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11.1.1水资源的分布11.1.2水资源量41.2水的循环51.2.1水的自然循环51.2.2水的社会循环61.3废水的水质61.3.1生活污水和城市污水的水质71.3.2工业废水的水质81.4水污染物排放标准的分类与制定原则91.4.1《污水综合排放标准》101.4.2《行业水污染物排放标准》131.4.3《污水排入城镇下水道水质标准》131.4.4《城镇污水处理厂污染物排放标准》131.4.5《城市污水再生利用》系列标准151.5废水处理工艺151.5.1废水处理程度的分级151.5.2工业废水的处理方式161.6水和废水的化学处理方法161.6.1化学处理方法的原理171.6.2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202.2酸性废水的中和处理212.2.1用碱性废水或碱性废渣中和222.2.2投药中和232.2.3过滤中和252.3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303.1.1胶体的特性303.1.2胶体的结构313.1.3胶体的稳定性333.1.4胶体的凝聚343.2水的混凝过程343.2.1混凝过程343.2.2混凝剂353.2.3助凝剂393.2.4混凝效果的影响因素393.2.5混凝试验413.3混凝过程的机理413.3.1双电层压缩理论423.3.2吸附电中和作用机理433.3.3吸附架桥作用机理433.3.4网捕或卷扫机理443.3.5铝盐在水中的化学反应及其混凝机理443.4混凝过程的动力学463.4.1碰撞速率与混凝速率463.4.2速度梯度的计算473.4.3混凝控制指标493.4.4混凝工艺一般流程及设计要点503.5混凝的应用503.5.1给水处理503.5.2废水处理51参考文献51第4章化学沉淀4.1基本原理534.1.1沉淀的化学平衡534.1.2化学沉淀法的分类554.2氢氧化物沉淀法554.3硫化物沉淀法584.4碳酸盐沉淀法594.4.1水的化学软化604.4.2石灰纯碱软化法614.4.3石灰石膏软化法624.5铁氧体沉淀法634.6其他沉淀法644.6.1钡盐沉淀法644.6.2卤化物沉淀法654.6.3磷酸盐沉淀法664.6.4磷酸铵镁沉淀法664.6.5有机试剂沉淀法664.7化学沉淀法在废水处理中的应用674.8化学还原法684.8.1化学还原法的分类684.8.2还原法除铬694.8.3还原法除汞704.8.4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735.1.1药剂投加方法735.1.2药剂干式投配设备745.1.3药剂湿式投配设备745.2混合设备775.2.1机械搅拌混合775.2.2水力混合795.2.3水泵混合815.3反应设备815.3.1水力隔板反应池825.3.2涡流反应池835.3.3机械搅拌反应池845.3.4折板反应池865.3.5其他形式反应池865.4沉淀池875.4.1平流式沉淀池875.4.2竖流式沉淀池925.4.3辐流式沉淀池945.4.4斜板(管)式沉淀池965.5清泥设备995.5.1刮泥机和浓缩机1005.5.2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1086.1.1离子交换平衡1086.1.2离子交换速率1096.2离子交换剂与离子交换树脂1106.2.1离子交换剂1106.2.2离子交换树脂的结构1116.2.3离子交换树脂的类型1126.2.4离子交换树脂的命名和型号1136.2.5离子交换树脂的物理性能1146.2.6离子交换树脂的化学性质1156.2.7离子交换树脂的选用1176.2.8树脂的保存1186.2.9新树脂的使用1186.2.10树脂的鉴别1186.3水中常见溶解离子与软化除盐浓度表示方法1186.3.1水中常见溶解离子1186.3.2水的硬度的表示方法1196.3.3水的纯度的表示方法1196.3.4软化除盐计算的离子浓度常用单位1196.3.5水中阴阳离子的关系1206.4离子交换反应的特性及其软化除盐原理1206.4.1软化与除盐的目的及基本方法1206.4.2离子交换反应特性1206.4.3离子交换软化除盐基本原理1226.5离子交换法软化与除盐工艺1236.5.1软化与除碱工艺流程1236.5.2复床、混床除盐工艺流程1256.6离子交换器的工作过程1276.6.1固定床离子交换器间歇工作过程1276.6.2一级复床的工作过程1316.6.3连续式离子交换器工作过程1326.7离子交换器1336.7.1固定床离子交换器1336.7.2移动床离子交换器1376.7.3连续床离子交换器1376.7.4混合床离子交换器1386.7.5浮动床离子交换器1386.7.6双室浮动床离子交换器1406.7.7回程式离子交换器1416.7.8离子交换柱1426.8再生液系统和除二氧化碳器1436.8.1再生液系统1436.8.2除二氧化碳器1446.9离子交换装置的计算与设计1456.9.1设计依据1456.9.2系统的参数计算1456.10离子交换树脂的变质、污染及其防治1466.10.1树脂的变质1466.10.2树脂的污染及防治1476.11离子交换法工业废水处理流程及其应用1486.11.1离子交换法处理工业废水的特点1486.11.2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1537.1.1空气氧化的机理1537.1.2地下水除铁和锰1547.1.3空气氧化除硫1587.2臭氧氧化1597.2.1臭氧的理化性质1597.2.2臭氧氧化降解有机物的机理1617.2.3臭氧的制备1637.2.4臭氧发生器1647.2.5臭氧接触