廢水的催化還原處理技術：原理及應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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馬魯銘 著

圖書標籤:

• 廢水處理
• 催化還原
• 環境工程
• 化學工程
• 汙染物降解
• 環境化學
• 催化劑
• 水處理技術
• 環境科學
• 綠色化學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030221476

版次：1

商品編碼：12117598

包裝：平裝

叢書名： 水處理科學與技術

開本：16開

齣版時間：2008-08-01

用紙：膠版紙

頁數：322

字數：406000

正文語種：中文

內容簡介

　　《廢水的催化還原處理技術：原理及應用》從工業廢水中毒害有機物難以被化學氧化卻較易被化學還原的共性齣發，從硝基芳香烴類、偶氮類、高氯代烴和芳香烴類化閤物的難生物降解性人手，闡述瞭催化還原處理技術的原理、應用及新發展狀況，書中還給齣瞭實際運行效果理想的工程應用實例。全書分為三篇：第1篇為基礎篇，論述瞭催化內電解法還原轉化毒害有機物的理論基礎及原理，並以典型毒害有機物係列為對象，闡述催化內電解法電化學還原的可行性與還原轉化規律。第2篇為工藝篇，論述瞭催化鐵內電解法處理技術與工藝，介紹工藝的構成，處理化工、印染等行業廢水的工藝流程，以及實際工程應用情況。第3篇為發展篇，論述瞭催化鐵內電解法除還原作用以外的功能拓展，介紹瞭催化鐵法與生物法耦閤的兩種脫氮除磷工藝、曝氣催化鐵混凝工藝以及利用催化鐵其他特點處理廢水的工藝；並利用鍍陰極手段，描述瞭催化鐵內電解反應電極錶麵微觀變化，為工藝開發提供瞭理論依據；最後展望瞭催化鐵內電解法的發展。
　　《廢水的催化還原處理技術：原理及應用》可作為水處理領域的科研人員、工程技術人員的參考讀物，也可作為高等院校相關專業本科生、研究生教學參考書。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1篇 內電解還原轉化毒害有機物基礎研究
第1章 毒害有機物主要類彆及內電解還原法
1．1 毒害有機物主要類彆及還原方法
1．1．1 毒害有機物主要類彆
1．1．2 同係有機物毒害和抑製性規律
1．1．3 毒害有機物還原産物及可生化性
1．1．4 毒害有機物的還原方法
1．2 內電解法處理汙水的機理
1．2．1 內電解法的發展
1．2．2 陰極電化學催化作用的理論基礎
1．2．3 銅電極催化效果的實驗驗證研究
1．2．4 催化內電解法與傳統內電解法性能的比較
第2章 內電解反應還原有機物脫氯脫硝基
2．1 內電解法用於氯代有機物脫氯
2．1．1 金屬催化還原體係的製備和錶徵
2．1．2 氯代有機物脫氯效果
2．1．3 氯代有機物的動力學方程
2．1．4 氯代有機物脫氯反應機理
2．1．5 脫氯規律
2．2 內電解法用於硝基苯類物質脫硝基
第3章 內電解反應還原染料有機物脫色
3．1 催化鐵內電解對偶氮染料有機物轉化的效果及電化學分析
3．2 酸性偶氮染料的降解研究
3．2．1 四種酸性偶氮染料的脫色降解
3．2．2 四種酸性偶氮染料的降解産物分析
3．3 活性染料的降解研究
3．3．1 三種活性偶氮染料的脫色降解
3．3．2 三種活性偶氮染料的降解産物分析
3．4 陽離子偶氮染料的降解研究
3．4．1 三種陽離子偶氮染料的脫色降解
3．4．2 三種陽離子偶氮染料的降解産物分析
3．5 其他類染料的降解研究
3．5．1 直接大紅4BS的脫色效果
3．5．2 中性深黃GL的脫色效果
3．5．3 直接大紅4BS和中性深黃GL的降解産物分析
3．6 12種染料物質脫色效率與電化學特性比較
3．7 催化鐵內電解對含有染料廢水的脫色和COD去除效果
3．8 混凝與還原作用對染料廢水脫色的貢獻
3．9 催化鐵內電解法對染料廢水脫色效果的影響因素分析
3．9．1 試驗方法
3．9．2 影響因素的正交試驗設計
3．9．3 單因素試驗
第4章 有機物還原特性及催化鐵內電解反應影響因素
4．1 循環伏安分析法在廢水內電解處理領域的應用
4．1．1 循環伏安分析法的原理
4．1．2 陰極材料對內電解法還原效果的影響
4．1．3 不同性質的偶氮染料在銅電極上的電還原特性
4．2 催化鐵內電解材料的製備與錶徵
4．3 催化鐵內電解反應的影響因素
4．3．1 多種催化鐵內電解體係性能的對比
4．3．2 反應動力學研究與影響因素
4．4 催化鐵內電解體係性能的穩定性
4．4．1 催化鐵內電解體係反應性能
4．4．2 催化鐵內電解體係的錶麵特徵分析
4．4．3 溶液pH和溶解態鐵濃度的變化
4．5 催化鐵內電解還原反應機理
4．5．1 含Fe（Ⅱ）化閤物的還原作用
4．5．2 微觀原電池的作用
4．5．3 雙金屬原電池的作用
第5章 毒害有機物電解還原法
5．1 偶氮染料物質的電解還原
5．1．1 直接電解法還原偶氮染料
……
第2篇 催化鐵內電解法處理技術與工藝
第3篇 催化鐵內電解方法拓展
參考文獻

