难降解废水高级氧化技术

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作者：全学军、徐云兰、程治良著

出版社：化学工业出版社

本类榜单：工业技术

分类：工业技术 > 一般工业技术

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图文详情

ISBN：9787122324931
装帧：简裝本
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：304
出版时间：2019-01-01
条形码：9787122324931 ; 978-7-122-32493-1

本书特色

《难降解废水高级氧化技术》讲述了是环境工程领域的难题是如何破解的；
《难降解废水高级氧化技术》介绍了TiO2光催化、液膜光电催化、电化学氧化、臭氧氧化、类Fenton氧化等高级氧化技术；
“难降解废水高级氧化技术”从催化材料和新型反应器研发的角度，构建了反应新体系，强化了反应过程，提高了反应效率，降低了废水处理成本。

内容简介

《难降解废水不错氧化技术》重点讲解了TiO2光催化、液膜光电催化、电化学氧化、臭氧氧化、类Fenton催化等不错氧化技术。全书分为六章，主要内容包括：不错氧化技术及其应用研究现状、TiO2光催化反应技术及其应用、液膜光电催化反应技术及其应用、电化学氧化技术及其在垃圾渗滤液处理中的应用、O3/Ca(OH)2氧化反应新体系及其应用、类Fenton催化材料的制备及其应用。
《难降解废水不错氧化技术》可供环境、化工、水处理等相关领域从事教学、科研、生产的技术人员参考。

前言

目前，随着我国社会和经济的不断发展，环境问题也日益突出，水污染问题越发严重，尤其是印染、造纸、制革、电镀、农药、化工、医药等行业排放的工业废水，常含有苯系、硝基苯系、卤代化合物、杀虫剂、偶氮染料、酚类、内分泌干扰物等难降解有机污染物，常规的生化处理无法将其彻底降解或去除。因此，研究人员研发了TiO2光催化、电化学氧化、Fenton氧化等高级氧化技术，可以有效降解这类有机污染物，甚至能将其彻底矿化为水和CO2。
多年来，重庆理工大学资源环境化工与新材料团队在难降解废水处理领域开展了探索研究工作，研发了大量的环境催化新材料和新型高级氧化反应器，主要包括臭氧微泡催化氧化技术及装备、液膜光电催化氧化材料及装备、AC/Fe类芬顿催化氧化新材料、电化学脱胶技术、多通道电化学氧化反应器、稀土掺杂TiO2新材料、TiO2光催化过程超声、超重力强化技术及装备等。
《难降解废水高级氧化技术》是重庆理工大学资源环境化工与新材料团队在该领域多年研究成果的总结，内容涉及TiO2光催化反应技术及其应用、液膜光电催化反应技术及其应用、电化学氧化技术及其在垃圾渗滤液处理中的应用、O3/Ca(OH)2氧化反应新体系及其应用，以及类Fenton催化材料的制备及其应用。本书可供环境工程、化学工程、水污染治理等相关领域从事教学、科研、生产的技术人员参考。
本书由全学军、徐云兰、程治良著，全学军负责全书的策划、指导和编写，具体编写分工为：第1章由程治良编写，第2章由程治良、赵清华、王富平、叶长英、周文、桑雪梅、熊彦淇、杨露编写，第3章由徐云兰编写，第4章由陈波、谭怀琴、葛淑萍编写，第5章由罗丹、晏云鹏、程雯编写，第6章由周文、程治良编写。秦险峰、叶鹏、黄小雪、成臣等研究生对书稿进行了校对。本书是集体智慧和辛勤劳动的结晶，值出版之际，我们向为本书出版做出贡献的所有同志表示*诚挚的感谢！
由于编者水平有限，尤其是对一些探索性的问题研究还不够深入、系统，因此本书难免存在疏漏之处，敬请广大读者批评指正。

著者
2018年3月

第1章高级氧化技术及其应用研究现状/001
1．1难降解有机废水的产生及污染现状002
1．1．1内分泌干扰物废水002
1．1．2染料废水003
1．1．3垃圾渗滤液005
1．2难降解废水物化处理法及其优缺点006
1．2．1吸附法006
1．2．2膜分离法006
1．2．3常规氧化法007
1．2．4高级氧化法007
1．3高级氧化技术在难降解废水中的应用进展008
1．3．1TiO2光催化技术008
1．3．2光电催化反应技术010
1．3．3电化学氧化技术011
1．3．4臭氧氧化技术013
1．3．5Fenton/类Fenton氧化技术017
参考文献018

