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第1篇 内电解还原转化毒害有机物基础研究3

第1章 毒害有机物主要类别及内电解还原法3

1.1 毒害有机物主要类别及还原方法3

1.1.1 毒害有机物主要类别3

1.1.2 同系有机物毒害和抑制性规律5

1.1.3 毒害有机物还原产物及可生化性7

1.1.4 毒害有机物的还原方法12

1.2 内电解法处理污水的机理17

1.2.1 内电解法的发展17

1.2.2 阴极电化学催化作用的理论基础18

1.2.3 铜电极催化效果的实验验证研究20

1.2.4 催化内电解法与传统内电解法性能的比较25

第2章 内电解反应还原有机物脱氯脱硝基29

2.1 内电解法用于氯代有机物脱氯29

2.1.1 金属催化还原体系的制备和表征29

2.1.2 氯代有机物脱氯效果31

2.1.3 氯代有机物的动力学方程33

2.1.4 氯代有机物脱氯反应机理36

2.1.5 脱氯规律39

2.2 内电解法用于硝基苯类物质脱硝基42

第3章 内电解反应还原染料有机物脱色46

3.1 催化铁内电解对偶氮染料有机物转化的效果及电化学分析46

3.2 酸性偶氮染料的降解研究47

3.2.1 四种酸性偶氮染料的脱色降解47

3.2.2 四种酸性偶氮染料的降解产物分析49

3.3 活性染料的降解研究51

3.3.1 三种活性偶氮染料的脱色降解52

3.3.2 三种活性偶氮染料的降解产物分析53

3.4 阳离子偶氮染料的降解研究54

3.4.1 三种阳离子偶氮染料的脱色降解55

3.4.2 三种阳离子偶氮染料的降解产物分析55

3.5 其他类染料的降解研究56

3.5.1 直接大红4BS的脱色效果57

3.5.2 中性深黄GL的脱色效果57

3.5.3 直接大红4BS和中性深黄GL的降解产物分析57

3.6 12种染料物质脱色效率与电化学特性比较58

3.7 催化铁内电解对含有染料废水的脱色和COD去除效果59

3.8 混凝与还原作用对染料废水脱色的贡献60

3.9 催化铁内电解法对染料废水脱色效果的影响因素分析62

3.9.1 试验方法62

3.9.2 影响因素的正交试验设计63

3.9.3 单因素试验64

第4章 有机物还原特性及催化铁内电解反应影响因素67

4.1 循环伏安分析法在废水内电解处理领域的应用67

4.1.1 循环伏安分析法的原理67

4.1.2 阴极材料对内电解法还原效果的影响68

4.1.3 不同性质的偶氮染料在铜电极上的电还原特性71

4.2 催化铁内电解材料的制备与表征76

4.3 催化铁内电解反应的影响因素79

4.3.1 多种催化铁内电解体系性能的对比79

4.3.2 反应动力学研究与影响因素80

4.4 催化铁内电解体系性能的稳定性88

4.4.1 催化铁内电解体系反应性能88

4.4.2 催化铁内电解体系的表面特征分析89

4.4.3 溶液pH和溶解态铁浓度的变化91

4.5 催化铁内电解还原反应机理92

4.5.1 含Fe（Ⅱ）化合物的还原作用93

4.5.2 微观原电池的作用95

4.5.3 双金属原电池的作用95

第5章 毒害有机物电解还原法99

5.1 偶氮染料物质的电解还原99

5.1.1 直接电解法还原偶氮染料99

5.1.2 分极室电解法还原偶氮染料101

5.2 电解还原的影响因素103

5.2.1 电流密度的影响103

5.2.2 极水比的影响104

5.2.3 极板间距的影响105

5.2.4 电解质的影响107

5.2.5 溶液pH的影响108

5.3 电解还原反应的电流效率109

5.3.1 有机物电解还原的电流效率110

5.3.2 有机物电解还原的电流效率计算110

5.4 电解还原降解硝基芳香族化合物的机理114

5.4.1 阴极直接还原114

5.4.2 阴极间接还原116

第6章 催化铝内电解法118

6.1 催化铝内电解反应影响因素118

6.1.1 催化铝内电解实验体系118

6.1.2 初始浓度119

6.1.3 pH119

6.1.4 反应温度121

6.1.5 电解质浓度122

6.1.6 Cu与Al质量比122

