污水处理工艺与设备丛书--污水化学处理技术与设备

《污水处理工艺与设备丛书》包括《污水物理处理技术与设备》、《污水化学处理技术与设备》和《污水生物处理技术与设备》三个分册。本丛书的主要特点是分类明确，对目前市场上纷繁琐碎的各种污水处理技术进行条分缕析，将其分为物理法、化学法、生物法，然后再根据各种技术的本质推动力进行细分，从而概述了各种技术的特征、原理与适用范围。这种分类对于高等院校相关专业的学生和相关领域的初级从业人员学习参考。对于每种处理技术，都按“技术原理→工艺过程→过程设备”的顺序，首先阐述该技术的工作原理，然后详细介绍生产实践中实现该技术原理的各种工艺过程，对适用不同工艺过程的设备进行介绍。每个分册也分享了很多典型的工程案例，实用性很强。 本套丛书是污水、废水处理的实用技术指导书籍。 ★污水的来源与分类、水质及危害、水处理政策解读 ★污水中和技术与设备：酸性污水和碱性污水的中和技术原理、工艺过程和过程设备 ★污水离子交换技术与设备：工艺过程（软化工艺、软化除碱工艺、除盐工艺、污水处理流程）、过程设备（离子交换器、再生系统、除二氧化碳器、离子交换装置设计） ★污水化学沉淀技术与设备：加药设备、混合设备、反应设备、沉淀设备、清泥设备 ★污水常温氧化技术与设备：空气氧化技术与设备、臭氧氧化技术与设备、过氧化氢氧化技术与设备、Fenton氧化技术与设备、氯氧化技术与设备 ★高温氧化技术与设备：焚烧、湿式空气氧化技术与设备、超临界水氧化技术与设备 ★场氧化技术与设备：电化学氧化、光化学氧化、光催化氧化、光电催化氧化、超声氧化、辐射氧化、微波处理技术 ★还原技术与设备：化学还原技术与设备、电化学还原技术与设备、光催化还原技术与设备

水是生命之源，人类的生存和发展一刻也离不开水。水是生态之基，是所有生态系统维系、发展和演进的基础性、关键性因子。水是生产之要，关系产业类型、布局和发展。水是生活之素，人类的生活时刻都离不开水，水事关系是重要的社会关系甚至是重要的国际关系之一，因此，水安全是国家安全体系的重要组成部分。然而，随着社会经济的快速发展、城市化进程的加快，由水污染加剧而导致的水资源供需矛盾更加突出，在我国，水资源已成为制约社会经济可持续发展的重要因素，水危机比能源危机更为严峻，结合我国现状，加强对污水的处理与回用，实现按质分级用水、减少污染物的排放，提高水环境的治理能力和水资源的保障能力，进而促进低碳社会的建设，已成为实现经济社会高质量发展的重要举措之一。
化学处理技术是通过外加物质或能量使污水中呈溶解状态的无机物和有机物发生化学反应而生成微毒、无毒的无机物，或者转化成容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。其实质是通过采取不同的方法（包括投加药剂法、电化学法和光化学法三大类）实现电子的转移。污水的来源不同，其水质特性各异，适用的化学处理技术也不同。为此，本书根据污水中有毒有害物质的去除机理，将污水化学处理技术分为中和技术、离子交换技术、化学沉淀技术、氧化技术和还原技术，并从技术原理、工艺过程、过程设备三个方面对各种化学处理技术进行了系统介绍，以期为相关领域的技术与工程管理人员提供指导。
全书共分8章。第1章绪论，概述性地介绍了污水的来源、水质特性、对环境与人类健康的危害，并对化学处理技术进行了分类；第2章中和技术与设备，分别介绍了酸性污水和碱性污水的中和处理技术与相关设备；第3章离子交换技术与设备，分别对污水软化、除碱、除盐过程的技术与设备进行了介绍；第4章化学沉淀技术与设备，对通过添加各种化学药剂进行污水沉淀处理的技术与设备进行了介绍；第5章常温氧化技术与设备，分别介绍了空气氧化、臭氧氧化、过氧化氢氧化、Fenton氧化、氯氧化等通过添加氧化剂在常温条件下对污水进行氧化处理的技术与设备；第6章高温氧化技术与设备，分别介绍了焚烧、湿式空气氧化、超临界水氧化等通过添加氧化剂在高温条件下对污水进行氧化处理的技术与设备；第7章场氧化技术与设备，分别介绍了电化学、光化学、光催化、光电催化、超声、辐射、微波等通过外加场作用对污水进行氧化处理的技术与设备；第8章还原技术与设备，分别介绍了化学还原、电化学还原、光催化还原等污水还原处理技术与设备。
本书由南京工业大学廖传华、中海油研究总院有限责任公司李聃和南京三方化工设备监理有限公司廖佳凯著，其中第1章、第6章、第7章、第8章由廖传华著写；第2章、第5章由李聃著写，第3章、第4章由廖佳凯著写。全书最后由廖传华统稿并定稿。
本书的著写历时四年，虽经多次审稿、修改，但污水处理过程涉及的知识面广，由于作者水平有限，不妥及疏漏之处在所难免，恳请广大读者不吝赐教，作者将不胜感激。

