污水電化學處理技術

第1章緒論1

第2章電絮凝技術3

2.1電絮凝的技術原理及基本理論3

2.1.1電化學溶解3

2.1.2電化學還原4

2.1.3電凝聚作用5

2.1.4電解氣浮作用6

2.1.5極化作用7

2.2電絮凝的技術特點8

2.2.1技術特點8

2.2.2電絮凝與化學絮凝的不同9

2.2.3電絮凝體系的要素10

2.3電絮凝技術在水處理領域中的應用11

2.3.1電絮凝技術在重金屬廢水處理中的應用11

2.3.2電絮凝技術在印染廢水處理中的應用12

2.3.3電絮凝技術在地下水及飲用水處理中的應用14

2.4周期換向電凝聚技術15

2.4.1技術原理及研究適用范圍15

2.4.2周期換向電凝聚體系的優(yōu)勢以及組成16

2.4.3運行效果分析17

2.4.4反應機理24

參考文獻31

第3章電化學氧化技術33

3.1電化學氧化/還原技術的基本原理33

3.1.1陽極氧化過程33

3.1.2芬頓氧化反應34

3.1.3陽極材料35

3.1.4芬頓體系陰極材料39

3.2電化學氧化技術的特點41

3.2.1技術優(yōu)勢41

3.2.2體系組成42

3.3電化學氧化技術在水處理領域中的應用42

3.4陰極催化還原-電解氯氧化技術44

3.4.1技術原理45

3.4.2體系組成及電極制備46

3.4.3體系運行效果47

參考文獻124

第4章電滲析技術126

4.1電滲析技術的基本原理及理論126

4.1.1液相傳質126

4.1.2菲克定律127

4.1.3唐南平衡理論128

4.1.4電滲析技術原理128

4.2電滲析技術的體系特點和組成129

4.2.1體系特點129

4.2.2體系組成130

4.3電滲析技術在水處理領域中的應用131

4.4雙極膜電滲析技術132

4.4.1雙極膜電滲析的基本原理132

4.4.2雙極膜電滲析技術在水處理領域中的應用133

4.5反向電滲析技術134

4.5.1發(fā)電原理135

4.5.2系統(tǒng)組成及影響因素136

4.6擴散滲析-電滲析技術137

4.6.1技術原理及體系構建138

4.6.2運行效果分析142

參考文獻174

第5章電容去離子技術175

5.1電容去離子技術的原理及技術特點175

5.1.1雙電層理論175

5.1.2CDI體系對離子態(tài)污染物的去除機制177

5.1.3技術特點178

5.2CDI體系的電極材料184

5.2.1活性炭基材料185

5.2.2炭氣凝膠186

5.2.3碳納米管及碳纖維材料186

5.2.4石墨烯及其改性材料187

5.3CDI技術在水處理領域中的應用189

5.3.1海水淡化及苦咸水脫鹽189

5.3.2重金屬離子的去除190

5.3.3含氮含磷離子的去除190

5.4電極材料電容、電阻及循環(huán)充放電性能的評價方法191

5.4.1循環(huán)伏安法191

5.4.2交流阻抗法192

5.4.3計時電位法192

5.5基于響應面優(yōu)化分析的電容去離子技術（RSM-CDI）194

5.5.1CDI系統(tǒng)的構建194

5.5.2電極的制備195

5.5.3運行參數(shù)對CDI過程脫鹽效率的影響196

5.5.4運行參數(shù)對CDI過程電能消耗的影響203

5.5.5基于響應面法的CDI脫鹽工藝參數(shù)優(yōu)化206

5.5.6CDI過程電極再生性216

5.5.7CDI技術強化與改進218

5.5.8提高CDI脫鹽效率并降低能耗的機理229

參考文獻245

第6章微生物電化學水處理技術247

6.1微生物電化學水處理技術的基本原理及特點247

6.1.1微生物燃料電池247

6.1.2微生物電解池248

6.1.3技術特點249

6.2微生物電化學技術在水處理領域中的應用250

6.3原位電凝聚膜生物處理技術254

6.3.1現(xiàn)狀254

6.3.2原位電凝聚生物膜反應器的開發(fā)257

6.3.3原位電凝聚膜生物反應器不同操作條件下的污水處理性能260

6.3.4原位電凝聚膜生物反應器不同操作條件對膜污染速率的影響265