6.1.7 溶解氧123

6.2 催化铝内电解法处理活性艳红废水机理研究124

6.2.1 电化学还原124

6.2.2 铝离子的絮凝作用126

6.2.3 单质铝的直接还原作用127

6.2.4 还原反应与反应产物127

6.2.5 絮凝作用与还原作用的关系128

6.2.6 反应过程中Al在溶液中的存在形式及其消耗量129

6.3 催化铝内电解法处理活性艳红废水时钝化现象的研究132

6.3.1 不同pH条件下催化铝内电解系统批次运行效果132

6.3.2 钝化机理133

6.3.3 催化铝内电解系统的活化136

6.4 用催化铝内电解系统处理实际印染废水137

6.4.1 催化铝内电解方法转化染料效果137

6.4.2 催化铝内电解处理印染废水138

第2篇 催化铁内电解法处理技术与工艺143

第7章 催化铁内电解生物预处理方法143

7.1 上海市某化学工业区污水水质概况144

7.2 试验工艺的设计144

7.2.1 预处理段144

7.2.2 生化段145

7.3 连续流试验结果及其分析145

7.3.1 COD和BOD的去除145

7.3.2 预处理工艺对pH的影响146

7.3.3 生物脱氮效果及氨氮的去除147

7.4 中试结果及其分析148

7.4.1 中试有机碳（COD、BOD）的去除149

7.4.2 生物脱氮效果及氨氮的去除149

7.5 其他污染指标的去除及运行中重要的影响因素150

7.5.1 预处理降低色度效果150

7.5.2 预处理工艺对磷、硝基苯的去除150

7.5.3 铁离子的作用151

第8章 化工区综合化工废水生物预处理工程152

8.1 上海某工业区污水处理厂工艺概述152

8.2 催化铁内电解预处理生产性试验154

8.3 废水中氨氮对催化材料铜消耗的影响158

8.4 催化铁内电解法工程实践及生产运行效果161

8.4.1 基本情况161

8.4.2 处理效果的现场测试研究163

8.4.3 工程投入运行后长期处理效果164

8.4.4 运行情况总评165

第9章 印染废水的脱色及生物预处理工艺168

9.1 概况168

9.2 催化铁内电解法连续流小试研究168

9.2.1 催化铁内电解工艺无氧运行方式研究169

9.2.2 催化铁内电解工艺有氧运行方式研究170

9.3 催化铁内电解工艺预处理中试试验研究172

9.3.1 试验内容173

9.3.2 试验结果174

9.3.3 试验结果分析175

第10章 生物法／催化铁内电解法处理精细化工废水177

10.1 催化铁内电解预处理工艺177

10.2 生物法／催化铁内电解法183

10.2.1 工艺流程的改进与开发183

10.2.2 悬浮填料段污泥中的铁含量184

10.2.3 催化铁内电解段对COD的去除效果184

10.2.4 催化铁内电解对色度的去除效果185

10.2.5 催化铁内电解处理后pH的变化情况185

10.3 两工艺流程运行效果对比186

10.3.1 COD和BOD5去除效果的对比186

10.3.2 氨氮去除效果的对比186

10.3.3 色度去除效果的对比187

10.3.4 问题与讨论187

第3篇 催化铁内电解方法拓展191

第11章 催化铁法与生物法耦合短程脱氮硝化反硝化工艺191

11.1 耦合短程脱氮工艺影响因素的控制研究191

11.1.1 耦合生物反应器启动191

11.1.2 生物耦合短程脱氮的影响因素193

11.2 耦合反应器中污泥生物学特性209

11.2.1 生物铁活性污泥微生物量209

11.2.2 生物耦合工艺改善污泥沉降和压缩性能209

11.3 污泥生物学形态的研究210

11.3.1 硝化菌与亚硝化菌种的鉴定210

11.3.2 扫描电镜图片211

11.4 单质铁对脱氮的影响212

11.4.1 单质铁与氨氮直接发生化学反应的可能性212

11.4.2 不同pH条件下还原铁粉和铁刨花对硝酸盐的去除212

11.5 耦合反应器同时反硝化213

第12章 催化铁内电解法去除废水中阴离子表面活性剂215

12.1 LAS废水处理技术研究现状215

12.2 催化铁内电解法处理LAS废水可行性研究217