前言/序言

　　在水汙染控製領域的實踐中，常見的棘手問題是難降解工業廢水的處理。這不僅是個技術問題，而且涉及廢水處理的總體規劃，即工業廢水從工廠汙水處理站，到工業園區和城市汙水處理廠重復使用生物處理方法的效果和閤理性。人們不禁要問：含有難降解和毒害有機物的工業廢水是否適宜生物法處理？這些汙染物質是否會“穿透”處理係統？由此，人們希望在工業廢水處理方麵能有與生物處理法在功能上相互彌補的技術。目前，對於水量大、水質復雜的工業廢水（如化工園區廢水），除化學混凝外，缺乏實用的物理化學處理方法。盡管研究成果錶明，高級氧化方法對難降解和毒害有機物有良好的處理效果，但一般情況下該方法僅適用於小水量、高濃度的工業廢水。因此，開發經濟可行、能與生物方法互補與耦閤的物理化學處理工藝，對工業廢水處理具有重要的意義。
　　我一直從事生物處理工藝研究，接觸到很多難降解工業廢水處理難題，並逐漸認識到工業廢水中毒害有機物的一些共性：如硝基芳香烴類、偶氮類、高氯烴和芳香烴類化閤物，它們難以化學氧化，卻較易化學還原，且還原轉化後的産物對微生物的毒性和抑製性大大減弱，可生物降解性提高；同時發現內電解方法可以産生良好的電化學還原效果。2002年主持承擔瞭國傢“863計劃”——高級催化還原技術與設備，由此開始瞭催化還原技術研究與開發的新階段。
　　課題組研究工作最早是從催化鐵內電解方法作為生物預處理工藝開始的，在處理化工區綜閤廢水的過程中，發現該工藝不僅達到瞭轉化工業廢水中的毒害有機物、提高廢水可生化性的目的，而且起到瞭化學除磷和強化生物脫氮的效果。隨後，開展瞭催化還原方法還原轉化毒害有機物（氯代有機物、硝基苯類、偶氮類等）的係列基礎研究，並利用電化學工作站和X射綫衍射等手段，嘗試弄清有機物在電極錶麵的電化學行為。針對不同行業廢水，開發齣多種形式的催化內電解工藝，並嘗試與生物處理方法結閤，形成瞭催化鐵與生物方法耦閤的兩種脫氮除磷工藝。利用催化鐵工藝形成鐵離子的特點，拓展應用範圍，形成曝氣催化鐵、催化鐵去除錶麵活性劑等多種工藝。最令我們欣慰的是：催化鐵內電解法得到瞭大規模的工程運用，且實際運行效果十分理想。由此，形成瞭本書的基本內容和框架，即本書分為三篇：第1篇為基礎篇，論述瞭催化內電解法還原轉化毒害有機物的理論基礎及原理，並以典型毒害有機物係列為對象，闡述催化內電解法電化學還原的可行性與還原轉化規律。第2篇為工藝篇，論述瞭催化鐵內電解法處理技術與工藝，介紹工藝的構成，處理化工、印染等行業廢水的工藝流程，以及實際工程應用情況。第3篇為發展篇，論述瞭催化鐵內電解法除還原作用以外的功能拓展，介紹瞭催化鐵與生物方法耦閤的兩種脫氮除磷工藝、曝氣催化鐵工藝以及利用催化鐵其他特點處理廢水的工藝；利用鍍陰極手段，描述瞭催化鐵內電解反應電極錶麵微觀變化，為工藝開發提供瞭理論依據；最後展望瞭催化鐵內電解法的發展。
　　本書所稱催化還原處理技術指帶有宏觀陰極的內電解技術，由於傳統的內電解技術沒有強調還原作用對轉化毒害有機物的貢獻，忽視瞭陰極電極的電化學催化作用，所以采用本書名以區分。
　　本書內容是課題組全體師生辛勤勞動的成果，絕大部分來自課題組的研究生學位論文和博士後齣站報告。作者對六年來各位研究生做齣的創造性勞動錶示由衷的感謝，他們是：吳德禮、王紅武、樊金紅、支霞輝、黃理輝、塗傳青、葛利雲、丁誌剛、賴世華、劉劍、葉張榮、馮俊麗、肖華、劉劍平、羅亮、盧毅明、石晶、張艷、金璿、孫必鑫、閔樂、曾小勇。在執行國傢“863計劃”（項目編號2002AA601270）課題過程中，高廷耀先生給予瞭我們關鍵性的指導，徐文英、周榮豐、張善發、陳玲等老師也做齣瞭重要的貢獻，在此一並錶示感謝。最後，還要感謝李國建老師對本書的校對和樊金紅、王紅武、吳德禮所做的文字工作。
　　課題組在催化還原領域繼續進行著研究工作，目前除國傢“863計劃”外，還得到瞭教育部、上海市科學技術委員會、江蘇省科技廳的資助，研究已取得瞭有價值的成果，如催化還原技術轉化環境激素類物質、催化鐵與水解酸化方法耦閤等，由於篇幅所限，這些成果沒能一一介紹。限於作者業務水平和精力的原因，本書肯定存在不少缺點和錯誤，懇請讀者予以批評指正。

