工業園區高難廢水處理工藝設計實例（簡體書）

《工業園區高難廢水處理工藝設計實例》針對不同種類高難度工業廢水，靈活應用國內外成熟處理技術，通過若干高難度工業廢水處理工藝設計與開發，以期達到較好的處理效果，並且借助多年技術研發經驗總結，對未來有望工業化的新型高級催化氧化技術進行了原理和試驗性質的描述，全書內容既是對高難度工業廢水處理技術的有益補充，又能夠指導實際工程中高難度工業廢水處理工藝開發。本書內容力圖做到理論與實踐、基本原理與應用的有機結合，突出工業園區高難度廢水處理工藝開發的實用性，選取了一些成功運行的工程實例進行技術開發方面的詳細介紹，注重指導技術研發。
本書適合從事水污染治理的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業的師生參考。

孫貽超，天津市生態環境科學研究院，副院長 高工，長期致力於環境保護科研與工程工作，在水環境保護和生態修復領域有著長期工作基礎，取得了豐富的科研成果。在重大環境問題研究、突發環境事件應急處理、環境工程設計與施工、環境規劃與標準法規制修訂、環境風險調查與司法鑒定等領域作了大量富有成效的工作。先後負責國家“十五”863計劃、國家“十一五”、“十三五”國家重大科技專項等多個科研項目，通過科技攻關，解決了濱海高鹽背景下水污染治理及水體水質保持、濱海高鹽區域生態修復與重建、新型生態城市建設等一批當前國家急需的前沿性技術難題，為污染治理與生態修復工作提供了有力的技術支撐。他還主持了“十五”、“十一五”、“十二五”《天津市水污染防治規劃》、《生態市建設規劃》以及APEC和抗戰勝利70周年大氣質量保障方案等一批指導性技術文件，主持設計“天津臨港工業區濕地公園”等一批在國內獲獎工程，主持了天津港812火災爆炸事件高濃含氰廢水應急治理等一批在國內外具有影響的突發性環境污染事件應急處理。出版論著3部，論文多篇，取得發明專利10余項，獲得國家科技進步二等獎1項，省部級二等獎1項、三等獎2項。

1 《工業園區高難廢水處理工藝設計實例》內容是編者多年工業廢水處理技術研發、工程實踐的總結，實踐性強。
2 《工業園區高難廢水處理工藝設計實例》力圖做到理論與實踐、基本原理與應用的有機結合，突出工業園區高難度廢水處理工藝開發的實用性。
3 《工業園區高難廢水處理工藝設計實例》選取了一些成功運行的工程案例進行實際技術開發方面的詳細介紹，注重指導技術研發，適合從事水污染治理的科研人員和工程技術人員閱讀。

工業園區高難度廢水（也稱高難廢水）污染嚴重，處理難度大，如何對其進行有效的處理，一直都是環境科學與工程領域備受關注的話題。
導致工業園區高難度廢水難處理的原因在於其污染物成分複雜、濃度高且多為生物難降解有毒有害物質，除此之外，來水水質、水量的波動幅度大，則進一步增加了其有效處理難度。
鑒於工業園區高難度廢水的水質特點，單一方法並不能達到理想的處理效果，目前所採用的處理工藝均為各種技術的組合，因此針對高濃度有機工業廢水水質特徵，結合多種廢水處理工藝理論，確定高效的處理技術至關重要。得益於行業領域內研究者已經做的大量技術研究、開發和工程實踐，目前出現了更多的新技術和新工藝以及相關研究的新思路和新方法，為工業園區高難度廢水的有效處理提供了更廣闊的思路。
本書內容是編者多年工業廢水處理技術研發、工程實踐總結，針對不同種類高難度工業廢水，靈活應用國內外成熟處理技術，通過若干高難度工業廢水處理工藝設計與開發，以期達到較好的處理效果，編者借助多年技術研發經驗，對未來有望工業化的新型高級催化氧化技術進行了原理和試驗性質的描述，全書內容既是對高難度工業廢水處理技術的有益補充，又能夠指導實際工程中高難度工業廢水處理工藝開發，深刻理解本書內容可以有效地提升相關從業者對於高難度工業廢水處理的水平與能力。
本書共分為7章，其中：第1、2兩章為綜述章節，第1章主要介紹了當前針對高難度廢水處理的現狀和背景，並重點分析了幾類典型的高難度廢水，第2章主要介紹了高難度工業廢水處理中常用的技術，包括常規物化工藝、高級化學氧化工藝和生化工藝等；第3、4兩章主要以兩個設計實例，描述了常見高級催化氧化技術處理高難度廢水的工藝步驟，其中第3章主要針對BTA農藥廢水處理的組合工藝開發進行了詳細敘述，第4章針對印染零排放母液廢水處理的組合工藝開發進行了詳細敘述；第5、6、7三章則針對目前還未見應用的新型高級催化氧化工藝，分別進行了試驗研究，以探究其工業化應用的可行性，其中第5章針對光電催化氧化工藝處理難生化殺菌劑廢水進行了詳細敘述，第6章針對多級串聯粒子電極工藝處理含酚廢水進行了工藝開發描述，第7章針對隔膜電催化氧化除氨氮工藝進行了工藝開發描述。
本書內容力圖做到理論與實踐、基本原理與應用的有機結合，突出工業園區高難度廢水處理工藝開發的實用性，選取了一些成功運行的工程實例進行技術開發方面的詳細介紹，注重指導技術研發，適合從事水污染治理的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業的師生參考。
限於編者水平和時間，書中難免有疏漏和不足之處，請有關專家和廣大讀者批評指正。

