Innovation in Wastewater Treatment Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Intl Water Assn

作者:

出品人:

页数:599

译者:

出版时间:2005-12-30

价格:USD 603.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781843395577

丛书系列:

图书标签:

• Wastewater Treatment
• Innovation
• Environmental Engineering
• Water Quality
• Sustainable Technology
• Process Optimization
• Emerging Technologies
• Pollution Control
• Water Resource Management
• Chemical Engineering

水处理技术前沿探索：可持续发展视角下的新型工艺与实践 图书简介 本书聚焦于当前水处理领域面临的关键挑战与新兴解决方案，旨在为水资源管理、环境工程及相关领域的研究人员、工程师和决策者提供一个全面而深入的视角。本书没有涉及污泥处理工艺的创新（如厌氧消化、污泥热解或高级脱水技术），而是将全部篇幅投入到对水体净化过程本身的前沿技术迭代、系统集成与可持续性评估的探讨上。 第一部分：传统工艺的效能提升与瓶颈突破 本部分首先回顾了活性污泥法、生物膜反应器等经典水处理工艺的基础原理，但重点在于探讨如何通过过程强化（Process Intensification）来克服其对土地资源的占用大、能耗高以及对复杂污染物去除效率不稳定的固有缺陷。 1.1 反应器设计与流体力学优化： 深入分析了新型反应器配置（如膜生物反应器 MBRs 的进阶形态、颗粒污泥反应器 BPRs 的改进型）中流场模拟（CFD）的应用。重点讨论如何通过优化进水分布、搅拌强度和曝气模式，实现污染物接触效率的最大化，同时降低剪切力对外源性生物质（非污泥部分）的破坏。这包括对文丘里管曝气系统、深层曝气技术在低能耗高氧转移率方面的最新进展的系统梳理，但完全不涉及污泥的稳定化或最终处置问题。 1.2 生物过程的精细调控： 探讨了微生物群落结构与代谢路径的精准调控手段，例如通过实时监测系统（如在线光谱分析、高通量测序反馈控制）实现对特定污染物降解菌群的定向筛选与培养。内容侧重于碳氮磷（CNP）的高效同步去除机理，例如，深入解析了厌氧/缺氧/好氧交替环境下，特定微生物群体对特定有机物的生化反应动力学，而非污泥本身的物理特性改变。讨论如何通过外部添加特定营养源或调节pH/氧化还原电位，定向诱导目标微生物的活性，从而在不改变污泥形态的前提下，提高对微量污染物的清除率。 第二部分：面向新兴污染物的多级深度净化技术 随着工业和生活排放的复杂化，传统二级处理对新兴有机污染物（PPCPs、内分泌干扰物、微塑料等）的去除能力日益显现不足。本部分完全聚焦于水相净化链条的末端升级。 2.1 高级氧化/还原过程（AOPs/ARPs）的集成应用： 本章系统梳理了基于臭氧、过氧化氢、紫外光（UV）、芬顿/类芬顿反应的协同效应。重点在于探究非均相催化剂的设计与应用，如负载型半导体光催化剂（TiO2、g-C3N4 衍生物）在可见光驱动下对特定持久性有机污染物的矿化效率。分析了不同AOPs组合（如O3/UV、H2O2/Fe2+）在去除不同类型污染物时的选择性与二次污染物（如溴酸盐）的生成控制策略，但所有讨论均围绕水体中待降解有机物的化学转化，不涉及催化剂本身的回收或再生（即不涉及固废处理）。 2.2 吸附与分离介质的革新： 阐述了活性炭（AC）之外的新型吸附材料，如金属有机骨架材料（MOFs）、共价有机框架材料（COFs）以及具有特定官能团的纳米纤维素膜在去除特定离子型污染物和微量有机污染物方面的潜力。详细分析了这些材料的孔隙结构、表面化学性质与污染物分子间的相互作用力学（如π-π堆积、氢键作用），以及吸附容量与再生/替换周期的评估方法。不讨论这些吸附剂在饱和后的固态废物处理路径。 第三部分：膜分离技术的性能极限拓展 膜技术是实现水质深度保障的核心手段之一，本部分深入探讨了突破传统超滤/纳滤/反渗透膜局限性的最新发展。 3.1 创新膜材料与结构设计： 集中讨论了石墨烯氧化物（GO）膜、聚合物/无机杂化膜以及正渗透（FO）膜在低能耗脱盐和废水回用中的应用。重点分析了膜材料的分子筛效应和水通量驱动力，例如，如何在聚合物基质中精确控制纳米填料的尺寸和分散性，以提高抗污染性和选择性。对膜的化学修饰以增强其对特定污染物（如硼酸、抗生素）的截留能力进行了详尽的机理阐述。 3.2 膜过程的集成与优化： 探讨了如何将膜技术与其他物理化学过程进行耦合，形成高效的水质净化级联系统。例如，在预处理阶段引入新型微滤技术以保护后续反渗透膜，或在深度处理阶段使用电化学辅助膜分离技术来抑制膜污染。所有论述集中于膜通量、回收率和操作压力/能耗的平衡优化，而非膜的清洗剂选择或清洗后废水的处理。 第四部分：水资源循环与可持续性评估框架 本部分关注水循环利用的系统性、经济性与环境足迹评估，作为技术实施的宏观指导。 4.1 中水回用的多标准评估： 建立了针对不同回用场景（工业冷却、城市景观、农业灌溉）的水质标准体系，并详细分析了实现这些标准所需的水处理工艺链条选择的决策模型。重点讨论了在考虑水质、水量、经济投入和运营稳定性的多目标优化下的流程配置方法。 4.2 全生命周期环境影响评价（LCIA）的深化应用： 引入了先进的LCIA模型，用于量化不同水处理技术路线对气候变化、酸化、富营养化等环境指标的影响。强调如何通过数据驱动的方法，识别整个水处理系统链条中的环境热点，并指导工程师在技术选型时优先考虑低碳、低耗能的先进净化方案，以确保水处理设施的可持续运营与生态效益。 本书结构清晰，数据详实，侧重于化学、材料学、流体力学在水相污染物去除中的前沿交叉应用，为读者提供了摆脱传统工艺束缚、迈向高效率、低环境负荷水处理未来所必需的理论深度与工程洞察。

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