現代水處理技術：深度淨化與資源迴收的前沿探索 圖書簡介 本書係統梳理瞭當前水處理領域中一係列前沿且高效的深度淨化技術，旨在為環境工程師、水處理專業研究人員以及相關行業從業者提供一個全麵、深入的技術參考手冊。本書聚焦於如何應對日益嚴峻的水質挑戰，特彆關注那些傳統工藝難以有效去除的新型汙染物以及實現水資源循環利用的關鍵技術路徑。 全書內容結構嚴謹，從水質汙染的本質特徵入手，逐步過渡到各類高級氧化、膜分離、吸附及生物修復技術的機理、設備選型、工程應用與經濟性評估。我們力求在理論深度與工程實踐之間架起一座堅實的橋梁。 第一部分：水質挑戰與深度淨化需求 本部分首先闡述瞭當前全球水環境麵臨的主要挑戰，不僅僅局限於常規汙染物（如BOD、COD、懸浮物）的控製，更深入探討瞭微量有機汙染物（PPCPs）、內分泌乾擾物（EDCs）、全氟和多氟烷基物質（PFASs）等“新興汙染物”（CECs）的來源、毒理學效應及其在水體中的遷移轉化規律。通過對這些復雜汙染物的深入剖析，本書論證瞭傳統活性汙泥法等一級、二級處理技術在應對現代工業和生活廢水復雜性方麵的局限性，從而引齣瞭發展和應用高效深度淨化技術的迫切性。同時，本部分也探討瞭水循環利用的國傢政策導嚮和技術標準要求，為後續章節奠定理論基礎。 第二部分：高級氧化技術（AOPs）的效能與優化 高級氧化技術是實現難降解有機物深度去除的核心手段之一。本書詳細介紹瞭臭氧氧化（O₃）、芬頓/類芬頓反應（Fenton/Fenton-like）、紫外/過硫酸鹽（UV/PDS）體係、光催化氧化（TiO₂ Photocatalysis）等主流AOPs的反應動力學、自由基（如羥基自由基•OH、硫酸根自由基•SO₄⁻）的生成機製及其選擇性。 重點內容包括： 1. 反應器設計與優化： 探討瞭不同氧化劑投加方式、反應pH值、催化劑負載技術對氧化效率的影響，並對比瞭微反應器與傳統釜式反應器的適用性。 2. 催化劑的創新： 深入分析瞭鐵基、碳基材料在類芬頓反應中提高穩定性和去除效率的潛力，以及非均相光催化劑的製備與光電協同效應。 3. 自由基的調控： 闡述瞭通過添加特定捕獲劑或改變反應條件來調控優勢氧化自由基的策略，以期提高對特定目標汙染物的去除效率並減少不必要的副産物生成。 第三部分：膜分離技術在水處理中的集成應用 膜技術因其截留效率高、占地麵積小等優點，已成為水處理領域不可或缺的一部分。本書對微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）進行瞭係統性的闡述，並著重分析瞭在高迴收率和高汙染負荷條件下的應用挑戰。 膜汙染的控製與清洗： 詳細分析瞭膜汙染的機理（包括有機物、膠體顆粒和微生物引起的汙染），並提齣瞭化學清洗方案（酸洗、堿洗、氧化清洗）的優化策略，以及動態預處理技術（如氣液反衝洗）的應用。 正滲透（FO）技術： 專門開闢章節討論瞭正滲透技術在廢水零排放（ZLD）和低能耗濃縮領域的應用前景，包括選擇閤適的拉索液（DSW）及其迴收技術。 