化學法水處理過程與設備

第1章緒論
1.1中國的水資源現(xiàn)狀1
1.1.1水資源的分布1
1.1.2水資源量4
1.2水的循環(huán)5
1.2.1水的自然循環(huán)5
1.2.2水的社會循環(huán)6
1.3廢水的水質6
1.3.1生活污水和城市污水的水質7
1.3.2工業(yè)廢水的水質8
1.4水污染物排放標準的分類與制定原則9
1.4.1《污水綜合排放標準》10
1.4.2《行業(yè)水污染物排放標準》13
1.4.3《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》13
1.4.4《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》13
1.4.5《城市污水再生利用》系列標準15
1.5廢水處理工藝15
1.5.1廢水處理程度的分級15
1.5.2工業(yè)廢水的處理方式16
1.6水和廢水的化學處理方法16
1.6.1化學處理方法的原理17
1.6.2化學處理方法的分類18
第2章中和
2.1酸性廢水與堿性廢水20
2.2酸性廢水的中和處理21
2.2.1用堿性廢水或堿性廢渣中和22
2.2.2投藥中和23
2.2.3過濾中和25
2.3堿性廢水的中和方法28
參考文獻29
第3章化學混凝
3.1膠體的特性與結構30
3.1.1膠體的特性30
3.1.2膠體的結構31
3.1.3膠體的穩(wěn)定性33
3.1.4膠體的凝聚34
3.2水的混凝過程34
3.2.1混凝過程34
3.2.2混凝劑35
3.2.3助凝劑39
3.2.4混凝效果的影響因素39
3.2.5混凝試驗41
3.3混凝過程的機理41
3.3.1雙電層壓縮理論42
3.3.2吸附電中和作用機理43
3.3.3吸附架橋作用機理43
3.3.4網(wǎng)捕或卷掃機理44
3.3.5鋁鹽在水中的化學反應及其混凝機理44
3.4混凝過程的動力學46
3.4.1碰撞速率與混凝速率46
3.4.2速度梯度的計算47
3.4.3混凝控制指標49
3.4.4混凝工藝一般流程及設計要點50
3.5混凝的應用50
3.5.1給水處理50
3.5.2廢水處理51
參考文獻51
第4章化學沉淀
4.1基本原理53
4.1.1沉淀的化學平衡53
4.1.2化學沉淀法的分類55
4.2氫氧化物沉淀法55
4.3硫化物沉淀法58
4.4碳酸鹽沉淀法59
4.4.1水的化學軟化60
4.4.2石灰純堿軟化法61
4.4.3石灰石膏軟化法62
4.5鐵氧體沉淀法63
4.6其他沉淀法64
4.6.1鋇鹽沉淀法64
4.6.2鹵化物沉淀法65
4.6.3磷酸鹽沉淀法66
4.6.4磷酸銨鎂沉淀法66
4.6.5有機試劑沉淀法66
4.7化學沉淀法在廢水處理中的應用67
4.8化學還原法68
4.8.1化學還原法的分類68
4.8.2還原法除鉻69
4.8.3還原法除汞70
4.8.4還原法除銅71
參考文獻72
第5章投藥、混合、反應設備
5.1投藥設備73
5.1.1藥劑投加方法73
5.1.2藥劑干式投配設備74
5.1.3藥劑濕式投配設備74
5.2混合設備77
5.2.1機械攪拌混合77
5.2.2水力混合79
5.2.3水泵混合81
5.3反應設備81
5.3.1水力隔板反應池82
5.3.2渦流反應池83
5.3.3機械攪拌反應池84
5.3.4折板反應池86
5.3.5其他形式反應池86
5.4沉淀池87
5.4.1平流式沉淀池87
5.4.2豎流式沉淀池92
5.4.3輻流式沉淀池94
5.4.4斜板(管)式沉淀池96
5.5清泥設備99
5.5.1刮泥機和濃縮機100
5.5.2吸泥機103
參考文獻106
第6章離子交換
6.1離子交換法的基本原理108
6.1.1離子交換平衡108
6.1.2離子交換速率109
6.2離子交換劑與離子交換樹脂110
6.2.1離子交換劑110
6.2.2離子交換樹脂的結構111
6.2.3離子交換樹脂的類型112
6.2.4離子交換樹脂的命名和型號113
6.2.5離子交換樹脂的物理性能114
6.2.6離子交換樹脂的化學性質115
6.2.7離子交換樹脂的選用117
6.2.8樹脂的保存118
6.2.9新樹脂的使用118
6.2.10樹脂的鑒別118
