廢水的催化還原處理技術

前言

在廢水治理領域，生物處理始終是主導工藝，廢水中有機污染物的處理，除分離方法外只能依靠生物氧化或化學氧化使之徹底降解為無機物，因此氧化方法一直被人們所關注，但工業(yè)廢水中的毒害有機物和難降解有機物，往往難以氧化，而大部分相對容易化學還原，并且還原產(chǎn)物對微生物的毒害作用降低、可生物降解性提高。城市污染控制國家工程研究中心在長期研究工業(yè)廢水處理的過程中逐漸清晰了這一認識，特別是2002年課題獲得國家“863計劃”資助后，課題組對催化還原方法進行了全面系統(tǒng)的研究，更為可喜的是該方法在生產(chǎn)中得到了大規(guī)模的推廣應用，為成為系列化、規(guī)范化的技術奠定了扎實的基礎，初步形成了催化還原的技術體系和理論構(gòu)架。馬魯銘教授作為“863計劃”課題的負責人，全面總結(jié)了課題組多年的研究成果，編寫了該書，內(nèi)容包括催化還原技術所依賴的電化學基礎，若干催化內(nèi)電解體系對多系列毒害有機物的轉(zhuǎn)化，催化鐵內(nèi)電解工藝的構(gòu)成及對典型工業(yè)廢水的處理，催化鐵內(nèi)電解法的工程實踐，以及由催化鐵內(nèi)電解拓展的混凝沉淀工藝、耦合的脫氮除磷工藝等。相信該書的這些內(nèi)容，不僅會對排水工程界的工程技術人員有所幫助，而且對水污染控制的研究人員也有參考價值。當然，作為廢水處理的新領域，盡管工程應用已取得了肯定的效果，但在研究工作中，特別是涉及基礎的研究，尚有不完善和欠缺的部分，希望讀者和同行專家給予批評指正。

內(nèi)容概要

《廢水的催化還原處理技術:原理及應用》從工業(yè)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出發(fā)，從硝基芳香烴類、偶氮類、高氯代烴和芳香烴類化合物的難生物降解性入手，闡述了催化還原處理技術的原理、應用及最新發(fā)展狀況，書中還給出了實際運行效果理想的工程應用實例?！稄U水的催化還原處理技術:原理及應用》分為三篇：第1篇為基礎篇，論述了催化內(nèi)電解法還原轉(zhuǎn)化毒害有機物的理論基礎及原理，并以典型毒害有機物系列為對象，闡述催化內(nèi)電解法電化學還原的可行性與還原轉(zhuǎn)化規(guī)律。第2篇為工藝篇，論述了催化鐵內(nèi)電解法處理技術與工藝，介紹工藝的構(gòu)成，處理化工、印染等行業(yè)廢水的工藝流程，以及實際工程應用情況。第3篇為發(fā)展篇，論述了催化鐵內(nèi)電解法除還原作用以外的功能拓展，介紹了催化鐵法與生物法耦合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；并利用鍍陰極手段，描述了催化鐵內(nèi)電解反應電極表面微觀變化，為工藝開發(fā)提供了理論依據(jù)；最后展望了催化鐵內(nèi)電解法的發(fā)展。

