Demonstration of Emerging Technologies for Arsenic Removal - Vol 2 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:American Water Works Research Foundation

作者:Yu-Jung Chang

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2005-12-15

价格:USD 263.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781583214060

丛书系列:

图书标签:

Arsenic Removal
Emerging Technologies
Water Treatment
Environmental Science
Environmental Engineering
Contaminant Removal
Water Quality
Demonstration
Technology
Arsenic

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具体描述

综合水处理技术与可持续发展：新兴吸附剂、膜分离及高级氧化工艺的应用研究本书导读本书全面深入地探讨了当代水处理领域最前沿和最具挑战性的课题，聚焦于开发和应用高效、低成本、环境友好的新型水净化技术，以应对全球日益严峻的水质污染问题。我们摒弃了对单一污染物的狭隘关注，转而采用多维度、系统化的方法，旨在构建一套适应未来环境标准的综合水处理框架。全书结构严谨，理论阐述与工程实践紧密结合，适合科研人员、环境工程师、水务管理专业人士及相关专业高年级学生深入研习。第一部分：新型功能化吸附材料的设计与性能优化本部分集中探讨了下一代吸附技术的设计理念和材料科学进展。传统的活性炭在处理复杂水体，特别是痕量污染物和特定重金属方面已显现出局限性。因此，本书重点介绍了结构导向型吸附剂的合成与表征。第一章：金属有机骨架材料（MOFs）在水净化中的应用潜力详细解析了MOFs材料的晶体结构、高比表面积特性及其对特定阴离子（如铬酸盐、硝酸盐）和阳离子（如铅、镉）的选择性吸附机制。内容涵盖了后合成修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）技术如何通过引入特定官能团（如胺基、磺酸基）来增强MOFs对水中有机微量污染物（如药物残留和内分泌干扰物）的亲和力。同时，深入讨论了MOFs在实际水体（高离子强度、pH波动大）中的稳定性、再生循环性能以及大规模制备的工程化挑战。第二章：磁性纳米复合吸附剂的制备与高效分离本书关注于如何解决吸附材料的二次污染和回收难题。我们详细阐述了磁性纳米颗粒（如Fe₃O₄）与高吸附能力材料（如石墨烯氧化物、树脂或生物质衍生物）复合的策略。重点剖析了表面改性对磁分离效率和吸附容量的影响。讨论了制备具有核-壳结构的磁性复合材料的溶剂热法、共沉淀法及其在快速去除水体中微塑料颗粒和新兴有机污染物方面的应用案例。第三章：生物质基吸附剂的活化与功能化强调可持续性和环境友好性，本章详述了农业废弃物（如玉米芯、木质素、藻类残渣）转化为高性能吸附材料的过程。内容包括热解、化学活化（如磷酸法、KOH法）对生物质碳骨架的结构重塑，以及如何通过接枝聚合物链或引入金属氧化物纳米颗粒，提高其对水中有机染料和重金属离子的吸附容量和动力学特性。第二部分：前沿膜分离技术及其集成系统本部分转向对物理分离过程的革新，重点在于开发耐污染、高通量的先进膜材料和操作模式。第四章：正渗透（FO）与膜蒸馏（MD）在废水资源化中的优势详细对比了正渗透（FO）与膜蒸馏（MD）在处理高盐、高有机负荷废水（如反渗透浓水、工业废水）中的技术经济性。在FO部分，探讨了不同类型的吸水剂（Draw Solutes），特别是对环境影响较小的双向渗透膜的应用，以及如何通过优化膜结构解决“内向溶质提取”问题。MD部分，则聚焦于疏水性膜的制备、抗污染涂层技术以及太阳能驱动MD系统的集成设计。第五章：集成膜反应器（MBR）的强化与污染物降解耦合本书将MBR从单纯的固液分离提升至深度氧化与生物协同作用的层面。深入分析了电化学辅助MBR（E-MBR）中电极材料的选择、电场对生物膜形态和代谢的影响，以及电化学氧化对难降解有机物的预处理作用。此外，探讨了MBR在特定行业废水（如制药、纺织印染）深度脱氮除磷的应用实例。第六章：仿生水通道与超疏水膜的开发探索模仿生物体通道（如水通道蛋白）的超高水通量膜材料。详细介绍了聚合物/无机杂化膜的制备，如何通过精确控制孔径和表面电荷来大幅提高水通量并抑制污染物渗透。同时，对高角度疏水性膜的表面能控制技术及其在抗油/抗泥沙污染方面的前景进行了展望。第三部分：高级氧化与电化学协同净化工艺本部分聚焦于利用高活性物种（如羟基自由基•OH、硫酸根自由基•SO₄⁻）实现对持久性有机污染物的矿化。第七章：非均相光催化与高效率可见光响应材料本书不再局限于传统的TiO₂光催化。重点分析了等离子体光催化剂（如表面等离子体共振效应）在可见光区的高效激发机制。讨论了窄带隙半导体（如氮化碳g-C₃N₄）的缺陷工程调控，以及如何通过负载贵金属或过渡金属氧化物来提高电荷分离效率，从而有效降解内分泌干扰物和全氟化合物（PFAS）。第八章：电化学高级氧化（EAOPs）的机制优化系统梳理了电催化氧化（如DSA电极、硼掺杂金刚石电极BBD）在水处理中的反应动力学。重点阐述了过硫酸盐（PS）和过氧化单硫酸盐（PDS）的电化学激活过程，探讨了不同电极材料和运行参数（如电流密度、pH值）对硫酸根自由基生成效率及选择性的影响。并针对EAOPs在去除特定农药和抗生素中的表现进行了案例分析。第九章：臭氧与高级氧化过程（AOPs）的集成应用阐述了臭氧氧化在消毒和降解活性污染物中的作用，并将其与H₂O₂、紫外光（UV/O₃, UV/H₂O₂）或催化剂结合，形成协同效应。重点研究了在处理饮用水源水中产生的“消毒副产物前体物质”时的优化操作窗口，以及如何通过控制反应过程中的电子转移路径，降低臭氧消耗率，提高目标污染物的去除效率。第四部分：系统集成、环境评估与可持续性考量本书最后一部分超越了单一技术的讨论，转向系统层面的整合和环境效益评估。第十章：多级联水处理工艺的优化与耦合设计探讨了如何根据水质特征，将吸附、膜分离、电化学氧化等技术进行合理串联或并联组合，以实现污染物去除的多重目标（如脱色、脱盐、降解）。内容包括污染负荷转移分析、能耗优化模型建立以及在分布式水处理系统中的应用潜力。第十一章：水处理过程的环境足迹与生命周期评价（LCA）引入生命周期评价（LCA）工具，对不同水处理技术（从原材料获取到最终处理）的能源消耗、碳排放和环境毒性进行量化比较。重点分析了新型吸附剂的再生能源需求与传统方法的差异，并提出了面向“零液体排放”（ZLD）目标的技术路线环境可行性评估框架。第十二章：数据驱动的水质预测与工艺智能控制展望了利用人工智能和机器学习技术优化水处理过程的前景。内容包括使用传感器网络实时监测关键工艺参数，利用模型预测污染物负荷变化，并实现对反应器停留时间、药剂投加量和膜清洗周期的自适应控制，以确保出水水质的稳定性和运行成本的最优化。总结：本书以严谨的科学态度和广阔的工程视野，为读者提供了一个理解和掌握当前水处理技术前沿的知识平台。它不仅是技术手册，更是一本引领未来水资源可持续管理方向的深度论述。