編者
2022年4月

第1篇工業園區高難度廢水處理現狀與常用技術介紹

1緒論2
1.1高難度廢水定義2
1.2高難度廢水對環境的危害分析4
1.3工業園區高難度廢水的產生背景5
1.4工業園區高難度廢水的處理意義6
1.5典型高難度廢水處理現狀8
1.5.1農藥廢水8
1.5.2印染廢水11
1.5.3冶金廢水13
1.5.4石化廢水16
1.5.5製藥廢水17

2常用高難度廢水處理技術21
2.1高難度廢水處理技術選用原則 21
2.1.1工藝組合的類型21
2.1.2處理技術的選用原則23
2.2常規物理化學處理工藝23
2.2.1酸堿中和23
2.2.2高效混凝沉澱26
2.2.3破乳33
2.2.4除油35
2.2.5多效蒸發40
2.2.6機械壓縮蒸發43
2.3高級化學氧化處理工藝46
2.3.1臭氧催化氧化47
2.3.2光催化氧化50
2.3.3微波催化氧化54
2.3.4電催化氧化56
2.3.5芬頓催化氧化64
2.3.6濕式催化氧化67
2.3.7超臨界催化氧化69
2.4生物化學處理工藝73
2.4.1好氧工藝74
2.4.2厭氧工藝77
2.4.3厭氧好氧組合工藝80


第2篇典型工業園區高難度廢水工藝設計實例

3某農藥生產企業BTA廢水處理工藝設計82
3.1項目背景82
3.2項目廢水的現場采樣84
3.2.1采樣點的選擇84
3.2.2采樣器材的選擇85
3.2.3采樣方法86
3.2.4采樣頻次87
3.2.5采樣時其他注意事項87
3.2.6采樣後各檢測指標分析方法93
3.3試驗前水質測量103
3.4試驗方案擬定104
3.5測試方法及藥品準備104
3.5.1試驗藥品104
3.5.2試驗儀器105
3.5.3常用指標及分析方法105
3.6小試試驗裝置介紹108
3.6.1DX-1L多相催化氧化反應器108
3.6.2CY-1L臭氧催化氧化反應器110
3.6.3ECO-1L電催化氧化反應器112
3.6.4LCO-1L光催化氧化反應器113
3.6.5Fenton-1L芬頓氧化反應器114
3.6.6EFenton-1L電芬頓氧化反應器115
3.7臭氧催化氧化小試試驗總結116
3.7.1試驗條件和試驗結果116
3.7.2試驗結果分析119
3.8芬頓催化氧化小試試驗121
3.8.1試驗條件和試驗結果121
3.8.2試驗結果分析124
3.9光催化氧化小試試驗125
3.9.1試驗條件和試驗結果125
3.9.2試驗結果分析127
3.10電催化氧化小試試驗129
3.10.1試驗條件和試驗結果129
3.10.2試驗結果分析130
3.11多相催化氧化小試試驗131
3.11.1試驗條件和試驗結果131
3.11.2試驗結果分析135
3.12電芬頓催化氧化小試試驗136
3.12.1試驗條件和試驗結果136
3.12.2試驗結果分析137
3.13最終工藝路線確定138
3.14工藝確定後的連續試驗138
3.15最終試驗結果分析140
3.16項目主要技術要求144
3.17處理工藝設施簡要說明144
3.17.1原水調節罐144
3.17.2多相催化氧化工藝145
3.17.3中間水罐145
3.17.4電芬頓工藝145
3.17.5調堿水池145
3.17.6沉澱工藝145
3.18設計依據及規範、標準145
3.19二次污染防止措施146
3.19.1臭氣防治146
3.19.2噪聲控制146
3.19.3污泥處理146
3.20電氣與控制管理146
3.20.1自動控制邏輯147
3.20.2配電及裝機容量148
3.21環境影響分析149
3.21.1污泥處理149
3.21.2防滲措施149
3.21.3防腐措施149
3.21.4除臭措施149
3.21.5降噪措施149
3.22運行成本及效益分析149
3.22.1電力成本和藥劑費用149
3.22.2每小時處理成本費用預測150
3.22.3項目總成本分析150