廖传华，南京工业大学，教授。浙江大学化工过程机械专业硕士，南京工业大学化学工程专业博士，教授。 主要从事本科生《过程装备成套技术》、课程设计、毕业设计等环节的教学工作，编写教材2部。2005年获江苏省普通高校优秀教学成果一等奖。 主要从事以下方向的研究工作：（1）高浓度难降解有机废水深度治理与资源化利用：采用超临界水氧化技术对高浓度难降解工业废水和有机污泥进行深度治理，不仅满足达标排放，还能实现能源的综合利用。已发表论文10多篇，出版专著4部，申报发明专利15项（获授权3项）。研究成分果于2011年和2013年分别获中国石油和化学工业联合会技术发明三等奖和二等奖各一项。（2）天然产物有效成分的高效提取：采用超临界萃取技术对天然产物中的有效成份进行高效提取，既提高有效成分的提取率，又降低产物中的化学溶剂残留。已发表论文20多篇，出版专著5部，获授权发明专利1项。（3）超细粉体的制备：采用超临界膨胀法制备超细粉体。已发表论文多篇，出版专著1部，获授权发明专利1项。（4）热力干燥：主要从事喷雾干燥、喷雾造粒、半干法喷雾烟气脱硫等方面的研究工作，已发表论文10多篇，获授权专利1项。现为中国化工学会化学工程专业委员会干燥专业组理事、中国通用机械干燥协会技术委员会委员、中国通用机械干燥协会标准化委员会委员。（5）可再生能源与低碳技术研究：主要从事中硬质秸秆的气化、生物质超临界水部分氧化制甲烷、中高温太阳能热利用、城市型风机等方面的研究工作，已发表论文10余篇，出版专著1部，申请发明专利8项。（6）工业节水减排技术：针对高耗水行业，采用夹点技术，在对用水节点进行分析的基础上，进行工艺流程的优化与新型设备的开发，通过循环用水和废水处理再生回用而实现节约用水。研究成果获2011年江苏省水利科技优秀成果二等奖。出版专著《工业节水案例与技术集成》获中国石油和化学工业优秀图书二等奖。

本书是“污水处理工艺与设备丛书”中的一个分册，主要介绍污水来源与分类、污水处理政策解读、 污水中和技术与设备、污水离子交换技术与设备、污水化学沉淀技术与设备、污水常温氧化技术与设备、高温氧化技术与设备、场氧化技术与设备、还原技术与设备等内容，并分别针对各处理方法的技术原理、工艺过程及相关设备等进行了详细介绍，同时也分享了多个典型的化学法水处理工艺的工程案例。
本书可作为污水处理厂、污水处理站的管理人员与技术人员、环保公司的工程设计、调试人员、工业废水处理技术人员和科研人员等的参考用书，也可作为高等学校环境科学与工程、市政工程等相关专业师生的教材。

