水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] Clemens，von，Sonntag，[瑞士] Urs，von ... 著，刘正乾 译

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• 臭氧
• 水处理
• 污水处理
• 氧化
• 消毒
• 环境工程
• 化学工程
• 水质
• 环境化学
• 高级氧化工艺

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112192991

版次：1

商品编码：12064214

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：259

字数：421000

正文语种：中文

内容简介

　　在水处理中使用臭氧进行消毒和氧化的历史虽然悠久，但是对有机物转化历程的研究却一直欠缺。近些年来，臭氧与模型化合物反应生成潜在的氧化副产物的研究引起了大的关注，也使得有机物的转化研究变得愈发重要。这些研究不仅积累了大量的氧化产物数据，对于水溶液中的臭氧反应机理也取得了实质性的研究进展。基于获得的臭氧反应机理，我们可以在尚未开展系统研究的情况下对某一化合物的氧化产物进行预测，并在已知几类相关化合物毒性的基础上对该化合物氧化产物的潜在毒性进行评估。基于这一思想，《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》不仅全面探讨了迄今为止已知的所有臭氧反应机理，还将这些机理广泛应用于微污染物（如：药物和内分泌干扰物）降解的研究中。《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》引用了大量的文献，并*新了臭氧反应速率常数，读者也可以把它当作工具书来使用。此外，对于给水厂和污水厂中与臭氧工艺相关的技术或管理人员来说，也可从《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》中获得大量的有用信息。
　　《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》的各个章节对各类化合物的臭氧反应速率常数进行了汇编，并涵盖了所有*新的研究成果。这对于需要新兴污染物反应动力学数据的研究者和从业人员来说是非常有帮助的。此外，每章还列举了微污染物（如：药物、农药、燃料添加剂、溶剂、嗅味化合物和藻毒素）在臭氧化反应中的转化机理的大量实例。

目录

序
前言
第1章 本书的历史背景及范围

第2章 臭氧的物理和化学性质
2．1 引言
2．2 臭氧的产生
2．3 臭氧在水中的溶解度
2．4 臭氧的紫外一可见光光谱
2．5 臭氧浓度的测定
2．6 测定臭氧反应动力学的方法
2．7 臭氧与其他氧化物种的还原电位
2．8 臭氧溶液的稳定性
2．9 臭氧的反应活性

第3章 饮用水和污水中的臭氧反应动力学
3．1 臭氧在各类水源中的稳定性
3．2 DOM的分子量分布
3．3 矿化和化学需氧量
3．4 可同化有机碳的形成
3．5 消毒副产物的生成和控制
3．6 DOM的紫外吸收
3．7 去除微污染物的相关臭氧动力学
3．8 羟自由基的产量和DOM对OH的捕获率
3．9 OH途径去除臭氧难降解微污染物
3．10 臭氧高级氧化技术

第4章 微生物灭活和臭氧氧化微污染物生成产物的毒理学评价
4．1 消毒动力学
4．2 消毒机理：细胞膜和DNA的作用
4．3 与核酸组分的反应
4．4 与DNA的反应
4．5 臭氧在给水和污水消毒中的应用
4．6 臭氧氧化产物的毒理学评价
4．7 内分泌干扰物
4．8 抗菌化合物
4．9 毒性

第5章 臭氧在饮用水和污水处理工艺中的应用
5．1 历史回顾
5．2 带有臭氧氧化的饮用水处理工艺流程
5．3 水源水、饮用水和污水中的微污染物
5．4 臭氧氧化在污水深度处理中的应用
5．5 饮用水和污水处理中去除微污染物过程的能耗
5．6 源头控制
5．7 污水回用
5．8 臭氧在城市水循环中的应用比较

第6章 烯烃
6．1 烯烃的反应活性
6．2 Criegee机理
6．3 部分氧化
6．4 自由基路径的臭氧化物分解
6．5 羟烷基过氧化物的检测
6．6 烯烃与臭氧的反应一反应的产物和活性中间体
6．7 含有烯烃结构的微污染物