4某印染企業零排放母液處理工藝設計151
4.1項目背景151
4.2項目廢水的現場采樣154
4.3試驗前水質測量154
4.4試驗方案擬定155
4.5測試方法及藥品準備155
4.5.1試驗藥品155
4.5.2試驗儀器155
4.5.3常用指標及分析方法155
4.6小試試驗裝置介紹155
4.7臭氧催化氧化小試試驗總結156
4.7.1試驗條件和試驗結果156
4.7.2試驗結果分析156
4.8芬頓催化氧化小試試驗157
4.8.1試驗條件和試驗結果157
4.8.2試驗結果分析160
4.9光催化氧化小試試驗161
4.9.1試驗條件和試驗結果161
4.9.2試驗結果分析163
4.10電催化氧化小試試驗163
4.10.1試驗條件和試驗結果163
4.10.2試驗結果分析164
4.11多相催化氧化小試試驗165
4.11.1試驗條件和試驗結果165
4.11.2試驗結果分析170
4.12電芬頓催化氧化小試試驗170
4.12.1試驗條件和試驗結果170
4.12.2試驗結果分析171
4.13最終工藝路線確定171
4.14工藝確定後的連續試驗172
4.15最終試驗結果分析174
4.16項目主要技術要求178
4.17處理工藝設施簡要說明178
4.17.1原水調節罐178
4.17.2多相催化氧化工藝178
4.17.3中間水罐178
4.17.4電催化氧化工藝178
4.18設計依據及規範、標準179
4.19二次污染防止措施179
4.19.1臭氣防治179
4.19.2噪聲控制179
4.19.3污泥處理179
4.20電氣與控制管理180
4.20.1自動控制邏輯180
4.20.2配電及裝機容量181
4.21環境影響分析181
4.21.1污泥處理181
4.21.2防滲措施182
4.21.3防腐措施182
4.21.4除臭措施182
4.21.5降噪措施182
4.22運行成本及效益分析182
4.22.1電力成本和藥劑費用182
4.22.2每小時處理成本費用預測182
4.22.3項目總成本分析182


第3篇高難度廢水處理新技術研究與分析

5光電催化氧化技術處理難生化廢水研究184
5.1項目背景184
5.2工藝設計試驗藥品及儀器185
5.2.1工藝設計試驗藥品185
5.2.2工藝設計試驗儀器185
5.2.3工藝設計試驗裝置186
5.3試驗水質分析方法187
5.4光催化氧化法工藝試驗研究188
5.4.1光催化處理工藝試驗方法與過程188
5.4.2光催化處理工藝分析189
5.4.3光催化處理工藝試驗結論196
5.5電催化氧化法工藝試驗研究197
5.5.1電催化處理工藝試驗方法與過程197
5.5.2電催化處理工藝分析197
5.5.3電催化處理工藝試驗結論200
5.6光電催化氧化法工藝試驗研究200
5.6.1光電催化處理工藝試驗方法與過程200
5.6.2光電催化處理工藝分析205
5.6.3光電催化降解機理研究229
5.6.4光電催化處理工藝試驗結論232