膜生物反應器（MBR）： 結閤瞭生物降解與膜分離的MBR技術，重點討論瞭高汙泥濃度下的傳質阻力、絲狀菌控製以及膜通量衰減的長期監測與預測模型。 第四部分：吸附與離子交換的精細化管理 吸附和離子交換是處理痕量、高選擇性汙染物（如重金屬離子、陰離子染料、微量有機物）的有效手段。本書超越瞭對傳統活性炭的簡單介紹，重點關注瞭新型功能化吸附材料的研發。 金屬有機框架（MOFs）與共價有機框架（COFs）： 介紹瞭這類具有高比錶麵積和可設計孔道結構的材料在選擇性吸附重金屬和特定有機分子方麵的巨大潛力。 選擇性離子交換樹脂： 針對特定離子的交換動力學、再生效率的優化，以及在水體除鹽和特定元素迴收中的應用案例。 吸附劑的再生與循環利用： 探討瞭熱再生、溶劑萃取再生以及電化學再生方法對吸附劑壽命和運行成本的影響。 第五部分：集成係統設計與資源化路徑 現代水處理的發展趨勢是集成化和資源化。本書的最後一部分將上述單元技術進行有機結閤，構建適應復雜水質的集成係統。 串聯與並聯工藝優化： 提供瞭基於汙染負荷分析和目標水質要求的工藝流圖設計指南，例如“AOPs + UF + RO”用於生産高品質迴用水的流程。 汙染物資源迴收： 重點探討瞭如何從廢水中迴收有價物質，如磷的迴收（鳥糞石沉澱法、離子交換法）、氮的迴收（ANAMMOX工藝在深度脫氮中的應用），以及從濃縮液中迴收鹽分的技術路綫。 過程控製與自動化： 引入瞭傳感器技術、在綫監測係統（如ORP、TOC、特定離子電極）在實現水處理過程自動化控製中的應用，以確保齣水水質的穩定性和運行的經濟性。 本書內容涵蓋瞭從基礎理論到工程實踐的廣闊範圍，對於希望掌握現代水處理核心技術的專業人士而言，是不可多得的參考資料。全書案例豐富，圖錶詳實，強調實際操作中的技術抉擇與風險評估。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我立刻被它嚴謹而又充滿吸引力的標題所吸引——“廢水的催化還原處理技術：原理及應用”。作為一名對環境保護和水處理技術充滿好奇的普通讀者，我一直以來都對那些能夠化腐朽為神奇的技術感到著迷。這本書正是這樣一本，它承諾要揭開廢水“變廢為寶”的神秘麵紗，特彆是通過那些聽起來就很有科技感的“催化還原”方法。我特彆想瞭解，究竟是什麼樣的“催化劑”能夠讓那些令人頭疼的汙染物在水中“消失”，又或者轉化成無害的物質？書中的“原理”部分，我想象著會是一係列詳盡的化學反應方程式，但同時也希望它能用通俗易懂的語言解釋清楚這些復雜的機理，讓我這個非專業人士也能明白其中的奧妙。畢竟，技術再先進，如果無法被理解，它的魅力也會大打摺扣。而“應用”部分，則更是我期待的重點。我想知道，這些催化還原技術是否已經在現實世界的汙水處理廠中得到瞭廣泛應用？它們在處理哪些類型的廢水時效果最好？在工業生産、農業徑流，甚至是城市生活汙水中，它們又扮演著怎樣的角色？有沒有實際的案例研究，能夠直觀地展示這些技術帶來的改變？比如，處理後的水質是否達到瞭飲用水的標準？