書籍目錄

序前言第1篇 內(nèi)電解還原轉(zhuǎn)化毒害有機物基礎研究第1章　毒害有機物主要類別及內(nèi)電解還原法1.1　毒害有機物主要類別及還原方法1.1.1　毒害有機物主要類別1.1.2　同系有機物毒害和抑制性規(guī)律1.1.3　毒害有機物還原產(chǎn)物及可生化性1.1.4　毒害有機物的還原方法1.2　內(nèi)電解法處理污水的機理1.2.1　內(nèi)電解法的發(fā)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(nèi)電解法與傳統(tǒng)內(nèi)電解法性能的比較第2章 內(nèi)電解反應還原有機物脫氯脫硝基2.1 內(nèi)電解法用于氯代有機物脫氯2.1.1　金屬催化還原體系的制備和表征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(guī)律2.2　內(nèi)電解法用于硝基苯類物質(zhì)脫硝基第3章 內(nèi)電解反應還原染料有機物脫色3.1 催化鐵內(nèi)電解對偶氮染料有機物轉(zhuǎn)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產(chǎn)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產(chǎn)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產(chǎn)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的降解產(chǎn)物分析3.6　12種染料物質(zhì)脫色效率與電化學特性比較3.7　催化鐵內(nèi)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(nèi)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(nèi)電解反應影響因素4.1　循環(huán)伏安分析法在廢水內(nèi)電解處理領域的應用4.1.1　循環(huán)伏安分析法的原理4.1.2　陰極材料對內(nèi)電解法還原效果的影響4.1.3　不同性質(zhì)的偶氮染料在銅電極上的電還原特性4.2　催化鐵內(nèi)電解材料的制備與表征4.3　催化鐵內(nèi)電解反應的影響因素4.3.1　多種催化鐵內(nèi)電解體系性能的對比4.3.2　反應動力學研究與影響因素4.4　催化鐵內(nèi)電解體系性能的穩(wěn)定性4.4.1　催化鐵內(nèi)電解體系反應性能4.4.2　催化鐵內(nèi)電解體系的表面特征分析4.4.3　溶液pH和溶解態(tài)鐵濃度的變化4.5　催化鐵內(nèi)電解還原反應機理4.5.1　含F(xiàn)e（Ⅱ）化合物的還原作用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(zhì)的電解還原5.1.1　直接電解法還原偶氮染料……第6章　催化鋁內(nèi)電解法第2篇　催化鐵內(nèi)電解法處理技術與工藝第7章　催化鐵內(nèi)電解生物預處理方法第8章　化工區(qū)綜合化工廢水生物預處理工程第9章　印染廢水的脫色及生物預處理工藝第10章　生物法／催化鐵內(nèi)電解法處理精細化工廢水第3篇　催化鐵內(nèi)電解方法拓展第11章　催化鐵法與生物法耦合短程脫氮硝化反硝化工藝第12章　催化鐵內(nèi)電解法去除廢水中陰離子表面活性劑第13章　催化鐵預處理各類其他工業(yè)廢水的可行性第14章　曝氣催化鐵混凝工藝第15章　鍍陰極內(nèi)電解法及其固定床反應器的研究第16章　有關催化鐵內(nèi)電解法的相關研究與發(fā)展展望參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 毒害有機物主要類別及內(nèi)電解還原法1.1 毒害有機物主要類別及還原方法1.1.1　毒害有機物主要類別隨著工業(yè)的發(fā)展，人類生產(chǎn)與生活中使用和產(chǎn)生的化學污染物數(shù)量迅速增加，污染物質(zhì)通過各種途徑進入水體，危害人體健康，尤其是部分人工合成有機物的危害更大。據(jù)檢測，在世界飲用水中發(fā)現(xiàn)。765種有機物，其中117種被認為或者懷疑為具有“三致”（致癌、致畸、致突變）作用。鑒于此，美國、歐盟（EU）、世界衛(wèi)生組織（wHO）、日本和中國先后提出了水（體）中“優(yōu)先控制污染物名單”。1977年美國環(huán)境保護署根據(jù)有機物的毒性、生物降解性以及在水體中出現(xiàn)的概率等因素，從7萬種污染物中篩選出65類129種優(yōu)先控制的污染物（uS preferred COntr01led pollutant in water），其中有機化合物有114種，占88.4％。這些優(yōu)先控制的污染物包括21種殺蟲劑、26種鹵代脂肪烴、8種多氯聯(lián)苯、11種酚、7種亞硝酸及其他化合物。1989年4月我國國家環(huán)境保護局提出了適合中國國情的“水中優(yōu)先控制污染物”（China preferred controlled pollutant in water）名單，俗稱“黑名單”（black list），包括14類68種有毒化學污染物，其中58種有機毒物，主要為揮發(fā)性氯代烴、苯系物、氯代苯類、酚類、硝基苯類、苯胺類、多環(huán)芳烴類、酞酸酯類、農(nóng)藥類等。毒害有機物具有共同特性：難降解、毒性大、殘留時間長（Smith et a1.，2002；王連生，2004），能夠通過食物鏈富集，產(chǎn)生“三致”作用，對人類健康產(chǎn)生長遠的危害。目前研究較多的主要有以下幾類：1.有機氯農(nóng)藥有機氯農(nóng)藥（OCPs）是一類廣譜、高效的低毒類農(nóng)藥，化學性質(zhì)穩(wěn)定，一般不溶于脂肪、脂類或有機溶劑。分為兩大類：一類為氯代苯及其衍生物，如六六六（HCH）、滴滴涕（DDT）等；另一類為氯化脂環(huán)類（萘、茚）制劑，如狄氏劑、艾氏劑、異狄氏劑、氯丹、七氯、毒殺芬等。有機氯農(nóng)藥的化學結(jié)構(gòu)和毒性大小雖各不相同，但理化性質(zhì)基本相似，如揮發(fā)性低、化學性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解、殘留期長。

編輯推薦

《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(yè)本科生、研究生教學參考書。

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