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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:张光明，张盼月，

出品人:

页数:154

译者:

出版时间:2007-10

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787560325774

丛书系列:

图书标签:

• 环境
• 水处理
• 高级氧化
• 氧化技术
• 环境工程
• 化学处理
• 污水处理
• 高级氧化工艺
• 水处理技术
• 氧化反应
• 环保技术

《绿色净化：环境友好型水处理技术展望》 内容梗概： 本书并非一本关于“水处理高级氧化技术”的专著，而是旨在为读者构建一个更为宏观且前瞻性的视角，深入探讨在当前日益严峻的环境挑战下，那些正在兴起或已显现出巨大潜力的、具有环境友好特性的水处理技术。我们将视野从单一的“高级氧化”技术拓展到更广泛的绿色净化领域，重点关注其在可持续发展、资源循环利用以及对生态系统影响最小化等方面的优势。 全书共分为六个部分，每个部分都从不同的维度剖析了绿色水处理技术的内涵、原理、应用前景及其面临的挑战。 第一部分：可持续水资源管理与绿色技术理念的兴起 在这一部分，我们将首先回顾全球水资源面临的严峻形势，包括水短缺、水污染加剧以及传统水处理方法带来的二次污染问题。在此基础上，本书将深入阐述“绿色技术”的核心理念，强调其在水处理领域应用的必然性和重要性。绿色技术并非仅仅是“环保”，更是一种从源头设计、过程优化到末端治理的全生命周期考量，追求最小化的环境足迹和资源消耗。我们将探讨绿色水处理技术如何与循环经济、可持续发展目标（SDGs）紧密结合，为构建人水和谐的未来提供技术支撑。 第二部分：生物净化：自然的力量与仿生智能 生物净化技术是绿色水处理领域中最具代表性的一类。本部分将详细介绍各种新兴的生物净化方法，包括但不限于： 先进的生物膜技术： 探讨不同类型生物膜（如附着性生物膜、悬浮生物膜）在去除复杂污染物方面的优势，以及如何通过优化载体材料、强化微生物群落来提升处理效率。 厌氧与好氧联合处理： 分析不同微生物代谢途径在降解有机污染物、去除营养盐中的协同作用，以及如何通过工艺优化实现能源回收（如沼气生产）与污染物高效去除的双重目标。 微生物电化学技术（Microbial Electrochemical Technologies, METs）： 深入介绍微生物燃料电池（MFCs）和微生物电解池（MECs）的工作原理，重点分析其在污水脱盐、重金属去除、有机物降解以及能源生产方面的潜力，并探讨其在工业废水处理中的应用前景。 植物修复与生态工程： 关注湿地、人工浮岛等生态工程技术，分析植物根系、微生物与土壤的协同作用如何实现对重金属、有机污染物及营养盐的有效去除。我们将探讨如何通过仿生设计，将自然界的净化机制应用于工程实践。 基因工程与合成生物学在水处理中的应用： 探索如何利用基因工程技术改良微生物的降解能力，提高其对特定污染物的适应性，以及合成生物学在设计新型生物反应器和优化生物处理过程中的潜在应用。 第三部分：物理-化学协同净化：高效与选择性 除了生物方法，物理-化学方法也在向更绿色、更高效的方向发展。本部分将重点介绍以下技术： 膜分离技术的革新： 关注下一代膜材料（如石墨烯膜、金属有机框架（MOFs）基膜）的研发进展，以及如何通过纳米材料改性、膜污染控制策略来提升膜分离过程的选择性、通量和抗污染性。我们将探讨纳滤、反渗透等技术在水资源回用、海水淡化以及难降解有机物分离中的应用。 