氧化反应器1667.2.6臭氧接触反应装置设计1697.2.7尾气处理1717.2.8臭氧过氧化氢组合工艺1717.2.9臭氧氧化法在水处理中的应用1727.3过氧化氢氧化1767.3.1过氧化氢的主要物理化学性质1767.3.2过氧化氢的制备1787.3.3过氧化氢在环境工程中的应用1797.3.4fenton试剂的催化机理及氧化性能1817.3.5fenton试剂的类型1827.3.6影响fenton反应的因素1837.3.7fenton试剂在废水处理中的应用1847.4氯氧化1857.4.1液氯氧化1857.4.2化合氯氧化1907.4.3氯氧化法在废水处理中的应用1937.4.4二氧化氯氧化法1947.5高锰酸钾氧化2037.5.1高锰酸钾的主要物理化学性质2037.5.2高锰酸钾的制备2047.5.3高锰酸钾在水处理中的应用2047.6高铁酸钾氧化2057.6.1高铁酸钾的物理化学性质2067.6.2高铁酸钾的制备2077.6.3高铁酸钾在水处理中的应用2087.6.4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2128.2湿式空气氧化的机理及动力学研究2138.2.1湿式空气氧化的机理2138.2.2湿式空气氧化的动力学研究2148.3湿式空气氧化的影响因素2158.4湿式空气氧化的工艺流程与设备2178.4.1湿式空气氧化的工艺流程2178.4.2湿式氧化的主要设备2218.5湿式空气氧化的应用2218.6催化湿式氧化技术2258.6.1催化湿式氧化常用的催化剂2268.6.2均相催化湿式氧化2278.6.3非均相催化湿式氧化2278.6.4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2339.1.1超临界水2339.1.2超临界水的特性2349.2超临界水氧化反应2369.2.1超临界水氧化2369.2.2催化超临界水氧化2379.3超临界水氧化反应动力学、反应路径和机理2409.3.1超临界水氧化反应动力学2409.3.2超临界水氧化反应路径和机理2429.4超临界水氧化过程的工艺计算及流程2449.4.1超临界水氧化的需氧量及反应热2449.4.2超临界水氧化的工艺流程2459.5超临界水氧化装置2469.5.1超临界水氧化试验装置2469.5.2超临界水氧化工业装置2489.6反应器2519.6.1反应器的分类2519.6.2反应器的设计2579.7基于超临界水氧化过程的多联产能源系统流程2589.7.1与热量回收系统的耦合2599.7.2与热量回收系统和蒸发过程的耦合2609.7.3与热量回收系统和透平系统的耦合2619.7.4与热量回收系统及透平系统和蒸发过程的耦合2639.8超临界水氧化技术在废水处理中的应用2649.9超临界水氧化设备的腐蚀与防护2699.9.1超临界水氧化反应过程中金属材质腐蚀的分类2699.9.2材质腐蚀的分析方法2709.9.3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27810.1.1焚烧处理流程27810.1.2有机废液焚烧存在的问题27910.2焚烧炉28010.2.1液体喷射焚烧系统28010.2.2回转窑焚烧炉28210.2.3流化床焚烧炉28310.3有机废液的热值估算28510.4理论空气量与烟气组成28610.4.1理论空气量28610.4.2理论烟气组成28610.4.3理论烟气焓28610.5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28911.1.1电化学氧化法29011.1.2电化学还原法29011.1.3电气浮法29111.1.4电解凝聚法29111.1.5微电解法29311.2电化学反应器29311.2.1二维反应器29311.2.2三维反应器29411.3电解槽29611.3.1电极反应29611.3.2法拉第电解定律29711.3.3分解电压与极化现象29711.3.4电解槽的分类及构造29811.3.5电解槽的工艺设计30111.4电解法在水处理中的应用30２11.4.1电解氧化法处理废水30２11.4.2电解还原法处理无机污染物30311.4.3电解凝聚与电解气浮30611.4.4电解消毒30911.5电化学技术的发展方向30911.5.1阳极材料30911.5.2电化学反应器31011.5.3电化学组合工艺31111.5.4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31312.1.1光化学氧化的特点31312.1.2羟基自由基的性质31412.1.3光化学氧化的基本原理31412.2光化学氧化系统31612.2.1光源31612.2.2水的紫外光吸收系数和穿透深度31612.2.3光强度和剂量31712.2.4光学材料的应用31712.2.5光化学反应器31712.3光化学氧化与其他工艺的组合31912.3.1uv/o3氧化反应31912.3.2uv/h2o2氧化反应32112.3.3uv/h2o2/o3氧化反应32212.3.4uv/us氧化反应32312.4光催化氧化32412.4.1均相光催化氧化32412.4.2非均相光催化氧化32512.5光催化反应器32712.5.1光催化反应器的分类32812.5.2固定床光催化反应器32912.5.3管式光催化反应器33112.5.4光导纤维式光催化反应器33312.5.5流化床光催化反应器33312.6光电催化氧化33712.6.1光电催化氧化的原理33712.6.2光电催化氧化反应装置33812.7光催化氧化的应用33812.8超声氧化34112.8.1超声氧化的基本原理34112.8.2超声降解水中有机污染物效果的影响因素34312.8.3超声降解水中难降解有机污染物的研究及应用34412.9废水的辐射处理345参考文献346