6.3水中常見溶解離子與軟化除鹽濃度表示方法118
6.3.1水中常見溶解離子118
6.3.2水的硬度的表示方法119
6.3.3水的純度的表示方法119
6.3.4軟化除鹽計算的離子濃度常用單位119
6.3.5水中陰陽離子的關系120
6.4離子交換反應的特性及其軟化除鹽原理120
6.4.1軟化與除鹽的目的及基本方法120
6.4.2離子交換反應特性120
6.4.3離子交換軟化除鹽基本原理122
6.5離子交換法軟化與除鹽工藝123
6.5.1軟化與除堿工藝流程123
6.5.2復床、混床除鹽工藝流程125
6.6離子交換器的工作過程127
6.6.1固定床離子交換器間歇工作過程127
6.6.2一級復床的工作過程131
6.6.3連續(xù)式離子交換器工作過程132
6.7離子交換器133
6.7.1固定床離子交換器133
6.7.2移動床離子交換器137
6.7.3連續(xù)床離子交換器137
6.7.4混合床離子交換器138
6.7.5浮動床離子交換器138
6.7.6雙室浮動床離子交換器140
6.7.7回程式離子交換器141
6.7.8離子交換柱142
6.8再生液系統(tǒng)和除二氧化碳器143
6.8.1再生液系統(tǒng)143
6.8.2除二氧化碳器144
6.9離子交換裝置的計算與設計145
6.9.1設計依據(jù)145
6.9.2系統(tǒng)的參數(shù)計算145
6.10離子交換樹脂的變質、污染及其防治146
6.10.1樹脂的變質146
6.10.2樹脂的污染及防治147
6.11離子交換法工業(yè)廢水處理流程及其應用148
6.11.1離子交換法處理工業(yè)廢水的特點148
6.11.2離子交換法處理工業(yè)廢水的應用148
參考文獻152
第7章常溫化學氧化
7.1空氣氧化153
7.1.1空氣氧化的機理153
7.1.2地下水除鐵和錳154
7.1.3空氣氧化除硫158
7.2臭氧氧化159
7.2.1臭氧的理化性質159
7.2.2臭氧氧化降解有機物的機理161
7.2.3臭氧的制備163
7.2.4臭氧發(fā)生器164
7.2.5臭氧接觸氧化反應器166
7.2.6臭氧接觸反應裝置設計169
7.2.7尾氣處理171
7.2.8臭氧過氧化氫組合工藝171
7.2.9臭氧氧化法在水處理中的應用172
7.3過氧化氫氧化176
7.3.1過氧化氫的主要物理化學性質176
7.3.2過氧化氫的制備178
7.3.3過氧化氫在環(huán)境工程中的應用179
7.3.4Fenton試劑的催化機理及氧化性能181
7.3.5Fenton試劑的類型182
7.3.6影響Fenton反應的因素183
7.3.7Fenton試劑在廢水處理中的應用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氯氧化法在廢水處理中的應用193
7.4.4二氧化氯氧化法194
7.5高錳酸鉀氧化203
7.5.1高錳酸鉀的主要物理化學性質203
7.5.2高錳酸鉀的制備204
7.5.3高錳酸鉀在水處理中的應用204
7.6高鐵酸鉀氧化205
7.6.1高鐵酸鉀的物理化學性質206
7.6.2高鐵酸鉀的制備207
7.6.3高鐵酸鉀在水處理中的應用208
7.6.4高鐵酸鉀氧化處理苯酚的機理210
參考文獻211
第8章濕式空氣氧化
8.1濕式空氣氧化技術及其特點212
8.2濕式空氣氧化的機理及動力學研究213
8.2.1濕式空氣氧化的機理213
8.2.2濕式空氣氧化的動力學研究214
8.3濕式空氣氧化的影響因素215
8.4濕式空氣氧化的工藝流程與設備217
8.4.1濕式空氣氧化的工藝流程217
8.4.2濕式氧化的主要設備221
8.5濕式空氣氧化的應用221
8.6催化濕式氧化技術225
8.6.1催化濕式氧化常用的催化劑226
8.6.2均相催化濕式氧化227
8.6.3非均相催化濕式氧化227
8.6.4催化濕式氧化在有機廢水處理中的應用231
參考文獻232
第9章超臨界水氧化法
9.1超臨界水及其特性233
9.1.1超臨界水233
9.1.2超臨界水的特性234
9.2超臨界水氧化反應236
9.2.1超臨界水氧化236
9.2.2催化超臨界水氧化237