12.2.1 催化铁内电解法处理LAS效果研究218

12.2.2 催化铁内电解法机理研究218

12.3 铁离子对LAS混凝去除过程220

12.3.1 Fe3＋的凝聚作用和LAS溶液胶团化过程220

12.3.2 铁盐对LAS的去除221

12.3.3 催化铁系统对LAS的去除作用224

12.4 催化铁内电解法处理LAS影响因素研究226

12.4.1 LAS浓度的影响226

12.4.2 溶液初始pH的影响227

12.5 催化铁内电解法处理多种表面活性剂229

第13章 催化铁预处理各类其他工业废水的可行性233

13.1 制药类综合工业废水233

13.1.1 中试废水来源和性质233

13.1.2 连续流试验流程和研究内容234

13.1.3 催化铁预处理段处理效果235

13.1.4 预处理对后续生物处理的效果236

13.2 含铬废水238

13.2.1 试验材料及方法238

13.2.2 序批式试验结果238

13.2.3 连续流试验结果239

13.3 多种工业废水的预处理试验239

13.3.1 石化混合废水239

13.3.2 炼油废水239

13.3.3 煤气废水239

13.3.4 钢铁厂焦化废水240

13.3.5 造纸厂白液废水240

13.3.6 印刷废水240

13.3.7 染色针织废水240

第14章 曝气催化铁混凝工艺242

14.1 曝气催化铁法的发展242

14.2 曝气催化铁预处理实际工业废水242

14.2.1 有机物去除机理243

14.2.2 磷酸盐去除245

14.2.3 pH变化情况246

14.2.4 处理效率的影响因素248

14.2.5 反应动力学250

14.2.6 铁消耗的影响因素251

14.2.7 反应器中污泥的积累量252

14.3 曝气催化铁法处理低浓度城市废水253

14.3.1 曝气催化铁工艺的可行性研究253

14.3.2 中试试验装置254

14.3.3 中试结果与讨论255

14.3.4 曝气催化铁工艺的影响因素研究258

第15章 镀阴极内电解法及其固定床反应器的研究260

15.1 Cu/Fe内电解法反应表面的研究260

15.1.1 试验原理与方法260

15.1.2 铜丝／铁双金属体系反应表面的研究261

15.1.3 铁镀铜双金属体系反应表面的研究264

15.2 镀铜催化铁内电解法应用研究265

15.2.1 镀铜电极最佳镀铜率的选择266

15.2.2 三种还原体系脱色效果比较273

15.2.3 共存离子对镀铜双金属体系的影响研究279

15.3 新型固定反应床的开发282

15.3.1 新型固定反应床的设计282

15.3.2 序批试验283

15.3.3 连续流试验285

15.3.4 两种催化铁体系的效果对比289

15.4 化学置换镀铜的研究295

15.4.1 镀铜基础配方的改进295

15.4.2 镀铜改进配方的遴选298

15.4.3 最佳镀铜时间的确定299

第16章 有关催化铁内电解法的相关研究与发展展望301

16.1 替代阴极内电解法301

16.1.1 材料及镀铜主要工艺步骤301

16.1.2 塑料镀铜阴极内电解法处理效果302

16.2 催化铁内电解法对生物处理胞外聚合物的影响302

16.2.1 催化铁内电解法作为生物预处理对活性污泥ESP的影响303

16.2.2 催化铁内电解法与生物法直接耦合反应器中微生物ESP304

16.2.3 铁内电解与短程硝化反硝化SBR工艺耦合对EPS的影响306

16.3 水体修复中催化铁除磷固磷方法的研究310

16.3.1 催化铁除磷方法影响因素的研究311

16.3.2 催化铁方法在水体中的实施形式311

16.3.3 催化铁固磷技术及应用312

16.4 催化Cu/Fe、Pd/Fe组合体系去除水源水微量有害有机物的研究312

16.4.1 组合催化铁体系电化学反应影响因素的研究313

16.4.2 催化Cu/Fe、Pd/Fe组合体系配方及工艺形式314

16.4.3 组合体系单质铁消耗与铁在水中形态的研究314

16.4.4 组合体系的钝化和中毒问题及其控制的研究314

参考文献316