吸附材料的绿色化与智能化： 介绍新型吸附材料的开发，例如生物质基吸附剂、功能化纳米材料、金属有机框架（MOFs）等，重点分析其对重金属、染料、酚类化合物等特定污染物的选择性吸附能力。同时，我们将探讨如何设计可再生、易于分离的吸附材料，降低吸附过程的环境影响。 光催化与光电化学的最新进展： 尽管本书不聚焦于“高级氧化”，但会从绿色化的角度探讨光催化和光电化学在温和条件下实现污染物降解的潜力。我们将关注新型高效光催化剂（如量子点、共价有机框架（COFs））的开发，以及其在太阳能驱动的水净化中的应用。 电化学过程的优化与绿色化： 探讨电化学氧化、电化学还原、电絮凝等技术在去除多种污染物方面的优势，特别是如何通过电极材料的创新、电解质的选择以及工艺参数的优化，实现低能耗、低副产物的绿色化电化学水处理。 第四部分：新兴与交叉领域的绿色水处理技术 本部分将视野进一步拓宽，涵盖一些具有颠覆性潜力的新兴技术和交叉学科应用： 等离子体技术在水处理中的绿色应用： 介绍低温等离子体在消毒、降解有机污染物以及去除挥发性有机化合物（VOCs）方面的独特优势，重点分析其在常温常压下的操作性以及对环境友好的特点。 超声波与微泡技术的协同效应： 探讨超声波产生的空化效应如何增强污染物降解、促进化学反应，以及与微泡技术结合在废水处理中的应用潜力，尤其是在破乳、分散和催化方面的作用。 微流控技术与智能监测： 介绍微流控芯片在水质分析、污染物检测以及微型反应器中的应用，强调其在实现高精度、低成本、快速响应的智能水管理中的作用。 数据科学与人工智能在水处理工艺优化中的应用： 探讨如何利用大数据分析、机器学习、深度学习等人工智能技术，对复杂的水处理过程进行建模、预测和优化，从而提升处理效率、降低能耗并实现精准控制。 第五部分：环境友好性评估与生命周期分析 绿色水处理技术并非一蹴而就，其真正的“绿色”属性需要通过科学的评估体系来衡量。本部分将深入探讨： 环境友好性评估指标体系： 介绍评估水处理技术环境友好性的关键指标，包括能耗、化学品消耗、温室气体排放、二次污染物产生、占地面积等。 生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）在水处理技术选择中的应用： 详细阐述LCA方法如何从原材料获取、生产制造、运行维护到报废处理的整个生命周期，全面评估水处理技术的环境影响，从而指导技术选型和工艺改进。 风险评估与生态毒理学： 分析水处理过程中可能产生的潜在风险，以及如何通过生态毒理学研究来评估处理后的水体对生态系统的影响，确保出水水质的安全。 第六部分：绿色水处理技术的未来展望与挑战 在本书的最后一部分，我们将对绿色水处理技术的未来发展趋势进行展望，并深入分析其面临的挑战： 技术集成与协同创新： 强调不同绿色水处理技术之间相互结合、协同增效的重要性，以及跨学科合作在推动技术突破中的关键作用。 成本效益与市场推广： 分析当前绿色水处理技术在成本、规模化应用方面存在的挑战，以及如何通过政策引导、技术创新和商业模式的探索，加速其市场化进程。 政策法规与标准体系的完善： 探讨政府在推动绿色水处理技术发展中的角色，包括制定激励政策、完善环境法规以及建立统一的技术标准。 公众意识与社会参与： 强调提升公众对绿色水处理技术重要性的认知，鼓励社会各界参与到水资源保护和水环境治理中来。 《绿色净化：环境友好型水处理技术展望》旨在为水处理领域的研究人员、工程师、政策制定者以及关注环境问题的公众，提供一个全面、深入且富有前瞻性的知识框架，共同探索和实践更清洁、更可持续的水处理之路。本书内容丰富，涵盖了从基础原理到前沿应用的广泛领域，力求为读者带来启发与思考。

