實用型水處理高級氧化技術與工程應用

本書涵蓋當前國內外出現的實用型水處理高級氧化技術的研發進展及其工程實踐，主要側重於國內外高級氧化技術催化劑開發及其研究進展，反應設備的研究現狀和工程案例討論。具體來說，主要介紹過氧化氫氧化技術，電催化氧化技術，臭氧氧化技術，光催化氧化技術，濕式氧化技術以及多種高級氧化技術組合，最後結合作者多年的工程實踐，針對幾類典型廢水從廢水特徵，技術可得性和適用性，建設和運行成本，現場條件等幾個角度進行廢水處理技術方案比選，以求為廣大環保工作者在工程建設中提供理論指導和經驗借鑒。

全書撰寫過程中力求實現實用性、創新性、前沿性和科學性的統一，可以作為水處理環保工作者的工具書，也可以作為高校環境工程專業研究生的教材使用。

第1章緒論1
1.1水資源與水污染概述1
1.2高級氧化技術概述4
1.2.1催化過氧化氫氧化技術5
1.2.2催化臭氧氧化技術7
1.2.3電催化氧化技術10
1.2.4光催化氧化技術12
1.2.5濕式氧化技術13
1.2.6催化濕式氧化技術15
1.2.7二氧化氯催化氧化技術16
1.2.8電子束輻照技術18
1.2.9超臨界水氧化技術19
參考文獻20

第2章催化過氧化氫氧化技術23
2.1引言23
2.2催化過氧化氫氧化機理24
2.2.1均相催化過氧化氫氧化機理24
2.2.2非均相催化過氧化氫氧化機理26
2.2.3催化過氧化氫氧化反應的影響因素27
2.3CWPO催化劑的研究進展29
2.3.1均相催化劑的研究進展29
2.3.2非均相氧化催化劑的研究進展31
2.3.3其他類型催化劑43
2.4CWPO反應器設備介紹45
2.4.1均相催化過氧化氫氧化反應設備45
2.4.2多相催化過氧化氫氧化反應設備46
2.5CWPO處理焦化廢水工程案例47
2.5.1項目簡介47
2.5.2廢水處理過程47
參考文獻48

第3章催化臭氧氧化技術55
3.1引言55
3.2臭氧氧化反應機理57
3.2.1直接氧化反應機理57
3.2.2間接氧化反應機理58
3.2.3均相催化臭氧氧化反應機理60
3.2.4非均相催化臭氧氧化反應機理61
3.3催化臭氧氧化催化劑的研究進展62
3.3.1整體情況介紹62
3.3.2均相催化劑的研究進展63
3.3.3非均相催化劑的研究進展63
3.4反應設備70
3.4.1臭氧發生器70
3.4.2臭氧檢測設備71
3.4.3微氣泡發生器72
3.5工程案例72
3.5.1河南某化肥廠反滲透濃水深度處理專案72
3.5.2造紙企業汙水處理廠提標改造專案74
3.6催化臭氧氧化技術存在的問題79
參考文獻79

第4章電催化氧化技術84
4.1引言84
4.2電化學氧化反應機理85
4.2.1直接陽極電化學氧化機理85
4.2.2間接電化學氧化反應機理86
4.2.3三維電極電化學氧化反應機理87
4.3電化學反應器87
4.3.1傳統電化學氧化反應器87
4.3.2三維電極電化學反應器89
4.4電化學氧化處理有機廢水的研究進展90
4.4.1主要電化學反應指標90
4.4.2直接陽極電化學氧化的研究進展91
4.4.3間接電化學氧化的研究進展101
4.4.4三維電極電化學氧化的研究進展109
4.4.5活性碳纖維三維電極電化學氧化降解苯酚廢水的實驗研究110
4.4.6多種電極電化學氧化降解間甲酚效果評價113
4.5工程實例121
4.5.1適宜於電化學氧化廢水水質特點121
4.5.2某焦化廠生化出水深度處理工程122
4.5.3徐州某工業園汙水處理廠提標改造工程124
參考文獻125