6多級串聯粒子電極技術處理含酚廢水研究234
6.1多級串聯粒子電極技術背景234
6.2工藝設計試驗藥品及儀器234
6.2.1工藝設計試驗藥品234
6.2.2工藝設計試驗儀器235
6.2.3工藝設計試驗裝置236
6.3試驗過程分析方法237
6.4工藝評價試驗過程237
6.4.1電極的制備237
6.4.2電極結構表征237
6.4.3電極循環伏安測試237
6.4.4電極降解苯酚機理探索試驗239
6.4.5三種電催化技術對比試驗239
6.5工藝試驗的結果與分析239
6.5.1電極表面形貌分析239
6.5.2電極晶體分析240
6.5.3電極循環伏安曲線分析241
6.5.4電極降解苯酚機理分析242
6.6三種電催化技術對比試驗分析243
6.6.1三種電催化技術對苯酚去除率分析243
6.6.2三種電催化技術噸水電耗和電流效率分析244
6.6.3三種電催化技術反應動力學方程分析246
6.7多級串聯粒子電極工藝總結247

7隔膜電催化氧化技術處理高氨氮廢水研究248
7.1隔膜電催化氧化降解氨氮技術背景248
7.2隔膜電催化氧化降解氨氮工藝理論分析248
7.2.1工藝試驗方法248
7.2.2工藝試驗原理248
7.3工藝設計試驗藥品及儀器250
7.3.1工藝設計試驗藥品250
7.3.2工藝設計試驗儀器250
7.3.3工藝設計試驗裝置251
7.4試驗過程分析方法251
7.5工藝評價試驗過程251
7.5.1電流密度對處理效果的影響252
7.5.2Cl-濃度對處理效果的影響253
7.5.3極板間距對處理效果的影響253
7.5.4相同電流密度與無隔膜電解技術對比試驗255
7.5.5相同噸水電耗與無隔膜電解技術對比試驗257
7.6隔膜電催化氧化技術處理高氨氮廢水工藝總結257


參考文獻259

工業園區高難度廢水污染嚴重，處理難度大，如何對其進行有效的處理，一直都是環境科學與工程領域備受關注的話題。
導致工業園區高難度廢水難處理的原因在於其污染物成分複雜、濃度高且多為生物難降解有毒有害物質，除此之外，來水水質、水量的波動幅度大，則進一步增加了其有效處理難度。
鑒於工業園區高難度廢水的水質特點，單一方法並不能達到理想的處理效果，目前所採用的處理工藝均為各種技術的組合，因此針對高濃度有機工業廢水水質特徵，結合多種廢水處理工藝理論，確定高效的處理技術至關重要。得益於行業領域內研究者已經做的大量技術研究、開發和工程實踐，目前出現了更多的新技術和新工藝以及相關研究的新思路和新方法，為工業園區高難度廢水的有效處理提供了更廣闊的思路。
本書內容來自於編著者多年工業廢水處理技術研發、工程實踐總結，針對不同種類高難度工業廢水，靈活應用國內外成熟處理技術，通過若干高難度工業廢水處理工藝設計與開發，以期達到較好的處理效果，並且借助多年技術研發經驗總結，對未來有望工業化的新型高級催化氧化技術進行了原理和試驗性質的描述，全書內容既是對高難度工業廢水處理技術的有益補充，又能夠指導實際工程中高難度工業廢水處理工藝開發，深刻理解本書內容，可以有效地提升相關從業者對於高難度工業廢水處理的水平與能力。
本書共分為7章，其中：第1、2兩章為綜述章節，第1章主要介紹了當前針對高難廢水處理的現狀和背景，並重點分析了幾類典型的高難度廢水，第2章主要介紹了高難度工業廢水處理中常用的技術，包括常規物化工藝、高級化學氧化工藝和生化工藝等；第3、4兩章主要以兩個設計實例，描述了常見高級催化氧化技術處理高難廢水的工藝步驟，其中第3章主要針對BTA農藥廢水處理的組合工藝開發進行了詳細敘述，第4章針對印染零排放母液廢水處理的組合工藝開發進行了詳細敘述；第5、6、7三章則針對目前還未見應用的新型高級催化氧化工藝，分別進行了試驗研究，以探究其工業化應用的可行性，其中第5章針對光電催化氧化工藝處理難生化殺菌劑廢水的處理進行了詳細敘述，第6章針對多級串聯粒子電極工藝處理含酚廢水進行了工藝開發描述，第7章針對隔膜電催化氧化除氨氮工藝進行了工藝開發描述。
本書內容，力圖做到理論與實踐、基本原理與應用的有機結合，突出工業園區高難度廢水處理工藝開發的實用性，選取了一些成功運行的工程實例進行技術開發方面的詳細介紹，注重指導技術研發，適合從事水污染治理的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業的師生參考。
限於編者水平和時間，書中難免有疏漏和不足之處，請有關專家和廣大讀者批評指正。