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真正让我感到醍醐灌顶的，是书中关于“新兴电化学氧化技术”的论述，这部分内容明显是基于最新的研究成果。它没有被传统技术的讨论所束缚，而是勇敢地展望了未来。作者详细介绍了DSA（不溶性阳极）和硼掺杂金刚石（BDD）电极在水处理中的应用潜力，并不仅仅停留在“电解水产羟基自由基”这种基础概念上。它深入探讨了电极材料的表面电荷特性如何影响污染物在电极表面的吸附和反应动力学，甚至提到了“直接氧化”与“间接氧化”的贡献比例分析方法。这部分内容的信息密度极高，很多细节是我在检索顶级期刊的文献综述中才偶然瞥见的。这本书将这些分散的前沿知识点系统地整合起来，形成了一套完整的知识体系框架，使得我能迅速掌握当前电化学水处理领域的研究前沿和尚未解决的瓶颈。对于希望将自己的研究方向聚焦于下一代绿色氧化技术的专业人士来说，这本书提供的战略视角和技术路线图，价值无可估量。

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这本书的封面设计得非常大气，那种深邃的蓝色调让人立刻联想到水体和深层的科学探究。我翻开目录时，首先吸引我的是它对“反应动力学”和“机理解析”的深入探讨。坦率地说，我之前读过一些关于水处理的书籍，大多停留在工艺流程的介绍，对于背后的化学反应过程，往往是一笔带过，或者仅仅是蜻蜓点水。然而，这本书似乎决心要将读者拉入到分子层面的世界。它详细阐述了不同氧化剂（比如臭氧、芬顿试剂、以及新兴的电化学高级氧化体系）在水相中的确切生成途径、寿命曲线以及与典型污染物（如内分泌干扰物和持久性有机污染物）的反应速率常数。对于我这种需要优化现有处理厂运行参数的工程师来说，这种详尽的数据和理论支撑简直是如获至宝。它不仅仅是告诉你“这样做有效”，更是解释了“为什么有效”以及“在什么条件下会失效”。我特别欣赏其中关于非均相催化氧化反应器设计的部分，那里的图示清晰地展示了传质阻力对整体反应效率的制约，这在实际工程放大中至关重要。读完这几章，我感觉自己对“氧化”这个词的理解，已经从一个模糊的概念，变成了一套可以精确计算和预测的化学工具箱。

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我对本书在“系统集成与工程实践”这部分内容的深度感到非常惊喜，这部分内容可以说是将纯粹的理论研究与我们日常面对的现实难题连接起来的桥梁。很多学术著作在介绍完原理后，就戛然而止，留给读者的是如何将这些“金点子”搬到现实的工业流程中去的巨大鸿沟。然而，这本书非常实在地讨论了高级氧化技术在现有污水处理厂中的“兼容性”问题。比如，它细致对比了将臭氧氧化单元串联在传统活性污泥处理前后对出水水质和污泥稳定性的影响，并给出了详细的能耗-效率曲线图。我尤其关注了其中关于“臭氧接触池设计规范”的章节，它不仅提到了臭氧的溶解效率，还深入探讨了后处理，即如何高效地去除未反应的残余臭氧，以避免对下游生化处理单元造成抑制。这种对整个生命周期的考量，显示出作者深厚的工程化背景。这本书不再把高级氧化技术视为一个孤立的“黑箱”，而是将其置于整个水环境治理的宏大框架内进行审视和优化，非常贴合当下追求多技术协同的环保趋势。

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这本书的排版和图表质量，可以说是无可挑剔，这是我很少在技术书籍中注意到的一个优点。通常这类书籍为了追求内容密度，常常把图表做得密密麻麻，线条模糊不清，颜色过渡生硬。但《水处理高级氧化技术》则完全是另一种体验。它的结构非常清晰，每一章的开头都有一个简洁的摘要，概述本章将要解决的核心问题。在介绍芬顿反应的pH优化窗口时，作者用了一个三维曲面图，清晰地标示出铁离子浓度、过氧化氢投加量和反应时间的相互作用，即使是初次接触芬顿反应的人，也能一眼看出最佳操作的“甜点区”。更值得称赞的是，对于那些复杂的多步反应机理图，作者采用了分层绘制的方式，先勾勒出主线，再用虚线和不同颜色箭头标注出次要分支或竞争反应，使得整个化学网络清晰可辨，不再是令人望而生畏的一团乱麻。这种对视觉化表达的极致追求，极大地减轻了阅读疲劳，也帮助我更快地记忆和区分不同氧化体系的优劣势。

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这本书的叙事节奏感非常强，读起来完全不像一本技术专著，更像是一部悬疑片。作者似乎非常擅长设置悬念，比如在探讨“羟基自由基”时，它并没有直接给出它的高反应活性的结论，而是先描述了在复杂水体（如含有大量天然有机物——NOM的水域）中，自由基的“猝灭”现象。读到这里，我心里直犯嘀咕：既然氧化剂这么厉害，为什么实际应用效果有时却大打折扣？接着，作者笔锋一转，用大量的实验数据和模拟结果，揭示了NOM是如何像“幽灵”一样捕获这些高活性物种，从而降低了对目标污染物的有效去除率。这种先设疑、后解惑的写作手法，极大地激发了我的阅读兴趣。更重要的是，它没有止步于理论分析，而是紧接着引出了“选择性氧化”和“光催化剂的表面改性”策略，旨在避开NOM的干扰。这种从问题到解决方案的逻辑闭环，让我的思路始终保持在高度集中的状态。我甚至不得不放慢速度，反复咀嚼那些关于光照强度、半导体带隙能对羟基自由基产生效率影响的段落，因为这些细节直接关系到我们未来实验室新装置的搭建方向。

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