第5章濕式空氣氧化技術131
5.1引言131
5.2濕式氧化反應機理132
5.2.1濕式氧化反應機理132
5.2.2催化濕式氧化反應機理132
5.3催化濕式氧化催化劑的研究進展134
5.3.1均相催化劑的研究進展135
5.3.2非均相非貴金屬催化劑的研究進展137
5.3.3非均相貴金屬催化劑的研究進展142
5.3.4非均相非金屬催化劑的研究進展151
5.3.5催化濕式電氧化降解異氟爾酮的研究進展158
5.3.6限域單原子鎳碳納米管超結構載體負載貴金屬催化濕式氧化降解乙酸175
5.3.7污泥碳材料在不同氧化體系中不同催化行為的初步研究193
5.4催化濕式氧化反應設備203
5.4.1傳統間歇式反應釜203
5.4.2電極耦合間歇式反應釜204
5.4.3連續反應裝置206
5.4.4反應器材質207
5.5催化濕式氧化處理廢水工程案例208
5.5.1煙臺萬華高濃度廢水CWAO處理工程案例209
5.5.2北京天罡助劑高濃度廢水CWAO處理工程案例213
5.5.3深圳危廢處理站感光膠廢水CWAO處理工程案例215
參考文獻217

第6章高級氧化技術偶聯225
6.1引言225
6.2電芬頓法225
6.2.1電芬頓法的反應機理226
6.2.2電芬頓法的分類227
6.2.3電芬頓法影響因素228
6.2.4電芬頓反應器229
6.2.5電芬頓法工業應用229
6.3UV/O3氧化法231
6.3.1UV/O3氧化法的反應機理231
6.3.2UV/O3氧化法的主要應用232
6.3.3UV/O3催化氧化技術研究進展233
6.3.4UV-MicroO3技術234
6.4光芬頓法235
6.4.1光芬頓法的反應機理236
6.4.2光芬頓法的應用237
6.5臭氧-芬頓法238
6.5.1臭氧-芬頓法的反應機理238
6.5.2臭氧-芬頓法的應用238
6.6高級氧化-生化法239
6.6.1臭氧-生物法組合技術240
6.6.2芬頓-生化法組合技術241
6.6.3光氧化-生物法組合技術241
6.6.4生化-高級氧化法242
6.7氣體擴散電極的製備及電芬頓降解異氟爾酮的研究244
6.7.1電極SEM分析244
6.7.2電極XPS分析245
6.7.3BET和迴圈伏安曲線分析246
6.7.4AB與PTFE的品質比對H2O2生成和CE的影響247
6.7.5H2O2產量與SBET、孔隙體積、孔徑和SCV的關係248
6.7.6氧分壓及電流密度對H2O2及CE的影響249
6.7.7陰陽極協同降解IP251
參考文獻253

第7章水處理技術方法評價259
7.1引言259
7.2水處理技術篩選原則259
7.3廢水處理方案的確定261
7.3.1廢水基本特點261
7.3.2廢水處理方案設計思路261
7.3.3實驗室小試結果262
7.3.4中試實驗設計266
7.4水處理技術的全生命週期評價266
7.4.1全生命週期技術介紹266
7.4.2全生命週期方法在傳統汙水處理技術評價中的應用268
7.4.3全生命週期方法在非傳統水處理技術評價中的應用269
參考文獻271

第8章典型工程應用案例分析274
8.1煤化工廢水的處理工程實例274
8.1.1煤化工廢水零排放專案274
8.1.2焦化廢水深度處理專案278
8.2含油廢水處理藥劑篩選實例284
8.2.1項目概況285
8.2.2含油廢水淨水劑Ⅱ篩選研究285
8.2.3含油廢水混凝工藝淨水劑Ⅲ和淨水劑Ⅳ的篩選291
8.2.4現有工藝藥劑篩選中試實驗研究308
8.2.5出水水質及運行費用總結309
8.3含油廢水深度處理實例309
8.3.1項目概況309
8.3.2工藝流程及說明310
8.3.3中試結果311
8.4氰基樹脂廢水處理工程實例312
8.4.1項目概況312
8.4.2工藝流程及說明313
8.4.3主要構築物和設備參數314
8.4.4主要運行結果315
8.4.5經濟技術分析316
8.5聯萘酚廢水處理工程實例316
8.5.1項目概況316
8.5.2工藝流程及說明317
8.5.3主要構築物及設備參數319
8.5.4主要運行結果321
8.5.5經濟技術分析321
8.6芴酮廢水處理工程實例322
8.6.1項目概況322
8.6.2工藝流程及說明322
8.6.3主要構築物與設備參數325
8.6.4主要運行效果325
8.6.5經濟技術分析325
參考文獻326

附錄328
附錄1河南省地方標準《賈魯河流域水污染物排放標準》（DB 41/908—2014）328
附錄2河北省地方標準《大清河流域水污染物排放標準》（DB 13/2795—2018）335
附錄3遼寧省地方標準《遼寧省污水綜合排放標準》（DB 21/1627—2008）340
附錄4廣東省地方標準《廣州市污水排放標準》（DB 44 37—90）347
附錄5天津市地方標準《城鎮汙水處理廠污染物排放標準》（DB 12/599—2015）353