基于表面修饰及孔结构调控的活性炭饮用水处理强化技术PDF电子书下载

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第1章 活性炭饮用水处理技术概论 1

1.1 我国水资源及水质净化现状 1

1.1.1 我国水资源水质状况 1

1.1.2 我国饮用水水质标准发展历程 2

1.1.3 我国城镇饮用水处理技术发展现状 4

1.2 以活性炭为核心的饮用水深度处理技术 6

1.2.1 活性炭微晶结构特性 6

1.2.2 活性炭吸附技术 7

1.2.3 臭氧—生物活性炭技术 9

1.2.4 生物增强活性炭技术 11

1.2.5 活性炭净水效能评价指标 14

1.3 活性炭材料孔结构调控技术研究进展 16

1.3.1 活性炭制备的关键过程 17

1.3.2 配煤法调控活性炭孔结构及吸附性能的主要机理 18

1.3.3 优化炭化/活化工艺调控孔结构研究进展 19

1.4 基于炭表面改性强化吸附效能的研究进展 22

1.4.1 基于表面改性的调控技术研究进展 22

1.4.2 活性炭吸附重金属机理 24

1.4.3 基于表面改性强化Cr（Ⅵ）吸附性能研究进展 25

1.4.4 基于表面改性强化砷离子吸附性能研究进展 27

第2章 煤质净水炭吸附及生物增强特性原位同步调控 31

2.1 煤质净水炭孔结构调控原则 31

2.1.1 微孔型净水炭面临的主要问题 31

2.1.2 高效净水活性炭孔结构调控目标参数的确定 33

2.2 净水高效煤质活性炭性能原位同步调控 37

2.2.1 基于炭素前体物复配强化性能指标探索 37

2.2.2 煤质净水炭孔结构原位同步调控技术路线 42

2.3 原位调控对煤质炭孔结构分布特性的影响 44

2.3.1 原位调控对比表面积与孔容积的影响 44

2.3.2 原位调控对中/微孔发育程度的影响 48

2.4 原位调控对煤质净化炭表面物化特性的影响 50

2.4.1 基本物理性状变化特性 50

2.4.2 炭表面有机官能团变化特征 51

2.5 孔结构调控对活性炭吸附性能指标的影响 52

2.5.1 中小分子量物质的吸附性能表征 52

2.5.2 大分子天然有机物吸附性能表征 54

2.6 孔结构调控对重/类金属离子吸附容量的影响 60

2.6.1 孔结构调控对As离子吸附效能的影响 60

2.6.2 氨氮离子吸附效能 64

2.7 原位调控净水炭的复合功能菌生物增强特性 66

2.7.1 复合功能菌群固定化及增殖效能 66

2.7.2 孔结构调控对固定化菌群生物降解活性的影响 69

2.8 适宜生物增强的高效活性炭选择及特性表征 72

第3章 生物增强活性炭工艺吸附与生物降解协同效能量化 76

3.1 小试试验装置及水源水质特性 76

3.1.1 小试试验装置 76

3.1.2 水源水水质特性表征 78

3.2 微量有机污染物控制效能 80

3.2.1 BAC工艺微量有机污染物控制效能 80

3.2.2 BEAC工艺微量有机污染物控制效能 81

3.3 芳香类有机污染物去除效能 83

3.3.1 BAC工艺有机污染物去除效能 83

3.3.2 BEAC工艺有机污染物去除效能 84

3.4 出水3D-EEM和GC-MS表征 85

3.4.1 BAC工艺3D-EEM和GC-MS表征 85

3.4.2 BEAC工艺3D-EEM和GC-MS表征 87

3.5 氨氮吸附效能 89

3.6 生物降解与吸附协同效能量化方法构建 92

3.6.1 XHIT型炭微量污染物累积去除量 92

3.6.2 基于RSSCT的微量污染物累积吸附量估算 94

3.6.3 污染物累积去除量与累积吸附量相关性 97

3.6.4 吸附与生物降解协同效能量化 99

3.7 生物相特性与吸附/生物降解协同效能的相关性 101

