水和廢水臭氧氧化

前言

水體中化合物的臭氧氧化是一個復(fù)雜的過程，其機理非常復(fù)雜，且影響因素眾多，但是開發(fā)經(jīng)濟合理的飲用水和廢水處理方法是完全可行的。為了充分利用這種潛力，有必要了解影響氧化過程的因素，以及各種因素的重要性和作用范圍。由于臭氧氧化與系統(tǒng)密切相關(guān)，在多數(shù)工業(yè)應(yīng)用前，要首先進(jìn)行實驗室實驗。因此臭氧氧化處理系統(tǒng)的設(shè)計人員、制造人員、研究人員，以及可能的工業(yè)生產(chǎn)運行人員，不僅要知道臭氧氧化的機理，而且要知道如何進(jìn)行實驗，以便可以對于實驗結(jié)果進(jìn)行解釋、推演和應(yīng)用?，F(xiàn)有的多數(shù)書籍只是集中論述飲用水或者廢水的處理，而很少同時考慮兩者或解釋兩者的本質(zhì)區(qū)別。只有極個別的書涉及到如何進(jìn)行臭氧氧化實驗。這本指南填補了這一空白。它包含了很多研究人員、教師和臭氧系統(tǒng)開發(fā)人員在實驗設(shè)計、制作、解釋和應(yīng)用方面中積累的經(jīng)驗；它來源于飲用水和廢水的長期實驗室研究、文獻(xiàn)評述、與主要專家的討論、令人百思不解的反饋問題和作者深思熟慮的經(jīng)驗；它可以為讀者在避免常見錯誤和免除不必要的工作方面提供實際幫助。本書不僅適用于當(dāng)前在工業(yè)界和研究領(lǐng)域中應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)，并希望優(yōu)化其系統(tǒng)的專業(yè)人員，也適應(yīng)于剛剛開始從事臭氧氧化工作的學(xué)生。目前雖然關(guān)于臭氧氧化的文獻(xiàn)有很多，但是一方面由于其專業(yè)程度太深，對初學(xué)者的實際應(yīng)用價值非常有限，另一方面由于其范圍太廣、內(nèi)容分散也不適于高級研究人員。這本實用指南用簡練的文字、表格和圖片評述了當(dāng)前大家關(guān)注的理論問題和有關(guān)結(jié)論，并附有重要的輔助性參考文獻(xiàn)。它不僅包含了初學(xué)者入門所需的足夠知識，并且可以很快將更詳細(xì)的內(nèi)容介紹給高級讀者。

內(nèi)容概要

本書包含兩部分：A部分是臭氧氧化概述，B部分是臭氧的應(yīng)用。A部分旨在提供臭氧氧化的一般背景，簡要地回顧了臭氧的毒理、反應(yīng)機理和臭氧氧化的工業(yè)應(yīng)用，這為其實驗研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。B部分旨在提供一些如何進(jìn)行實驗和應(yīng)用的信息。這部分首先討論了如何進(jìn)行實驗設(shè)計、所需設(shè)備、分析方法和數(shù)據(jù)評估，然后探討了進(jìn)行上述工作所需的理論基礎(chǔ)。其目的在于涵蓋臭氧氧化的基本知識，以便為實際應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)；這部分還包含了大量參考文獻(xiàn)，以便讀者可以更深入地研究臭氧氧化特性。B部分最后討論了臭氧氧化與其他處理過程的組合問題。

作者簡介

作者：（德國）克里斯蒂安·戈特沙克 （德國）尤迪·利比爾 （德國）阿德里安·紹珀 譯者：李風(fēng)亭 張冰如 張善發(fā) 等克里斯蒂安·戈特沙克，環(huán)境工程博士，1987年開始從事臭氧研究，一直在柏林工業(yè)大學(xué)和ASTeX公司從事飲用水和半導(dǎo)體行業(yè)中的臭氧研究和開發(fā)工作。尤迪·利比爾，柏林工業(yè)大學(xué)水質(zhì)控制教授，自1976年以來一直從事臭氧氧化和氧化方面的研究，尤其是臭氧／生物活性炭，廢水處理高級氧化過程中臭氧微絮凝機理研究。MartinJekel先生擁有化學(xué)工程博士學(xué)位，自1988年以來一直擔(dān)任教授職務(wù)。他特為本書撰寫了A3部分。阿德里安·紹珀，環(huán)境工程碩士，首先開始從事兩相體系的臭氧氧化研究，以后又從事三相體系研究。擔(dān)任柏林工業(yè)大學(xué)德國科學(xué)基金會stbl93課題“工業(yè)廢水的生物處理”的負(fù)責(zé)人。她撰寫了B6.3部分。

書籍目錄

A 臭氧概述  1 毒理學(xué)  2 反應(yīng)機理  3 工業(yè)應(yīng)用B臭氧應(yīng)用  1 實驗設(shè)計  2 實驗裝置和分析方法  3 傳質(zhì)過程  4 反應(yīng)動力學(xué)  5 臭氧氧化過程模擬臭氧在組合工藝中的運用

章節(jié)摘錄

插圖：自從1906年在尼斯第一次使用臭氧消毒飲用水起，臭氧應(yīng)用的數(shù)量和領(lǐng)域日益增多。臭氧可以用于地下水和地表水，以及生活與工業(yè)廢水，如游泳池和冷卻塔系統(tǒng)廢水的處理和凈化。利用臭氧的氧化性，例如，在紙漿和造紙工業(yè)中進(jìn)行漂白，在半導(dǎo)體工業(yè)中氧化金屬，臭氧氧化已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的一部分。由臭氧和臭氧衍生的氧化劑，例如羥基自由基OH°，在氧化和消毒過程中多重作用使之成為一種非常有效的氧化劑。一般來講，選擇臭氧是出于一兩種主要目的，但它也可能產(chǎn)生副作用，因此選擇臭氧時應(yīng)當(dāng)充分考慮到正反兩方面的影響。改進(jìn)工藝設(shè)計或運行條件可以減少或利用這些副作用。對于臭氧的多重作用，還必須考慮到在整個處理過程中臭氧氧化單元的最佳位置。每個臭氧氧化單元的效率及所需臭氧量取決于前段工序產(chǎn)生的水和廢水性質(zhì)（如顆粒物去除性能和生物降解性）。臭氧氧化對后續(xù)處理流程也有明顯的影響，例如，可以提高可溶性有機物的生物降解性。幾乎所有的臭氧氧化效果、相應(yīng)的氧化程度以及動力學(xué)模式，都取決于在臭氧接觸器和后續(xù)反應(yīng)器中所消耗的臭氧量。這就需要研究確定臭氧氧化階段的最佳運行參數(shù)，例如，特定消毒效率下的濃度時間曲線（concentration-time value），或單位質(zhì)量初始有機物所消耗的臭氧量。本章總結(jié)和概括了臭氧在水和廢水處理中的各種實際應(yīng)用情況，因此這些結(jié)果可以充分說明臭氧氧化過程的有效性和經(jīng)濟性。

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