9.3超臨界水氧化反應動力學、反應路徑和機理240
9.3.1超臨界水氧化反應動力學240
9.3.2超臨界水氧化反應路徑和機理242
9.4超臨界水氧化過程的工藝計算及流程244
9.4.1超臨界水氧化的需氧量及反應熱244
9.4.2超臨界水氧化的工藝流程245
9.5超臨界水氧化裝置246
9.5.1超臨界水氧化試驗裝置246
9.5.2超臨界水氧化工業(yè)裝置248
9.6反應器251
9.6.1反應器的分類251
9.6.2反應器的設計257
9.7基于超臨界水氧化過程的多聯(lián)產能源系統(tǒng)流程258
9.7.1與熱量回收系統(tǒng)的耦合259
9.7.2與熱量回收系統(tǒng)和蒸發(fā)過程的耦合260
9.7.3與熱量回收系統(tǒng)和透平系統(tǒng)的耦合261
9.7.4與熱量回收系統(tǒng)及透平系統(tǒng)和蒸發(fā)過程的耦合263
9.8超臨界水氧化技術在廢水處理中的應用264
9.9超臨界水氧化設備的腐蝕與防護269
9.9.1超臨界水氧化反應過程中金屬材質腐蝕的分類269
9.9.2材質腐蝕的分析方法270
9.9.3國內外超臨界水氧化材質腐蝕試驗研究271
參考文獻276
第10章焚燒
10.1焚燒處理流程及其特點278
10.1.1焚燒處理流程278
10.1.2有機廢液焚燒存在的問題279
10.2焚燒爐280
10.2.1液體噴射焚燒系統(tǒng)280
10.2.2回轉窯焚燒爐282
10.2.3流化床焚燒爐283
10.3有機廢液的熱值估算285
10.4理論空氣量與煙氣組成286
10.4.1理論空氣量286
10.4.2理論煙氣組成286
10.4.3理論煙氣焓286
10.5焚燒技術的應用287
參考文獻288
第11章電化學法
11.1電化學反應的原理及其分類289
11.1.1電化學氧化法290
11.1.2電化學還原法290
11.1.3電氣浮法291
11.1.4電解凝聚法291
11.1.5微電解法293
11.2電化學反應器293
11.2.1二維反應器293
11.2.2三維反應器294
11.3電解槽296
11.3.1電極反應296
11.3.2法拉第電解定律297
11.3.3分解電壓與極化現(xiàn)象297
11.3.4電解槽的分類及構造298
11.3.5電解槽的工藝設計301
11.4電解法在水處理中的應用30２
11.4.1電解氧化法處理廢水30２
11.4.2電解還原法處理無機污染物303
11.4.3電解凝聚與電解氣浮306
11.4.4電解消毒309
11.5電化學技術的發(fā)展方向309
11.5.1陽極材料309
11.5.2電化學反應器310
11.5.3電化學組合工藝311
11.5.4生物膜電極311
參考文獻312
第12章光化學氧化
12.1光化學氧化的機理313
12.1.1光化學氧化的特點313
12.1.2羥基自由基的性質314
12.1.3光化學氧化的基本原理314
12.2光化學氧化系統(tǒng)316
12.2.1光源316
12.2.2水的紫外光吸收系數(shù)和穿透深度316
12.2.3光強度和劑量317
12.2.4光學材料的應用317
12.2.5光化學反應器317
12.3光化學氧化與其他工藝的組合319
12.3.1UV/O3氧化反應319
12.3.2UV/H2O2氧化反應321
12.3.3UV/H2O2/O3氧化反應322
12.3.4UV/US氧化反應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光催化反應器327
12.5.1光催化反應器的分類328
12.5.2固定床光催化反應器329
12.5.3管式光催化反應器331
12.5.4光導纖維式光催化反應器333
12.5.5流化床光催化反應器333
12.6光電催化氧化337
12.6.1光電催化氧化的原理337
12.6.2光電催化氧化反應裝置338
12.7光催化氧化的應用338
12.8超聲氧化341
12.8.1超聲氧化的基本原理341
12.8.2超聲降解水中有機污染物效果的影響因素343
12.8.3超聲降解水中難降解有機污染物的研究及應用344
12.9廢水的輻射處理345
參考文獻346