目錄
前言
第1章 水處理的電化學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 水及其溶液的導(dǎo)電現(xiàn)象 1
1.1.1 水溶液的電導(dǎo) 1
1.1.2 水溶液中離子的電遷移 2
1.1.3 溶劑的介電效應(yīng) 4
1.2 水及其溶液的電解現(xiàn)象 4
1.2.1 電解池 4
1.2.2 法拉第(Faraday)電解定律 5
1.3 原電池 6
1.3.1 可逆電池 6
1.3.2 電動勢與能斯特(Nernst)方程 7
1.3.3 電極電位 8
1.3.4 幾種常見的電極 10
1.4 不可逆電極過程 11
1.4.1 極化現(xiàn)象 11
1.4.2 過電位 13
1.4.3 過電位的測定 14
1.5 金屬的電沉積 14
1.6 水中膠體粒子的電行為 16
1.6.1 溶肢的電泳 16
1.6.2 雙電層結(jié)構(gòu)和電位 17
1.6.3 溶肢粒子的結(jié)構(gòu) 18
參考文獻 20
第2章 污染物電化學(xué)降解原理與方法 21
2.1 電化學(xué)降解水中污染物方法概述 21
2.1.1 陽極氧化過程與機理 21
2.1.2 陰極還原過程與機理 25
2.1.3 常用的催化陽極 28
2.1.4 常用的催化陰極 31
2.1.5 電化學(xué)方法幾個基本概念 32
2.1.6 電化學(xué)氧化還原過程在污染物去除方面的應(yīng)用研究 33
2.2 新型催化陽極的制備及氧化降解有機污染物 36
2.2.1 熱處理對SnO2/Ti電極理化及電催化性能的影響 36
2.2.2 幾種電極電催化性能的比較 41
2.3 污染物的電遷移及其在兩極的氧化還原 46
2.3.1 反應(yīng)器特征 47
2.3.2 EK-EO方法對染料的脫色和降解機理 48
2.3.3 EK-EO過程中電流密度對有機物降解的影響 51
2.3.4 傳質(zhì)條件與反應(yīng)時間對EK-EO的影響 52
2.3.5 電解質(zhì)濃度對EK-EO的影響 54
2.4 活性炭纖維(ACF)陰極電Fenton方法對有機物的氧化降解 55
2.4.1 以ACF為陰極的電Fenton反應(yīng)器 57
2.4.2 ACF的性質(zhì) 58
2.4.3 ACF電極對有機物的吸附 61
2.4.4 ACF陰極和其他陰極材料的比較 61
2.4.5 電Fenton降解ARB過程中的UV-Vis光譜變化 64
2.4.6 電Fenton反應(yīng)機理 64
2.4.7 電Fenton反應(yīng)條件 70
2.4.8 電Fenton處理過程中可生化性變化 73
2.4.9 電Fenton反應(yīng)與Fenton試劑氧化比較 74
2.5 感應(yīng)電Fenton對有機物的氧化降解 75
2.5.1 ACF陰極感應(yīng)電Fenton反應(yīng)器 76
2.5.2 兩種電Fenton反應(yīng)器降解ARB 效能比較 76
2.5.3 感應(yīng)電Fenton與電Fenton反應(yīng)TOC去除動力學(xué)比較 77
2.5.4 兩種電Fenton反應(yīng)過程中的Fe2+和總鐵離子變化 78
2.5.5 兩種電Fenton反應(yīng)降解ARB過程中的pH 變化 79
2.5.6 感應(yīng)電Fenton降解ARB 的UV-Vis光譜變化 80
2.5.7 感應(yīng)電Fenton反應(yīng)原理 81
2.5.8 感應(yīng)電極有效面積及其影響 82
2.5.9 電流強度的影響 83
2.5.10 溶液初始pH的影響 83
2.6 光電Fenton水處理新方法 84
2.6.1 ACF陰極光電Fenton反應(yīng)器 85
2.6.2 紫外線對電Fenton反應(yīng)的影響 86
2.6.3 不同處理過程降解有機物比較 87
2.6.4 光電Fenton降解ARB的UY-Yis光譜 87
2.6.5 光電Fenton反應(yīng)原理 89
2.6.6 不同價態(tài)鐵離子的影響 90