第2章TiO2光催化反应技术及其应用/021
2．1稀土掺杂TiO2光催化剂及其性能022
2．1．1材料制备与活性评价方法023
2．1．2镧掺杂TiO2光催化剂性能及表征026
2．1．3稀土掺杂TiO2光催化剂性能及表征032
2．1．4稀土掺杂TiO2光催化剂灭菌性能039
2．2微球形稀土掺杂TiO2光催化剂的制备及其性能040
2．2．1微球形TiO2的制备方法及光催化效率的计算040
2．2．2制备工艺参数对TiO2微球光催化活性的影响042
2．2．3制备工艺参数对Gd掺杂TiO2微球光催化活性的影响045
2．2．4TiO2微球、Gd-TiO2微球性能比较047
2．2．5TiO2微球和稀土掺杂TiO2微球的表征049
2．3多层光源内置式流化床光催化反应器的设计及其性能052
2．3．1反应器的设计与光量子效率的计算052
2．3．2偶氮染料在新型流化床光催化反应器中降解脱氮055
2．3．3双酚A在新型流化床光催化反应器中的降解规律059
2．4旋转薄膜浆态光催化反应器的设计及其性能064
2．4．1旋转薄膜浆态光催化（RFFS）反应器的设计与制作065
2．4．2RFFS反应器与传统鼓泡浆态反应器光催化性能对比066
2．4．3操作参数对苯酚在RFFS反应器中光催化降解的影响067
2．4．4苯酚在RFFS反应器中的降解动力学067
2．5TiO2光催化反应过程的强化069
2．5．1超声强化TiO2光催化反应器的设计与制作070
2．5．2超重力强化TiO2光催化反应器的设计与制作072
2．5．3超声强化TiO2光催化降解甲基橙（MeO）073
2．5．4超重力强化TiO2光催化降解罗丹明B（RhB）079
参考文献085

第3章液膜光电催化反应技术及其应用/089
3．1液膜光电催化反应器的设计依据091
3．1．1目标污染物的分子结构091
3．1．2目标污染物的光吸收特性093
3．1．3液膜光电催化反应器的设计思路094
3．2TiO2/Ti光电极的制备方法及其表征094
3．2．1直接热氧化法094
3．2．2阳极氧化法095
3．2．3溶胶-凝胶法095
3．2．4溶胶-凝胶法制备TiO2/Ti电极的表征096
3．2．5N、F-TiO2/Ti电极的表征098
3．2．6Bi2O3-TiO2/Ti电极的表征100
3．3阳极转盘液膜光电催化（ARPEC）反应器性能102
3．3．1阳极转盘液膜光电催化反应器装置103
3．3．2阳极转盘液膜光电催化处理废水的过程104
3．3．3不同方法制备的TiO2/Ti电极的催化性能的比较105
3．3．4溶胶-凝胶法制备TiO2/Ti电极的条件优化107
3．3．5对罗丹明B的处理108
3．3．6对诱惑红的处理118
3．3．7对实际印染废水的处理119
3．3．8TiO2/Ti电极稳定性和重现性122
3．4双转盘液膜光电催化（DRPEC）反应器性能123
3．4．1双转盘液膜光电催化反应器装置124
3．4．2双转盘液膜光电催化反应器处理废水的过程125
3．4．3对罗丹明B的处理126
3．4．4处理其他染料废水128
3．4．5实际染料废水的DRPEC处理129
3．4．6双转盘液膜光电催化的降解机理130
3．5阳极斜板液膜光电催化（ASPEC）反应器性能136
3．5．1阳极斜板液膜光电催化反应器装置137
3．5．2阳极斜板液膜光电催化反应器处理废水的过程138
3．5．3光电催化降解RhB139
3．5．4ASPEC降解其他模拟染料废水148
3．5．5ASPEC降解实际印染废水150
3．5．6太阳光源下ASPEC降解模拟染料废水151
3．5．7N、F-TiO2/Ti阳极斜板液膜光电催化152
3．5．8TiO2/Ti和N、F-TiO2/Ti电极的催化性能比较153
3．6双极斜板液膜光电催化（DSPEC）反应器性能155
3．6．1双极斜板光电催化反应器装置155
3．6．2双极斜板液膜光电催化反应器处理废水的过程155
3．6．3不同过程处理苋菜红156
3．6．4苋菜红的脱色和矿化157
3．6．5自生电场和外加电场的比较157
3．6．6斜置Cu电极的作用158
3．6．7循环流量的影响159
3．6．8印染废水处理159
3．6．9Bi2O3-TiO2/Ti阳极DSPEC处理RBR159
3．7MFC电助双极斜板液膜光电催化（MPEC）反应器性能161
3．7．1MFC电助双极斜板液膜光电催化反应装置161
3．7．2MPEC反应器处理废水的过程161
3．7．3MFC的启动163
3．7．4MPEC处理RhB163
3．7．5MPEC处理苋菜红染料168
3．7．6MPEC处理实际印染废水170
3．7．7MPEC与生物法联用的实际应用前景预测171
参考文献171

