Waste Treatment in the Metal Manufacturing, Forming, Coating, and Finishing Industries pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wang, Lawrence K. (EDT)/ Shammas, Nazih K. (EDT)/ Hung, Yung-Tse (EDT)

出品人:

页数:494

译者:

出版时间:

价格:849.00 元

装帧:

isbn号码:9781420072235

丛书系列:

图书标签:

• Waste treatment
• Metal manufacturing
• Forming
• Coating
• Finishing
• Industrial waste
• Pollution control
• Environmental engineering
• Sustainability
• Metalworking

现代工业废水处理前沿技术与实践 第一部分：工业废水处理的基础理论与系统设计 第一章：现代工业废水处理的挑战与机遇 本章深入探讨了当前全球制造业，特别是化工、电子、制药和食品加工等高污染行业所面临的严峻水环境压力。详细分析了新污染物（如微塑料、内分泌干扰物和持久性有机污染物）的出现，对传统三级处理构筑物构成了巨大挑战。我们不仅关注法规标准的日益严格化，更聚焦于实现水资源循环利用和废水“零排放”（ZLD）的工程学可行性。重点阐述了从被动治理向主动源头削减和资源回收转型的技术哲学演变。 第二章：基础水化学与污染物的表征 本章是理解所有后续处理单元的基础。详细介绍了水溶液中的酸碱平衡、络合反应、氧化还原电位在废水处理中的关键作用。污染物表征部分细致划分了悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总氮（TN）、总磷（TP）以及重金属离子的精确测定方法与意义。特别关注了“难降解有机物”的分子结构特征分析，如芳香族化合物、杂环化合物的紫外/可见光谱特征和液相色谱-质谱联用（LC-MS）的应用，为后续高级氧化和吸附单元的选择提供数据支撑。 第三章：物理分离技术在预处理中的应用 物理分离技术是确保后续生化和深度处理高效运行的第一道屏障。本章详述了从粗格栅到精细过滤的全流程设计考量。重点分析了沉淀池（包括传统重力沉淀、斜板/斜管沉淀）的水力学设计参数，如沉降速率和水力停留时间（HRT）的优化。在颗粒物去除方面，详细介绍了不同类型过滤介质（砂滤、无烟煤、活性炭）的性能比较，并引入了膜分离技术（如超滤UF和微滤MF）在截留高粘度或高浊度废水中的优势与局限性。对气浮技术（DAF/IAF）在去除油类和轻质悬浮物方面的应用工况进行了深入探讨。 第四章：化学处理技术与沉淀控制 化学处理是实现重金属去除、pH调节和部分胶体稳定的核心手段。本章系统阐述了混凝与絮凝的机理，对比了传统无机混凝剂（PAC、硫酸铝）与新型有机聚合物絮凝剂的选择依据。重点分析了影响沉淀效率的关键因素，包括矾花结构、pH的精确控制和投加量优化。此外，详尽介绍了针对特定重金属的化学沉淀技术，如硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法以及离子交换树脂的预处理应用，并对污泥脱水前的稳定化和调质过程进行了细致的工艺描述。 第二部分：高级氧化与生化处理的协同优化 第五章：生物处理技术：从传统到强化 本章聚焦于有机污染物的主流去除路径——生物法。系统梳理了好氧、厌氧及兼氧过程的微生物生态学基础。详细阐述了活性污泥法的运行控制，包括污泥龄（SRT）、泥龄（MLSS）的动态管理，以及SBR、A/O、A2/O等主流活性污泥法的构型差异及其适用性。