6.3.5原位電凝聚膜生物反應器同步硝化反硝化脫氮269

6.3.6電凝聚強化膜生物反應器同步硝化反硝化機理279

6.3.7原位電凝聚膜生物反應器處理印染廢水287

6.3.8原位電凝聚膜生物反應器與其他反應器對比實驗292

6.3.9原位電凝聚膜生物反應器中微生物群落結構變化296

參考文獻2992100433B

《污水電化學處理技術》系統(tǒng)地介紹了幾種廢水電化學處理技術的基本原理、工藝流程、設計計算、操作管理等。全書共分6章，內容包括緒論、電絮凝、電化學氧化、電滲析、電容去離子、微生物電化學水處理等技術體系。

本書可供水污染治理和水環(huán)境管理者、環(huán)境工程專業(yè)學生及工作者參考。

現(xiàn)代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理，一般根據(jù)水質狀況和處理后的水的去向來確定污水處理程度。

污水處理一級處理

主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。

污水處理二級處理

主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質（BOD，COD物質），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準，懸浮物去除率達95%出水效果好。

污水處理三級處理

進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。

整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后，經過格柵或者篩率器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理（即物理處理），初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床），生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被最后利用。

在全球普遍倡導可持續(xù)發(fā)展理念影響下，我國已將建設節(jié)約型社會和走循環(huán)經濟道路的經濟發(fā)展模式擺到了極高的戰(zhàn)略位置。資源與能源的日益匱乏使得人們不斷反思傳統(tǒng)污水-廢物處理技術，繼而產生了發(fā)展可持續(xù)污水-廢物處理技術的思想與行動。與傳統(tǒng)觀念不同，可持續(xù)污水處理技術首先將污水視作為資源與能源的載體，其次強調以回收為目的的可持續(xù)技術本身資源與能源消耗量應最低。

基于這樣一種技術思想，本書首先對傳統(tǒng)污水處理技術中存在的弊端一一作了剖細。在此基礎上，提出了發(fā)展可持續(xù)污水-廢物處理技術的基本思路，并指出了相應技術發(fā)展方向。

本書主要根據(jù)作者近年來國內外研究成果并參考大量學術思想下的國際相關學術文獻匯集而成。本書并非單純介紹技術，主要是體現(xiàn)一種新學術思想下的國際技術發(fā)展動態(tài)。

內容簡介

在全球普遍倡導可持續(xù)發(fā)展理念影響下，我國已將建設節(jié)約型社會和走循環(huán)經濟道路的經濟發(fā)展模式擺到了極高的戰(zhàn)略位置。資源與能源的日益匱乏使得人們不斷反思傳統(tǒng)污水-廢物處理技術，繼而產生了發(fā)展可持續(xù)污水-廢物處理技術的思想與行動。與傳統(tǒng)觀念不同，可持續(xù)污水處理技術首先將污水視作為資源與能源的載體，其次強調以回收為目的的可持續(xù)技術本身資源與能源消耗量應最低。 基于這樣一種技術思想，本書首先對傳統(tǒng)污水處理技術中存在的弊端一一作了剖細。在此基礎上，提出了發(fā)展可持續(xù)污水-廢物處理技術的基本思路，并指出了相應技術發(fā)展方向。 本書主要根據(jù)作者近年來國內外研究成果并參考大量學術思想下的國際相關學術文獻匯集而成。本書并非單純介紹技術，主要是體現(xiàn)一種新學術思想下的國際技術發(fā)展動態(tài)。2100433B