第7章 芳族化合物
7．1 芳族化合物的反应活性
7．2 臭氧加合物的分解
7．3 芳族化合物与臭氧的反应一反应产物和活性中间体
7．4 含芳环的微污染物

第8章 含氮化合物
8．1 含氮化合物的反应活性
8．2 一般的反应机理
8．3 带有含氮基团的微污染物

第9章 含硫化合物的反应
9．1 含硫化合物的反应活性
9．2 硫醇
9．3 硫醚、二硫醚和亚磺酸
9．4 亚砜
9．5 含有臭氧反应活性硫的微污染物

第10章 含有臭氧反应活性位点C-一H基团的化合物
10．1 含有臭氧反应活性位点C-H基团的化合物的反应活性
10．2 一般性的机理探讨
10．3 甲酸根离子
10．4 2-甲基-2-丙醇（叔丁醇）
10．5 2-丙醇
10．6 碳水化合物
10．7 三氧化二氢——一个短暂中间体的特性
10．8 不含臭氧反应活性杂原子的饱和微污染物

第11章 无机阴离子和过臭氧过程
11．1 引言
11．2 氢氧根离子
11．3 过氧化氢离子——过臭氧过程
11．4 氟
11．5 氯
11．6 次氯酸根
11．7 亚氯酸根
11．8 溴离子
11．9 次溴酸根
11．10 亚溴酸根
11．11 碘离子
11．12 亚硝酸盐
11．13 叠氮化物
11．14 硫化氢
11．15 亚硫酸氢根
11．16 水处理中溴酸盐的生成和控制
11．17 溴离子催化反应
11．18 碘离子相关问题的应对

第12章 金属离子与臭氧的反应
12．1 金属离子的反应活性
12．2 砷
12．3 钴
12．4 铜
12．5 铁
12．6 铅
12．7 锰
12．8 硒
12．9 银
12．10 锡
12．11 金属离子微污染物

第13章 自由基与臭氧的反应
13．1 自由基的反应活性
13．2 还原性自由基与臭氧的反应
13．3 碳中心自由基与臭氧的反应
13．4 氧中心自由基与臭氧的反应
13．5 氮和硫中心自由基与臭氧的反应
13．6 卤原子中心自由基与臭氧的反应

第14章 羟基自由基和过氧自由基的反应
14．1 引言
14．2 羟基自由基的反应
14．3 OH反应速率常数的测定
14．4 臭氧反应中OH的检测
14．5 臭氧反应中OH产率的检测
14．6 过氧自由基的生成
14．7 过氧自由基的氧化还原性及其与臭氧的反应
14．8 过氧自由基的单分子衰变
14．9 过氧自由基的双分子衰变
14．10 氧基自由基的反应
14．11 0H在氯酸盐和溴酸盐形成中的作用
14．12 OH／过氧自由基去除臭氧难降解微污染物
参考文献
附录——英文原著中的印刷错误汇总

