面自由能 99

6.1.1 温度和压力对液体表面张力的影响 100

6.1.2 湿润作用 100

6.2 固体表面吸附 101

6.2.1 吸附量与吸附等温线 101

6.2.2 吸附速率与吸附活化能 103

6.2.3 生物吸附行为 103

6.3 膜化学 104

6.3.1 界面膜 104

6.3.2 膜分离 105

习题 106

参考文献 106

7 水处理过程化学在实际工程中的应用 107

7.1 化学混凝 107

7.1.1 混凝机理 107

7.1.2 混凝剂和助凝剂 112

7.1.3 混凝动力学 114

7.2 中和法 117

7.2.1 概述 117

7.2.2 酸、碱废水相互中和法 118

7.2.3 药剂中和法 119

7.2.4 过滤中和法 122

7.3 化学沉淀法 123

7.3.1 基本原理 123

7.3.2 常用的化学沉淀法 125

7.4 氧化还原法 128

7.4.1 化学氧化 128

7.4.2 湿式空气氧化 138

7.4.3 光催化氧化还原 140

7.5 吸附 141

7.5.1 吸附的机理 141

7.5.2 吸附平衡及吸附等温线 142

7.5.3 影响吸附的因素 145

7.5.4 常用的吸附剂 147

7.6 离子交换 148

7.6.1 基本原理 148

7.6.2 离子交换树脂 150

7.6.3 离子交换法的应用 152

7.7 膜分离法 153

7.7.1 概述 153

7.7.2 膜过滤理论 154

7.7.3 主要的膜分离法介绍 156

7.8 水处理过程化学在特定物质去除中的应用 163

7.8.1 氟化物去除方法 163

7.8.2 除铁、锰方法 168

7.8.3 水质软化 170

7.8.4 持久性有机污染物的去除 174

习题 176

参考文献 177