成本效益如何？是否比傳統方法更經濟環保？這些都是我希望在這本書中找到答案的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“廢水的催化還原處理技術：原理及應用”在我眼中，猶如一扇通往綠色未來之門的鑰匙。作為一名環境工程專業的學生，我深知當前廢水處理麵臨的巨大挑戰，尤其是那些傳統工藝難以解決的持久性有機汙染物和重金屬離子的殘留問題。催化還原技術，以其高效、選擇性和潛在的低能耗特性，一直是我研究的重點方嚮。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個係統深入學習的絕佳機會。我期待它能夠詳細闡述各種催化劑（如金屬納米顆粒、負載型催化劑、多相催化劑等）的設計原理、製備方法及其在不同催化還原反應中的性能。更重要的是，我希望書中能夠深入剖析催化還原過程的微觀機理，例如電子轉移路徑、活性物種的形成與作用、反應動力學等，並結閤光譜學、電化學等錶徵手段來證實這些機理。在應用層麵，我尤其關注該技術在處理高濃度、難降解有機廢水（如染料廢水、農藥廢水）以及去除重金屬離子（如六價鉻、汞、鉛）方麵的具體應用案例。書中是否有關於反應器設計、工藝優化、催化劑迴收與再生、以及與其它處理技術聯用的研究成果？這些都是我迫切想要瞭解的，它們將直接指導我未來的科研方嚮和實踐探索，幫助我更好地理解和掌握這一前沿技術，為解決實際環境問題貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在關注環保領域的新興技術，特彆是那些能夠從根本上解決汙染問題的方案。《廢水的催化還原處理技術：原理及應用》這本書的齣現，恰好滿足瞭我對於深入瞭解這一前沿技術的迫切需求。催化還原技術，顧名思義，是在催化劑的作用下，利用還原反應來去除廢水中的汙染物。這聽起來似乎是一種非常高效和有潛力的處理方式。我希望這本書能夠係統地介紹不同類型催化劑（例如，金屬基催化劑、氧化物催化劑、復閤催化劑等）的性能特點、作用機理以及它們在催化還原過程中的選擇性。尤其想瞭解，不同催化劑如何能夠針對性地降解或轉化特定汙染物，如持久性有機汙染物（POPs）、重金屬離子、硝酸鹽等。同時，書中對“原理”的闡述，我期望它能兼顧理論深度和實踐指導意義，深入探討催化還原反應的電子轉移過程、自由基的生成與轉化、以及影響反應效率的關鍵因素（如pH值、溫度、汙染物濃度、催化劑負載量等）。此外，“應用”部分是我最為關注的。我希望書中能夠提供大量實際案例，展示催化還原技術在不同工業廢水（如石化、印染、製藥、電鍍等）和市政汙水處理中的應用成效。這包括對反應器類型（如固定床反應器、流化床反應器、微通道反應器等）的選擇、工藝流程的設計、汙染物去除效率的評估、以及與現有處理工藝的耦閤與集成。同時，我也希望能瞭解到該技術在運行成本、能耗、催化劑的穩定性和再生能力以及環境安全性等方麵的綜閤評價，這將有助於我全麵認識催化還原技術的優勢與局限性。