3.7.1 炭表面生物相表征方法 101

3.7.2 功能菌菌量及活性的相关性分析 103

3.7.3 功能菌菌群变化特性 107

3.7.4 DO利用效能与炭表面生物增强效能的相关性 109

第4章 基于穿透曲线和性能指标变化特性的炭寿命评价 114

4.1 常用活性炭性能评价指标及炭寿命评价方法 114

4.1.1 生物增强活性炭生物相变化特性表征方法 114

4.1.2 生物增强炭使用寿命量化评价方法 115

4.1.3 饱和活性炭再生效能评价方法 116

4.2 基于净水效能的XHIT使用寿命研究 118

4.2.1 COD Mn半数穿透点分析 119

4.2.2 首个水质周期的COD Mn穿透点分析 122

4.2.3 XHIT性炭的使用寿命及净水能力分析 124

4.2.4 XHIT型炭使用寿命对比评价代表性指标 129

4.3 生物增强对吸附性能指标变化特性的影响 135

4.3.1 首个水质周期内XHIT吸附性能指标变化特性 136

4.3.2 功能菌复壮阶段吸附性能指标变化特性 140

4.4 吸附性能指标的单位贡献及原位生物再生 140

4.4.1 C-XHIT体系吸附性能指标的单位贡献 140

4.4.2 B-XHIT体系吸附性能指标的单位贡献 142

4.4.3 吸附性能指标原位生物再生效能量化 143

4.4.4 XHIT与普通炭的P值及EBR值对比 145

4.4.5 孔结构及机械强度变化特征 147

4.5 基于吸附性能指标的炭寿命量化方法研究 149

4.5.1 腐殖酸吸附值限制值的估算 149

4.5.2 BAC体系内XHIT型炭使用寿命分析 150

4.5.3 BEAC体系内XHIT型炭使用寿命分析 152

4.5.4 评价方法对比及性能指标限制值修正 153

4.6 饱和炭热再生效能及再生炭性能评价 154

4.6.1 饱和炭热再生 154

4.6.2 再生炭性能指标表征 158

4.7 基于中试工艺的净水炭寿命影响因素分析 159

4.7.1 净水效能及KBV B-1.5/QC B-1.5对比 160

4.7.2 DBPs生成势及GC-MS分析 164

4.7.3 两级体系对性能指标单位贡献值的影响 167

4.7.4 两级体系生物量及活性对比 167

4.8 臭氧氧化对两级BEAC效能的影响 169

4.8.1 对QC及QUV254的影响 169

4.8.2 对吸附性能指标的单位贡献的影响 172

4.8.3 对生物量及生物活性的影响 173

4.9 O3-BEAC工艺稳定期106项水质指标 174

第5章 高效生物增强炭选用指标体系及评价方法 179

5.1 吸附用活性炭常用评价指标 179

5.2 基于生物增强工艺的活性炭综合评价指标体系构建 180

5.2.1 活性炭基础性能指标的确定 181

5.2.2 活性炭样本的选取及基础性能指标的表征 182

5.2.3 理想模式炭的性能指标确定 183

5.2.4 活性炭样品性能指标的标准化评分 184

5.2.5 活性炭基础性能指标的权重分配 185

5.2.6 活性炭性能指标的加权综合评分 186

5.2.7 加权综合CQI评价指标体系的合理性分析 188

5.3 加权综合CQI评价指标体系的应用与完善 190

5.4 XHIT型炭净水经济性指标分析 192

5.4.1 依据最大可处理水量的经济性指标核算 192

5.4.2 依据污染物去除总量的经济性指标核算 193

5.5 吸附与生物降解协同效能量化评价试验装置 195

附录A 现行活性炭国家标准 201

附录B 现行活性炭行业标准 203

附录C 现行活性炭地方标准 204

参考文献 205

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