Treatment of Tannery Effluents by Membrane Separation Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:De, Sirshendu/ Das, Chandan/ Dasgupta, Sunando

出品人:

页数:156

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价格:777.00元

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isbn号码:9781607418368

丛书系列:

图书标签:

• 废水处理
• 膜分离技术
• 制革废水
• 环境工程
• 水处理
• 膜技术
• 工业废水
• 环境科学
• 化学工程
• 污染控制

工业废水处理的绿色革命：膜分离技术在皮革污泥减量化与资源化中的前沿探索 皮革工业，作为一种历史悠久且不可或缺的传统产业，其生产过程中产生的废水（即鞣革废水）因其高浓度、复杂性和毒性而成为全球环境治理的严峻挑战。这些废水中富含硫化物、铬盐、氨氮、有机污染物以及悬浮固体，对水体和土壤造成严重污染，威胁生态平衡和人类健康。传统的废水处理方法，如化学沉淀、生物处理等，往往存在处理效率不高、运行成本高昂、二次污染严重以及难以实现资源化等弊端。在追求可持续发展和循环经济的时代浪潮下，革新性的废水处理技术应运而生，其中，膜分离技术凭借其高效、环保、节能的独特优势，正逐步成为解决鞣革废水难题的关键力量，为行业带来一场深刻的绿色革命。 本书将聚焦于膜分离技术在鞣革废水处理领域的深度应用，尤其侧重于其在污泥减量化与资源化方面的突破性进展。我们旨在提供一个全面、深入且富有前瞻性的视角，解析膜技术如何颠覆传统的废水处理模式，并为皮革工业的可持续发展注入新的活力。 第一章：鞣革废水特性的深度剖析与传统处理方法的局限性 在深入探讨膜技术之前，我们必须首先全面理解鞣革废水的复杂性。本章将详细阐述鞣革过程中产生的各种污染物，包括但不限于： 高浓度有机物： 来自皮革的胶原蛋白、脂肪、蛋白质以及鞣革过程中使用的各种化学品，如染料、助剂等，导致废水具有极高的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。 重金属污染： 铬盐是鞣革工业中最主要的重金属污染物，尤其是三价铬，其在厌氧条件下可能转化为剧毒的六价铬。其他重金属如铝、铁等也可能存在。 硫化物： 毛皮预处理过程中使用的硫化钠等，导致废水具有极高的硫化物含量，产生恶臭，并对生物处理系统产生抑制作用。 高盐度： 鞣革过程中使用大量的盐类物质用于防腐和浸灰，使得废水中总溶解固体（TDS）含量极高，对后续处理工艺和环境排放构成挑战。 高悬浮物： 废水中含有大量的碎屑、毛发、皮革碎片等，增加了废水的浊度，并可能堵塞处理设备。 pH值波动： 鞣革过程涉及酸碱度的大幅度变化，导致废水pH值不稳定，需要进行严格调控。 在此基础上，本章还将系统性地回顾和评析当前鞣革废水处理领域的主流技术，如： 物理化学法： 混凝沉淀、气浮、吸附等。分析其在去除特定污染物方面的效率，并指出其在处理高浓度、复杂性废水时可能面临的挑战，例如药剂消耗量大、产生的污泥量多且难以处理。 生物处理法： 好氧、厌氧处理。探讨生物法在降解有机污染物方面的潜力，但同时也揭示其在面对高毒性、高盐度、高COD废水时可能出现的抑制效应、效率低下以及污泥产量高的问题。 传统污泥处理方法： 如浓缩、脱水、干化、填埋等。重点分析这些方法在鞣革污泥处理中存在的不足，包括处理周期长、能耗高、土地占用面积大、二次污染风险以及资源化利用途径的局限性。 通过对鞣革废水特性及其传统处理方法的深入剖析，本章将为后续引入膜分离技术奠定坚实的基础，凸显出膜技术在克服现有技术瓶颈方面的必要性和优越性。 第二章：膜分离技术原理及其在废水处理中的普适性 本章将为读者提供膜分离技术的理论基础，使其能够理解其工作原理及广泛适用性。 膜的定义与分类： 介绍膜作为一种选择性屏障的基本概念，并根据孔径大小、分离机理和应用领域对膜进行分类，例如微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。 膜分离机理： 详细阐述不同膜分离技术所依据的分离机理，如尺寸排阻、对流/扩散、吸附、电荷排斥等，并解释这些机理如何实现对不同分子量、粒径和化学性质的污染物进行有效分离。 