在脱氮除磷方面，重点剖析了同步硝化反硝化（SND）的实现条件和强化除磷（EBPR）的技术路径。对于高浓度或有毒性工业废水，本章深入探讨了厌氧反应器（UASB、IC反应器）的设计参数和抗冲击负荷能力。 第六章：难降解有机物的生物降解性提升 针对传统生化法难以应对的化工、农药等行业废水，本章探讨了如何通过预处理提升底物生物降解性（BOD/COD比值的提高）。详细分析了预曝气、芬顿氧化、臭氧氧化等技术对复杂有机分子结构（如硝基、氯代化合物）的初步打开作用。探讨了微生物菌群的驯化策略，包括筛选具有特殊降解能力的菌种、固定化生物技术（如MBBR、载体生物法）在提高反应器容积效率和抗毒性方面的应用。 第七章：高级氧化过程（AOPs）的机制与工程应用 AOPs是处理高毒性、高抗降解性污染物的主要手段。本章全面回顾了基于羟基自由基（•OH）的AOPs体系，包括：芬顿/类芬顿反应、臭氧催化氧化、紫外/H2O2、光催化（TiO2）以及电化学氧化。详细对比了这些方法的氧化电位、反应速率和副产物生成情况。特别关注了反应器的设计，如曝气方式、光照均匀性对反应效率的影响，以及如何将AOPs与后续生物处理单元串联以实现最佳协同效应。 第八章：膜生物反应器（MBR）及其在复杂废水中的集成 MBR技术代表了膜分离与生物处理的深度集成。本章从膜污染的机理入手，详细分析了超滤膜（UF）和微滤膜（MF）在MBR系统中的性能衰减因素及应对策略（如跨膜压差TMP控制、化学清洗CIP）。重点介绍了针对高悬浮物负荷、低水力渗透性的工业废水，如何通过优化曝气强度和污泥龄来控制膜污染，实现出水水质的长期稳定和水回用潜力的最大化。 第三部分：深度净化、资源回收与零排放技术 第九章：膜分离技术的深度应用与抗污染策略 本章聚焦于深度水回用所需的高级膜技术。详细阐述了纳滤（NF）在去除二价离子和有机小分子方面的选择性，以及反渗透（RO）在实现超纯水回用中的关键作用。深入剖析了膜污染的四大驱动力——浓差极化、吸附、凝胶层形成和生物膜生长，并介绍了针对特定污染物（如高硅、高硬度、高粘度）的预处理强化方案，包括特定化学药剂的预处理和集成膜接触氧化技术。 第十章：蒸发、结晶与盐分资源化 在实现工业废水零液体排放（ZLD）的路径中，热力学分离是最后的关键步骤。本章详细介绍了多效蒸发（MED）、机械蒸汽再压缩（MVR）和热力学驱动蒸发器的设计原理与能耗分析。重点分析了强制循环（FC）蒸发器在处理高粘度、高结垢性废水时的优势。同时，对蒸发浓缩后的盐分处理进行了深入探讨，包括结晶工艺的选择（如共晶、单盐分离），以及从废盐中回收有价金属或工业盐（如氯化钠、硫酸钠）的资源化路径。 第十一章：吸附、离子交换与电化学回收 本章侧重于针对特定痕量污染物或有价金属的资源化回收技术。对不同吸附材料（活性炭、分子筛、生物质吸附剂）的吸附等温线和动力学进行了对比分析。在离子交换方面，详细阐述了树脂的选择性、再生周期设计，特别是针对稀有金属或贵金属的富集应用。电化学方法（如电解、电凝、电容去离子CDI）作为新兴的低能耗分离技术，在本章中被重点介绍，分析了其在去除重金属和降低能耗方面的潜力。 第十二章：系统集成、能耗优化与智能运维 现代工业水处理厂的成功在于流程的集成优化。本章提供了一个从源头到排放/回用的系统集成框架，强调了能量的梯级利用和水质的交叉耦合。讨论了如何通过过程模拟软件（如Aspen Plus, BioWin）进行全流程的模拟优化。最后，引入了工业物联网（IIoT）、传感器技术和大数据分析在水处理厂的实时监测、预测性维护和自动投药控制中的应用，旨在提高系统的鲁棒性、降低运维成本，并实现能耗的最小化管理。

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