第1章绪论1
1.1污水的来源与分类1
1.1.1污水的来源1
1.1.2污水的分类2
1.2污水的水质及危害4
1.2.1污水的水质4
1.2.2污水的危害6
1.3污水处理政策解读7
1.3.1排放达标期7
1.3.2水回用期8
1.3.3全组分利用期9
1.3.4资源化利用的方式11
1.4污水处理的方式与方法11
1.4.1污水处理的原则11
1.4.2污水处理的方式12
1.4.3污水的处理方法12
1.5污水化学处理技术与设备13
1.5.1化学处理技术的适用条件13
1.5.2化学处理技术的分类13

第2章中和技术与设备16
2.1技术原理162.2工艺过程17
2.2.1酸性污水的中和17
2.2.2碱性污水的中和22
2.3过程设备22
2.3.1加药设备22
2.3.2中和设备26
2.3.3碱性污水中和设备30

第3章离子交换技术与设备31
3.1技术原理31
3.1.1交换反应平衡31
3.1.2交换反应速率33
3.1.3交换反应特性34
3.1.4软化除盐原理36
3.2工艺过程37
3.2.1软化工艺37
3.2.2软化除碱工艺37
3.2.3除盐工艺39
3.2.4污水处理流程41
3.3过程设备44
3.3.1离子交换器44
3.3.2再生系统61
3.3.3除二氧化碳器62
3.3.4离子交换装置的设计63

第4章化学沉淀技术与设备65
4.1技术原理65
4.1.1沉淀反应65
4.1.2影响因素66
4.2工艺过程67
4.2.1过程分类67
4.2.2工艺流程76
4.3过程设备77
4.3.1加药设备77
4.3.2混合设备77
4.3.3反应设备81
4.3.4沉淀设备87
4.3.5清泥设备99

第5章常温氧化技术与设备106
5.1空气氧化技术及设备106
5.1.1技术原理106
5.1.2工艺过程109
5.1.3过程设备110
5.2臭氧氧化技术与设备117
5.2.1技术原理117
5.2.2工艺过程118
5.2.3过程设备120
5.3过氧化氢氧化技术与设备127
5.3.1技术原理127
5.3.2工艺过程128
5.3.3过程设备129
5.4Fenton氧化技术与设备130
5.4.1技术原理130
5.4.2工艺过程131
5.4.3过程设备134
5.5氯氧化技术与设备136
5.5.1液氯氧化技术与设备136
5.5.2化合氯氧化技术与设备142
5.5.3二氧化氯氧化技术与设备145

第6章高温氧化技术与设备152
6.1焚烧技术与设备152
6.1.1技术原理152
6.1.2工艺过程153
6.1.3过程设备160
6.2湿式空气氧化技术与设备165
6.2.1技术原理165
6.2.2工艺过程169
6.2.3过程设备173
6.3超临界水氧化技术与设备174
6.3.1技术原理174
6.3.2工艺过程181
6.3.3过程设备192

第7章场氧化技术与设备200
7.1电化学氧化技术与设备200
7.1.1技术原理200
7.1.2工艺过程201
7.1.3过程设备204
7.2光化学氧化技术与设备212
7.2.1技术原理213
7.2.2工艺过程215
7.2.3过程设备220
7.3光催化氧化技术与设备221
7.3.1技术原理221
7.3.2工艺过程224
7.3.3过程设备225
7.4光电催化氧化技术与设备234
7.4.1技术原理234
7.4.2工艺过程235
7.4.3过程设备238
7.5超声氧化技术与设备239
7.5.1技术原理239
7.5.2工艺过程241
7.5.3过程设备244
7.6辐射氧化技术与设备244
7.6.1技术原理245
7.6.2工艺过程249
7.6.3过程设备258
7.7微波处理技术与设备259
7.7.1技术原理259
7.7.2工艺过程259
7.7.3过程设备261

第8章还原技术与设备262
8.1化学还原技术与设备262
8.1.1技术原理262
8.1.2工艺过程263
8.1.3过程设备266
8.2电化学还原技术与设备266
8.2.1技术原理266
8.2.2工艺过程266
8.2.3过程设备268
8.3光催化还原技术与设备270
8.3.1技术原理270
8.3.2工艺过程271
8.3.3过程设备271

参考文献272