膜分离系统的组成： 介绍典型的膜分离系统构成，包括膜组件（膜壳、膜丝/膜板）、泵、储罐、控制系统以及前处理和后处理单元。 膜分离技术的优势： 总结膜技术在废水处理方面的普遍优势，包括： 高效分离： 能够去除极细小的颗粒、胶体、大分子有机物、重金属离子等，出水水质优良。 环保性： 无需添加化学药剂（或仅需少量），避免了二次污染。 节能性： 相较于蒸发等过程，能耗较低。 占地面积小： 模块化设计，易于集成和扩展。 操作简单： 自动化程度高，易于控制。 资源化潜力： 可实现水的循环利用和部分污染物的回收。 本章的目的是建立读者对膜技术的基本认知，为其理解后续章节中膜技术在鞣革废水处理领域的具体应用打下坚实的理论基础。 第三章：膜技术在鞣革废水处理中的应用策略与工艺设计 本章将是本书的核心内容之一，将深入探讨不同类型膜技术在鞣革废水处理中的具体应用策略和工艺设计。 微滤（MF）与超滤（UF）的应用： 作为预处理： 阐述MF/UF在去除鞣革废水中的悬浮物、胶体、大分子有机物和部分微生物方面的作用，有效保护后续膜系统免受堵塞，提高整体处理效率。 集成工艺： 探讨MF/UF与其他处理单元（如生化处理）的串联或并联组合，以实现不同污染物的协同去除。 膜污染控制： 分析MF/UF在鞣革废水处理中可能面临的膜污染问题（如蛋白质吸附、有机物沉积、无机盐垢等），并介绍相应的清洗与再生策略。 纳滤（NF）的应用： 特定污染物去除： 重点介绍NF在去除鞣革废水中特定离子（如部分重金属离子）、单价和二价离子（如盐类）、以及高分子量有机物方面的潜力。 脱盐与浓缩： 讨论NF在降低废水盐度、实现部分有价值物质浓缩方面的应用，为后续处理或资源化奠定基础。 工艺优化： 分析NF膜的选择性、截留率与操作压力的关系，以及温度、pH等因素对NF分离性能的影响。 反渗透（RO）的应用： 深度净化与回用： 强调RO在实现鞣革废水深度净化，达到排放标准或实现中水回用方面的关键作用。 膜浓缩液处理： 深入探讨RO产生的浓缩液（富含盐类和难以去除的有机物）的处理难题，并结合其他技术（如蒸发、结晶、电渗析等）提出集成化解决方案。 能耗与抗污染： 分析RO在高盐度、高COD废水处理中面临的能耗挑战和膜污染风险，并探讨如何通过优化操作条件、改进膜材料和引入先进的预处理技术来加以克服。 膜生物反应器（MBR）的应用： 整合优势： 详细阐述MBR将生物处理与膜分离技术高效结合的优势，能够同时实现高效的有机物降解和固液分离，显著减少污泥产量，提高出水水质。 MBR在鞣革废水中的挑战： 分析MBR在处理高浓度、高盐度、富含硫化物和重金属的鞣革废水时可能遇到的生物抑制、膜污染（尤其是生物污泥沉积）和出水不稳定等问题。 优化策略： 探讨如何通过菌种驯化、曝气策略、清洗方案和膜材料选择等手段，提升MBR在鞣革废水处理中的运行稳定性与效率。 集成膜工艺： 多级串联/并联： 介绍将MF/UF、NF、RO、MBR等不同膜技术进行组合的集成化工艺，以实现废水的多级净化和功能化处理。 案例分析： 引用实际工程案例，展示集成膜工艺在鞣革废水处理中取得的显著成效，包括出水水质提升、污泥减量化、资源回收率增加等方面。 本章将以深入的理论阐述和实际应用分析相结合的方式，为读者提供一套全面、可行的膜技术在鞣革废水处理中的应用指南。 第四章：膜分离技术在鞣革污泥减量化中的突破 鞣革废水处理过程中产生的大量污泥是制约其可持续发展的另一大瓶颈。本章将重点关注膜分离技术如何实现鞣革污泥的减量化。 污泥特性分析： 重新审视鞣革污泥的组成，包括有机物、无机盐、重金属、纤维素等，分析其高含水率、难脱水等特性。 浓缩技术的应用： 膜浓缩： 探讨微滤、超滤等膜技术在对鞣革污泥进行初步浓缩方面的应用，通过去除部分水分，降低污泥的体积和质量。 纳滤在污泥浓缩中的潜力： 分析NF是否能够通过截留大分子有机物和部分盐类，实现污泥的进一步浓缩并可能回收部分有价物质。 与其他脱水技术的协同： 膜+离心/压滤： 探讨将膜浓缩技术与传统的机械脱水技术（如离心机、板框压滤机）相结合，利用膜技术预处理提高后续脱水效率，显著降低污泥含水率。 膜+污泥干化： 结合膜处理后的污泥，探讨如何通过高效干化技术进一步减量，降低运输和处理成本。 膜分离在污泥生物处理中的作用： MBR的贡献： 重申MBR作为一种高效的膜生物反应器，其固液分离功能直接实现了污泥的低产量化，相较于传统活性污泥法，MBR的污泥产量通常可降低30%-50%。 