2.6.7 電流強度對光電Fenton的影響 91
2.6.8 光電Fenton降解有機物過程中COD 變化 91
2.6.9 光電Fenton降解有機物過程中ICE和ACE變化 92
2.6.10 溶液初始pH的影響 93
2.6.11 光電Fenton反應(yīng)的穩(wěn)定性 93
2.6.12 初始濃度的影響 94
2.6.13 光電Fenton反應(yīng)的能效分析 94
2.7 電化學(xué)氧化殺菌滅藻 95
2.7.1 電化學(xué)氧化殺茵滅藻反應(yīng)器 98
2.7.2 電化學(xué)氧化殺藻效能及影響因素 99
2.7.3 電化學(xué)氧化去除藻毒素 110
參考文獻 119
第3章 水處理光電組合原理與方法 131
3.1 光電組合方法概述 131
3.1.1 光電催化氧化基本原理 131
3.1.2 用于光電催化的電極制備 133
3.1.3 光電催化降解水中有機污染物的研究進展 135
3.2 基于政性β-PbO2電極的光電水處理方法 141
3.2.1 改性β-PbO2電極的制備 141
3.2.2 改性β-PbO2電極的表征 144
3.2.3 電助光催化水處理裝置 150
3.2.4 電助光催化氧化過程研究 151
3.2.5 光助電催化氧化過程 165
3.3 光電一體化水處理方法 187
3.3.1 反應(yīng)器的設(shè)計 187
3.3.2 光電一體化反應(yīng)器對2-CP的降解 188
3.3.3 用于飲用水凈化的組合技術(shù)簡介 193
3.4 展望 196
參考文獻 198
第4章 水處理電化學(xué)凝聚原理與方法 205
4.1 電凝聚的基本原理 205
4.1.1 電絮凝的基本原理 205
4.1.2 電氣浮的基本原理 206
4.1.3 電凝聚電氣浮的基本原理 206
4.1.4 復(fù)板式電凝聚電氣浮反應(yīng)器的原理 208
4.2 電絮凝水處理方法與應(yīng)用 209
4.2.1 電絮凝過程的溶液物理化學(xué)要幸 209
4.2.2 電絮凝方法的主要電化學(xué)參數(shù) 212
4.2.3 電極的鈍化及消除 213
4.2.4 電絮凝反應(yīng)器的設(shè)計 214
4.2.5 電絮凝與化學(xué)絮凝的比較 217
4.2.6 電絮凝在飲用水處理中的應(yīng)用 219
4.2.7 電絮凝在廢水處理中的應(yīng)用 223
4.3 電氣浮水處理方法與應(yīng)用 226
4.3.1 電氣浮方法的主要特征 226
4.3.2 電氣浮過程的主要影響因素 227
4.3.3 電氣浮在水和廢水處理中的應(yīng)用 229
4.4 電凝聚電氣浮水處理方法及應(yīng)用 230
4.4.1 電凝聚電氣浮反應(yīng)器的設(shè)計要點 230
4.4.2 復(fù)極式電凝聚電氣浮反應(yīng)器的設(shè)計 231
4.4.3 主要參數(shù)的變化與影響 231
4.4.4 復(fù)板式電凝聚電氣浮方法在水處理中的應(yīng)用 237
4.4.5 電凝聚電氣浮在其他廢水處理中的應(yīng)用 241
4.5 展望 243
參考文獻 244
第5章 水處理電化學(xué)/生物原理和方法 246
5.1 電化學(xué)/生物水處理方法概述 246
5.1.1 方法的由來 246
5.1.2 電化學(xué)/生物水處理方法的主要原理 246
5.1.3 電化學(xué)/生物水處理方法的幾種組合形式 249
5.1.4 電化學(xué)-生物法在有機廢水處理中的應(yīng)用研究進展 252
5.1.5 電化學(xué)-生物法去除水中無機污染物研究進展 257
5.1.6 電化學(xué)-生物法同時去除水中無機和有機污染物研究進展 260
5.2 電化學(xué)-生物法去除水中硝酸鹽 260
5.2.1 有效電流定義 261
5.2.2 復(fù)三維電極生物膜方法 261
5.2.3 電化學(xué)氫硫組合自養(yǎng)反硝化方法 268
5.2.4 硫碳混合復(fù)三維電極生物膜自養(yǎng)反硝化方法 280