評分☆☆☆☆☆

我一直對如何讓“壞東西”變成“好東西”的技術充滿著奇妙的想象，所以當看到《廢水的催化還原處理技術：原理及應用》這本書時，我心裏的那個“好奇寶寶”就被瞬間點燃瞭。廢水，在很多人看來就是需要被丟棄的髒東西，但如果有一種技術，能夠讓這些令人厭惡的物質，在特定的“魔法”下，變得無害甚至有用，那該是多麼瞭不起的事情！這本書的名字聽起來就像一本關於“化學煉金術”的指南。我腦海裏不禁勾勒齣一幅畫麵：無數微小的、擁有特殊能力的“催化劑”在水中活躍地工作著，將那些頑固的汙染物分解、轉化，就像變戲法一樣。我特彆想知道，這些“催化劑”到底是什麼？它們有什麼樣的“超能力”？又是如何施展它們的“魔法”的？書中的“原理”部分，我希望它能用那種能夠讓我拍案叫絕的邏輯，解釋清楚這背後的科學道理，最好能配上一些生動形象的圖解，讓我能像看一本有趣的科普讀物一樣，輕鬆地理解那些原本枯燥乏味的化學反應。而“應用”的部分，更是讓人充滿期待。我想知道，這些“神奇”的技術，是不是已經走齣瞭實驗室，真正地在我們的城市、我們的工廠裏，為我們淨化著每一滴水？有沒有那些感人的故事，講述著這項技術是如何讓曾經被汙染的河流重獲生機，讓曾經不堪入目的汙水變成可以二次利用的寶貴資源？我渴望瞭解那些真實的案例，看看這項技術在現實世界中，究竟能有多大的能量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對水汙染治理充滿熱情但又缺乏專業背景的讀者，我總是被那些能夠“化腐朽為神奇”的技術所吸引。當我第一次看到《廢水的催化還原處理技術：原理及應用》這本書的書名時，我的腦海裏立刻浮現齣一些關於“神秘化學反應”和“綠色轉型”的畫麵。我一直對“催化劑”這個概念感到新奇，它們就像是默默無聞的幕後英雄，能夠促成一些我們肉眼看不見的巨大變化。這本書的標題讓我覺得，它可能會揭示一種非常高效、甚至有點“魔法”般的水處理方法。我期待這本書的“原理”部分，能夠用一種非常直觀、易懂的方式，嚮我解釋清楚，到底是什麼樣的“催化”作用，能夠讓那些危害我們環境的“壞分子”在水中發生“變形”。我想知道，這些“催化劑”是如何工作的？它們是不是像小小的“清潔工”，把水中的汙染物一一分解，然後變成對我們無害的物質？有沒有一些生動的比喻或者形象的插圖，能夠幫助我理解這些復雜的化學過程？而“應用”部分，更是讓我充滿想象。我最想知道的是，這項技術是不是已經在現實生活中得到瞭廣泛的應用？它在處理我們身邊會遇到的各種廢水時，效果怎麼樣？比如，我們生活中産生的汙水，或者工廠排放的工業廢水，是不是可以用這種技術來處理？它在處理過程中，會不會産生二次汙染？成本高不高？是不是比我們現在用的方法更環保、更經濟？我希望這本書能給我一些真實的、令人振奮的案例，讓我看到這項技術是如何為我們的地球帶來改變的，就像看到一個治愈“疾病”的奇跡發生一樣。