《水与生活：守护生命的源泉》 水，是生命赖以生存的基石，更是文明发展的命脉。从清澈的溪流到浩瀚的海洋，从滋润万物的甘霖到孕育生命的摇篮，水以其最纯净、最慷慨的姿态，赋予了地球勃勃生机。然而，随着人类社会的高速发展和工业化进程的加速，我们赖以生存的水资源正面临着前所未有的挑战。 水的旅程：循环、净化与失衡 水的旅程，是一场永无止境的伟大循环。它从海洋蒸发，化为云，再以雨雪的形式降落，汇聚成河流、湖泊，最终又流回大海。在这个过程中，水并非一成不变，它吸收、溶解、携带，也净化、沉淀、转化。自然界的强大力量，通过蒸发、过滤、沉淀等物理和化学过程，不断地为水注入新的生命力。 然而，当人类的活动介入，这场天然的净化过程便悄然改变。农业灌溉带来的农药和化肥残留，工业生产排放的重金属和化学物质，城市生活产生的污水和垃圾，都如同一张张无形的大网，困扰着清澈的水源。曾经纯净的河流变得浑浊，曾经可饮用的湖泊散发出异味，曾经生机盎然的海洋生物面临生存危机。水，这个最基本的生命要素，正逐渐显露出它的脆弱与失衡。 现代水处理的智慧：从过滤到高级氧化 面对日益严峻的水污染问题，人类从未停止过对水的守护与净化的探索。古老的沉淀、过滤等物理方法，至今仍是水处理的基础。通过简单的筛网，我们可以去除水中较大的悬浮物；通过砂石层，我们可以进一步截留细小的颗粒。这些简单却有效的方法，是人类与水和谐相处的第一步。 随着科学技术的进步，我们对水的认识也日益深入。化学方法应运而生，如混凝沉淀，利用化学药剂使水中的微小颗粒聚集、变大，从而更容易沉淀去除。消毒杀菌，则更是保障饮用水安全的关键环节，常见的如氯消毒、紫外线消毒，有效杀灭水中的有害微生物，守护我们的健康。 然而，面对一些顽固的有机污染物和新兴的微量污染物，传统的处理方法显得力不从心。这时候，更先进的“高级氧化技术”便崭露头角。这些技术的核心在于产生具有极强氧化能力的自由基，能够高效地分解那些难以被传统方法去除的有机物，甚至可以将它们完全矿化为二氧化碳和水。 高级氧化技术：革新水处理的动力 高级氧化技术（AOPs）并非单一技术，而是一系列能够产生强氧化性物质（主要是羟基自由基，·OH）的组合工艺。羟基自由基的氧化能力极强，仅次于氟，是水中一种非常活跃的氧化剂，能够快速、非选择性地氧化绝大多数有机污染物。 臭氧作为核心氧化剂： 在众多高级氧化技术中，臭氧（O₃）扮演着至关重要的角色。臭氧是一种强氧化剂，其氧化性仅次于氟。当臭氧溶解于水中时，它可以直接氧化许多有机物，也可以通过与水中的其他物质反应，产生更为强大的羟基自由基。这使得臭氧在水处理中具有广泛的应用潜力，不仅能去除有机污染物，还能有效杀灭细菌、病毒，并改善水的色度和嗅味。 紫外线与臭氧联用（O₃/UV）： 将紫外线照射与臭氧应用相结合，能够显著增强处理效果。紫外线能够加速臭氧的分解，产生更多的羟基自由基。这种组合技术在去除难降解有机物、杀灭病原体方面表现出色，是许多工业废水和城市污水的理想处理方案。 过氧化氢与臭氧联用（O₃/H₂O₂）： 同样，过氧化氢（H₂O₂）与臭氧的结合，也能极大地提高羟基自由基的产生效率。过氧化氢在臭氧的作用下分解，释放出更多的羟基自由基，从而增强对污染物的氧化能力。这种方法在处理含有酚类、染料等复杂有机物的废水中效果显著。 其他高级氧化技术： 除了臭氧相关的技术，其他高级氧化方法也各有优势。例如，电化学氧化利用电能直接或间接产生氧化剂；光催化氧化则借助光能催化剂（如TiO₂）产生羟基自由基； Fenton及类Fenton反应利用铁离子等催化剂促进过氧化氢产生羟基自由基。这些技术根据不同的污染对象和处理需求，被灵活应用于各类水处理场景。 应用领域：守护我们生活的方方面面 高级氧化技术的不断发展和成熟，为我们解决水污染问题提供了更多强有力的武器。 饮用水净化： 在饮用水处理厂，高级氧化技术能够有效去除原水中可能存在的藻类毒素、抗生素、激素类药物等微量有机污染物，确保我们饮用的每一滴水都安全可靠。同时，它也能有效去除水中引起异味的物质，提升饮用水的感官品质。 工业废水处理： 纺织、印染、造纸、制药、石油化工等行业产生的工业废水，往往含有高浓度、难降解的有机物和有毒有害物质。高级氧化技术能够高效地分解这些污染物，实现废水的达标排放，减少对环境的污染。 城市污水处理： 传统的城市污水处理工艺，在去除新兴污染物（如微塑料、内分泌干扰物）和提高出水水质方面仍有提升空间。高级氧化技术的引入，能够有效“升级”现有的污水处理系统，使其能够处理更复杂的污染物，满足更严格的排放标准。 回用水处理： 随着水资源的日益短缺，水的循环利用变得尤为重要。高级氧化技术能够有效地处理各种来源的回用水，使其达到更高的水质标准，用于工业冷却、城市杂用、甚至灌溉等领域，为缓解水资源压力做出贡献。 特殊水体治理： 对于一些受到特定污染物困扰的水体，如富营养化的湖泊、被重金属污染的河流，高级氧化技术也能发挥其独特的优势，配合其他治理措施，协同改善水环境质量。 挑战与展望：通往可持续水未来的道路 尽管高级氧化技术展现出强大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战。成本问题，部分高级氧化工艺的运行成本相对较高；能耗问题，一些工艺需要消耗大量的电能；以及对特定污染物选择性的研究，如何更精准、高效地处理某一类污染物，仍是科学家们不断探索的方向。 然而，随着技术的不断创新和优化，成本将逐渐降低，能效将不断提升。新的催化剂、新的反应模式、与现有技术的集成，都将为高级氧化技术带来更广阔的应用前景。 水，是生命的源泉，也是我们共同的责任。理解水的旅程，认识水面临的挑战，掌握水处理的智慧，是我们守护这片蓝色星球、保障人类可持续发展的必由之路。从基本原理到复杂应用，我们对水的探索和净化，将永不停歇，为子孙后代留下一个更清洁、更健康的水世界。