第4章电化学氧化技术及其在垃圾渗滤液处理中的应用/175
4．1板框式电化学反应器处理焚烧发电厂垃圾渗滤液生化出水176
4．1．1板框式电化学反应器设计及实验流程177
4．1．2电化学氧化脱色效果179
4．1．3过程参数对COD和NH3-N去除的影响180
4．1．4电化学氧化去除COD的动力学及其机理探讨183
4．1．5反应器能耗比较分析185
4．2多通道电化学反应器处理垃圾渗滤液生化出水188
4．2．1多通道电化学反应器的设计及制作188
4．2．2电化学反应器能耗的计算190
4．2．3电流密度的影响190
4．2．4表观流速的影响192
4．2．5氯离子浓度的影响192
4．2．6比电极面积的影响193
4．2．7多通道电化学反应器能耗分析195
4．3电化学法去除生物源有机纳米胶体195
4．3．1实验流程及膜过滤通量的计算196
4．3．2电化学处理时间的影响196
4．3．3比电极面积的影响197
4．3．4电化学处理出水静置时间的影响198
4．3．5电化学处理出水静置过程中COD和余氯的变化规律199
4．3．6电化学处理前后垃圾渗滤液过滤性能的比较200
4．4电化学降解垃圾渗滤液生化出水中有机污染物的机理201
4．4．1实验方法及气质测定条件202
4．4．2垃圾渗滤液生化出水中有机污染物成分分析203
4．4．3电化学处理不同时间的废水中有机污染物的去除特性205
4．5垃圾渗滤液生化出水电化学处理出水的环境医学评价207
4．5．1实验水样水质及斑马鱼实验流程207
4．5．2电化学处理后出水的毒性分析208
4．5．3渗滤液生化出水的毒性分析210
参考文献211

第5章O3/Ca(OH)2氧化反应新体系及其应用/213
5．1微泡O3/Ca(OH)2氧化反应新体系214
5．1．1催化臭氧氧化反应器的应用现状214
5．1．2微纳米气泡在水处理中的应用215
5．1．3微泡O3/Ca(OH)2氧化反应新体系的提出218
5．2微泡反应器的设计及其传质和产生羟基自由基的性能218
5．2．1臭氧微泡反应器的设计与制作219
5．2．2臭氧微泡反应器处理废水过程中O3和·OH浓度的测定221
5．2．3臭氧微泡反应器数值模拟分析222
5．2．4不同操作参数对微泡反应器液相中O3和·OH浓度的影响229
5．2．5微泡反应器与传统鼓泡反应器的性能比较232
5．3O3/Ca(OH)2氧化处理垃圾渗滤液生化出水提高膜分离性能234
5．3．1垃圾渗滤液水质及实验装置235
5．3．2Ca(OH)2催化O3氧化处理生化出水小试实验效果240
5．3．3Ca(OH)2催化O3氧化处理生化出水中试实验效果245
5．3．4Ca(OH)2催化O3氧化处理生化出水提高反渗透性能247
5．3．5Ca(OH)2催化O3氧化处理生化出水提高纳滤性能及机理252
5．4O3/Ca(OH)2体系结合微泡反应器处理典型化工废水259
5．4．1O3/Ca(OH)2体系结合微泡反应器氧化处理酸性红18260
5．4．2O3/Ca(OH)2体系结合微泡反应器氧化处理苯酚废水268
5．4．3O3/Ca(OH)2体系结合微泡反应器氧化处理对硝基苯酚废水274
参考文献279

第6章类Fenton催化材料的制备及其应用/283
6．1Fe/AC催化材料的制备及表征284
6．1．1Fe/AC催化剂的制备285
6．1．2Fe/AC材料的DTA分析286
6．1．3Fe/AC材料的XRD分析286
6．1．4Fe/AC材料的FT-IR分析287
6．2Fe/AC催化H2O2降解双酚A的性能288
6．2．1实验流程及测定方法288
6．2．2AC对Fe3+的吸附性能 290
6．2．3不同铁源对Fe/AC材料性能的影响291
6．2．4载Fe3+量对Fe/AC催化性能的影响292
6．2．5煅烧温度对Fe/AC催化活性和稳定性的影响294
6．2．6Fe/AC催化剂的稳定性295
6．3Fe/AC催化H2O2降解双酚A的工艺优化296
6．3．1反应时间对催化降解BPA的影响297
6．3．2反应温度对催化降解BPA的影响297
6．3．3溶液pH值对催化降解BPA的影响298
6．3．4Fe3+ /H2O2摩尔比对催化降解BPA的影响 299
6．3．5过氧化氢用量对催化降解BPA的影响299
6．3．6Fe/AC催化降解BPA的动力学过程300
参考文献302

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作者简介

全学军，重庆理工大学化学化工学院院长、教授、博士导师。自1993年以来，主要开展资源化工与新材料和环境化工领域的教学科研工作。在四川大学工作期间（1993—2001年），主要针对攀枝花资源综合利用开展研究，完成了国家“八.五”重点科技攻关项目“攀钢高炉渣制取TiCl4和建筑材料的研究”子项目、国家“九.五”重点工业试验项目“200吨/年湿化学法超微TiO2粉体生产线建设”等重要科研项目。2001年6月至今，在重庆理工大学工作期间，针对复杂工业废水污染控制与资源化的需要，开拓了环境化工研究新领域，完成了“水力喷射空气旋流耦合场强化高浓氨氮废水脱氨传质机理”、“垃圾焚烧发电厂渗滤液处理新工艺与装备研发”、“高含硫高氨氮焦化废水生化处理新工艺”等国家自然基金和省部级项目。

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