5.2.5 幾種反應(yīng)器比較 293
5.3 展望 294
參考文獻 294
第6章 水處理電磁技術(shù)原理與應(yīng)用 300
6.1 概述 300
6.2 變頻式電磁凈水反應(yīng)器 300
6.2.1 基本原理 300
6.2.2 反應(yīng)器構(gòu)造與性能 303
6.2.3 反應(yīng)器的工作特性 305
6.3 變頻電磁反應(yīng)器防垢與除垢 307
6.3.1 裝置與使用方法 307
6.3.2 水質(zhì)與電磁處理抑垢效果 308
6.3.3 變頻電磁水處理器除垢效果 314
6.4 變頻電磁反應(yīng)器殺菌效能 315
6.4.1 變頻方式對殺菌效果的影響 315
6.4.2 管材對殺菌效果的影響 316
6.4.3 繞線圈數(shù)、粗細(xì)、組數(shù)對殺菌效果的影響 317
6.4.4 水質(zhì)對殺菌效果的影響 317
6.4.5 作用時間對處理效果的影響 318
6.4.6 pH對殺菌效果的影響 319
6.4.7 水溫對殺菌效果的影響 320
6.5 電磁殺藻除藻效應(yīng) 320
6.5.1 滅藻實驗系統(tǒng) 320
6.5.2 脈沖變頻電磁場殺藻效能 321
6.6 應(yīng)用實例 331
6.6.1 除垢防垢 331
6.6.2 殺菌消毒 332
6.7 展望 334
參考文獻 334
第7章 強化內(nèi)電解水處理技術(shù) 336
7.1 內(nèi)電解技術(shù)概述 336
7.1.1 內(nèi)電解技術(shù)原理 336
7.1.2 內(nèi)電解水處理方法與應(yīng)用 339
7.1.3 新型內(nèi)電解填料及反應(yīng)器研究 342
7.1.4 內(nèi)電解方法與其他技術(shù)聯(lián)用 343
7.1.5 內(nèi)電解方法處理有機物機理研究 344
7.1.6 內(nèi)電解處理方法的優(yōu)點及存在的問題 345
7.2 轉(zhuǎn)鼓式強化內(nèi)電解反應(yīng)器 346
7.2.1 半浸入式轉(zhuǎn)鼓反應(yīng)器 347
7.2.2 浸入式轉(zhuǎn)鼓內(nèi)電解反應(yīng)器 352
7.3 超聲強化內(nèi)電解方法 356
7.3.1 超聲強化還原鐵粉處理酸性橙II 356
7.3.2 超聲強化鐵粉銅粉的內(nèi)電解方法 358
7.3.3 超聲強化鐵/炭內(nèi)電解方法 363
7.3.4 酸性橙E的內(nèi)電解過程與機理 375
7.4 超聲內(nèi)電解反應(yīng)器 379
7.4.1 超聲鐵/炭內(nèi)電解組合反應(yīng)器基本構(gòu)造 379
7.4.2 組合內(nèi)電解反應(yīng)器的水處理效果及主要影響因素 380
7.4.3 超聲轉(zhuǎn)鼓式內(nèi)電解反應(yīng)器 383
7.5 展望 383
參考文獻 386
第8章 水處理過程的電動特性與應(yīng)用技術(shù) 390
8.1 概述 390
8.1.1 流動電流理論的研究與發(fā)展 390
8.1.2 流動電流的檢測 394
8.1.3 流動電流的應(yīng)用 396
8.2 流動電流的基本特性 400
8.2.1 流動電流的產(chǎn)生機理 401
8.2.2 水中肢體粒子的理想流動電流模型及其動電相關(guān)因素 402
8.2.3 流動電流的基本性質(zhì) 406
8.2.4 SCD中流動電流模型及其與E電位的關(guān)革 408
8.3 影響流動電流的相關(guān)因素及其過程 416
8.3.1 濁質(zhì)、混凝劑及其相關(guān)作用過程的流動電流特征 416
8.3.2 協(xié)同平衡過程中流動電流的變化 423
8.3.3 水中共存物質(zhì)對流動電流的影響 446
8.4 流動電流的應(yīng)用問題 455
8.4.1 流動電流控制水處理藥劑投加量原理 455
8.4.2 SCD應(yīng)用的一般范圍和條件 457
參考文獻 459