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我一直对水处理领域充满好奇，尤其对那些能够有效去除污染物、同时又相对环保的技术情有独钟。最近偶然翻到了一本名为《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》的书，虽然我之前对臭氧在水处理中的应用了解不多，但书名本身就激起了我的兴趣。在阅读之前，我设想这本书一定会详细阐述臭氧如何通过氧化作用分解水中的有机物、无机物，甚至是微生物，从而达到净化的目的。我期望能够深入了解臭氧的生成机制，它在不同pH值、温度、有机物浓度等条件下的反应活性，以及它与水中其他物质的协同作用。这本书或许还会介绍不同类型的臭氧发生器，以及如何根据具体的水质情况选择最合适的臭氧处理工艺。我特别期待书中能有具体的案例分析，展示臭氧在实际污水处理厂中的应用效果，比如去除色度、异味、COD、BOD，以及杀灭细菌、病毒和寄生虫等。如果书中还能探讨臭氧处理的优缺点，比如与其他消毒方法（如氯消毒）的比较，以及潜在的环境影响和成本效益，那将是极大的加分项。我希望这本书能够填补我在这一领域的知识空白，让我对臭氧这种强大的氧化剂在水处理中的角色有一个全面而深刻的认识，并能从中获得一些实用的启发。

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初次看到这本书的书名，我的脑海里立刻浮现出一些关于水净化技术的画面，而“臭氧化学”这个词汇更是增添了几分科学的神秘感。我设想，这本书会从最基础的化学原理入手，解释臭氧分子独特的结构和高反应活性是如何赋予它如此强大的氧化能力。它会不会详细介绍臭氧与水中溶解性有机物（DOM）的反应机理，以及这些反应是如何改变水的色度和TOC（总有机碳）含量的？ 我特别好奇，书中会如何阐述臭氧在去除水中氨氮、硫化物等无机污染物方面的作用？ 此外，对于水处理中至关重要的消毒环节，我想象书中会对臭氧的杀菌灭病毒效果进行详尽的描述，包括其杀灭不同类型微生物所需的接触时间和臭氧浓度，以及它在去除病原体方面的优势和局限性。书中会不会引用大量的实验数据和图表，来支持其论点，并展示不同条件下臭氧处理的效果？我希望能在这本书中找到关于臭氧在饮用水预处理、深度处理以及工业废水、市政污水处理等不同场景下的具体应用案例，并学习如何根据实际需求设计和优化臭氧处理工艺。