污泥停留时间（SRT）的调控： 分析MBR中通过精确控制SRT，促进微生物的硝化反硝化，减少剩余污泥的产生。 通过本章的学习，读者将清晰地认识到膜分离技术在鞣革污泥减量化方面所扮演的关键角色，为解决污泥处理难题提供新的思路和方法。 第五章：膜分离技术在鞣革污泥资源化中的机遇 在实现污泥减量化的同时，将污泥转化为有价值的资源是实现循环经济的关键。本章将聚焦于膜分离技术如何为鞣革污泥的资源化开辟新途径。 重金属回收： 铬的回收： 重点研究通过NF或RO等膜技术，在对含有铬的污泥浸出液进行处理时，实现三价铬或六价铬的有效截留和回收，变废为宝，减少资源浪费和环境污染。 其他重金属回收： 探讨膜技术在回收废水中其他有价重金属（如铝、铁等）方面的潜力。 高价值有机物的回收： 胶原蛋白/肽的回收： 分析某些特定膜技术（如NF）是否能够从鞣革废水或污泥浸出液中截留和回收未完全降解的胶原蛋白或胶原蛋白肽，这些物质在化妆品、医药和食品领域具有较高的应用价值。 氨氮的回收： 探讨通过膜技术（如导电膜、膜蒸馏）回收废水中的氨氮，用于生产化肥或作为其他化工原料。 盐类物质的回收与利用： 盐的浓缩与纯化： 研究利用NF或RO技术，对高盐度废水中的盐类进行浓缩和一定程度的纯化，探讨其回收利用的可能性，如用于制盐工业或作为其他化工原料。 污泥的能源化与肥料化： 膜处理对能源化/肥料化的影响： 分析通过膜技术预处理后的污泥，其有机物含量、含水率等发生改变，是否能更有效地应用于厌氧消化制沼气、生物质气化等能源化过程，或者作为改性肥料用于农业生产。 膜技术在资源回收过程中的协同作用： 探讨膜技术作为资源回收工艺的前处理或后处理单元，如何提高资源回收的效率和产物纯度。 本章将通过对鞣革污泥资源化潜力的深入挖掘，展现膜分离技术在推动皮革工业向绿色、可持续、循环经济模式转变中的重要价值。 第六章：膜材料创新与工艺集成：面向未来的发展趋势 为应对鞣革废水处理的复杂性和挑战，膜材料的创新和工艺的集成是实现技术突破的关键。 高性能膜材料的开发： 抗污染膜： 探讨新型疏水性、亲水性改性膜材料，以及表面功能化处理技术，以提高膜在鞣革废水中的抗污染性能，延长膜寿命，降低清洗频率。 耐腐蚀、耐高温膜： 针对鞣革废水中可能存在的腐蚀性介质和高温条件，研究开发耐受性更强的膜材料。 选择性膜： 探索开发具有更高选择性的膜材料，能够更精准地分离特定污染物，提高资源回收效率。 智能膜系统与在线监测： 膜污染预警与诊断： 介绍利用传感器和数据分析技术，实现膜污染的实时监测、预警和诊断，及时采取清洗或维护措施。 自动化控制与优化： 探讨智能控制系统在膜分离过程中的应用，实现操作参数的自动调节，优化分离效率和能耗。 膜技术与其他先进技术的集成： 膜+高级氧化（AOPs）： 探讨膜技术与臭氧氧化、Fenton反应等高级氧化技术的结合，实现对难降解有机物的深度氧化。 膜+电化学技术： 讨论膜技术与电化学方法的协同作用，例如电化学氧化、电化学吸附等，以提高污染物去除效率。 膜+吸附/离子交换： 探索膜技术与传统吸附剂或离子交换材料的组合，实现对特定污染物的协同去除和回收。 全流程模拟与生命周期评估： 过程模拟软件的应用： 介绍利用专业软件对膜分离工艺进行全流程模拟，预测运行性能，优化工艺参数，降低试错成本。 生命周期评估（LCA）： 强调对膜分离工艺进行全面的生命周期评估，从资源消耗、能源消耗、环境排放等多个维度，科学评价其环境可持续性。 本章将放眼未来，探讨膜分离技术在鞣革废水处理领域的技术前沿和发展方向，为该领域的持续创新和突破提供指引。 结论：膜分离技术赋能鞣革工业的绿色未来 本书通过对鞣革废水特性、传统处理方法的局限性、膜分离技术原理的深入剖析，以及在污泥减量化、资源化方面的应用探索，清晰地展现了膜分离技术在革新鞣革废水处理模式中的巨大潜力。从高效去除污染物、降低污泥产量，到实现水资源和宝贵资源的循环利用，膜技术正以前所未有的力量，驱动着皮革工业迈向绿色、可持续的发展新纪元。 展望未来，随着膜材料的不断创新、膜工艺的日益集成以及智能技术的深度融合，膜分离技术必将在鞣革废水处理领域发挥更加关键的作用，为构建一个环境友好、资源节约的现代皮革工业贡献力量。本书的发布，旨在为科研人员、工程技术人员、企业决策者以及关注环保事业的读者提供一份权威、前沿的参考，共同推动这场行业性的绿色变革。

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