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这本书的封面和书名就散发着一种专业而严谨的气息，让我立刻联想到那些埋首于实验室，一丝不苟地进行着化学实验的研究人员。我想象着书中会详细解析臭氧（O3）这种具有强大氧化能力的分子，如何在水环境中发生一系列复杂的化学反应。它会不会深入探讨臭氧在水中分解生成羟基自由基（•OH）这一过程的关键影响因素？这些自由基又是如何与水中的各种污染物，无论是易降解的有机物，还是那些顽固难缠的持久性有机污染物（POPs），展开一场场“攻坚战”的？书中的插图和图表想必是少不了的，它们应该会清晰地展示出不同污染物被臭氧氧化后，其分子结构的演变过程，以及最终生成物的种类。我猜想，书中还会涉及臭氧处理的动力学模型，让我们能够量化臭氧的反应速率，并预测在特定反应条件下污染物的去除效率。此外，我期望书中能够介绍臭氧的几种主流生成技术，比如辉光放电法、紫外线法等，并分析它们的能耗、效率以及设备成本。如果书中还能探讨臭氧与其他水处理工艺，如活性炭吸附、膜分离等技术的联用优势，那将为我提供更全面的技术视野。

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当我注意到这本《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》时，我立刻联想到臭氧作为一种强氧化剂，在水处理领域扮演着越来越重要的角色。我猜测，这本书的核心内容将围绕臭氧在水中的化学反应展开，重点阐述它如何有效地氧化和分解各种污染物。我期待书中能够详细解释臭氧作为一种“绿色”氧化剂的优势，例如它在水中可以自发分解为氧气，不会产生二次污染物，这与传统的氯消毒方法相比，具有显著的环境效益。书中应该会深入探讨臭氧的氧化能力，以及它如何作用于不同类型的污染物，比如酚类、胺类、多环芳烃等有机污染物，以及亚硝酸盐、铁、锰等无机污染物。我特别希望了解臭氧处理过程中可能产生的副产物，以及如何通过优化工艺参数来最小化这些副产物的生成。此外，这本书或许还会介绍臭氧发生器的不同类型，如介电放电式、紫外线式等，并分析它们的性能特点、能耗以及适用范围。书中可能还会提供一些关于臭氧在饮用水处理中去除藻类毒素、农药残留，以及在污水处理中去除COD、BOD、氨氮等方面的实例研究，这将非常有价值。

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这本书的书名《水和污水处理的臭氧化学：基本原理与应用》听起来就非常专业，我猜想它会深入讲解臭氧这种物质在水处理过程中的化学原理。 我希望书中能够详细解析臭氧与水中各种污染物发生的氧化还原反应，特别是它如何有效地分解那些难以处理的有机物，比如药物残留、个人护理品等新兴污染物。 我想知道，书中是否会提供关于臭氧作用机理的深度分析，比如它产生自由基的能力，以及这些自由基如何与污染物反应。 我也对臭氧在去除水中色度和异味方面的效果非常感兴趣，这本书会不会有这方面的实验数据和案例？ 另外，作为一种消毒剂，臭氧的杀菌能力是其重要应用之一，我期待书中能够详细介绍臭氧对不同类型病原微生物的杀灭效果，以及其在饮用水和污水处理中的应用。 如果书中还能涉及臭氧发生器的类型、运行参数的选择，以及臭氧处理的成本效益分析，那将是非常全面的。 我希望这本书能够帮助我更深入地理解臭氧在水处理中的作用，并为实际应用提供科学的指导。

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