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第1章 水处理的电化学基础1

1.1 水及其溶液的导电现象1

1.1.1 水溶液的电导1

1.1.2 水溶液中离子的电迁移2

1.1.3 溶剂的介电效应4

1.2 水及其溶液的电解现象4

1.2.1 电解池4

1.2.2 法拉第（Faraday）电解定律5

1.3 原电池6

1.3.1 可逆电池6

1.3.2 电动势与能斯特（Nernst）方程7

1.3.3 电极电位8

1.3.4 几种常见的电极10

1.4 不可逆电极过程11

1.4.1 极化现象11

1.4.2 过电位13

1.4.3 过电位的测定14

1.5 金属的电沉积14

1.6 水中胶体粒子的电行为16

1.6.1 溶胶的电泳16

1.6.2 双电层结构和ζ电位17

1.6.3 溶胶粒子的结构18

参考文献20

第2章 污染物电化学降解原理与方法21

2.1 电化学降解水中污染物方法概述21

2.1.1 阳极氧化过程与机理21

2.1.2 阴极还原过程与机理25

2.1.3 常用的催化阳极28

2.1.4 常用的催化阴极31

2.1.5 电化学方法几个基本概念32

2.1.6 电化学氧化还原过程在污染物去除方面的应用研究33

2.2 新型催化阳极的制备及氧化降解有机污染物36

2.2.1 热处理对SnO2/Ti电极理化及电催化性能的影响36

2.2.2 几种电极电催化性能的比较41

2.3 污染物的电迁移及其在两极的氧化还原46

2.3.1 反应器特征47

2.3.2 EK-EO方法对染料的脱色和降解机理48

2.3.3 EK-EO过程中电流密度对有机物降解的影响51

2.3.4 传质条件与反应时间对EK-EO的影响52

2.3.5 电解质浓度对EK-EO的影响54

2.4 活性炭纤维（ACF）阴极电Fenton方法对有机物的氧化降解55

2.4.1 以ACF为阴极的电Fenton反应器57

2.4.2 ACF的性质58

2.4.3 ACF电极对有机物的吸附61

2.4.4 ACF阴极和其他阴极材料的比较61

2.4.5 电Fenton降解ARB过程中的UV-Vis光谱变化64

2.4.6 电Fenton反应机理64

2.4.7 电Fenton反应条件70

2.4.8 电Fenton处理过程中可生化性变化73

2.4.9 电Fenton反应与Fenton试剂氧化比较74

2.5 感应电Fenton对有机物的氧化降解75

2.5.1 ACF阴极感应电Fenton反应器76

2.5.2 两种电Fenton反应器降解ARB效能比较76

2.5.3 感应电Fenton与电Fenton反应TOC去除动力学比较77

2.5.4 两种电Fenton反应过程中的Fe2＋和总铁离子变化78

2.5.5 两种电Fenton反应降解ARB过程中的pH变化79

2.5.6 感应电Fenton降解ARB的UV-Vis光谱变化80

2.5.7 感应电Fenton反应原理81

2.5.8 感应电极有效面积及其影响82

2.5.9 电流强度的影响83

2.5.10 溶液初始pH的影响83

2.6 光电Fenton水处理新方法84

2.6.1 ACF阴极光电Fenton反应器85

2.6.2 紫外线对电Fenton反应的影响86

2.6.3 不同处理过程降解有机物比较87

2.6.4 光电Fenton降解ARB的UV-Vis光谱87

2.6.5 光电Fenton反应原理89

2.6.6 不同价态铁离子的影响90

2.6.7 电流强度对光电Fenton的影响91

2.6.8 光电Fenton降解有机物过程中COD变化91

2.6.9 光电Fenton降解有机物过程中ICE和ACE变化92

2.6.10 溶液初始pH的影响93

2.6.11 光电Fenton反应的稳定性93

2.6.12 初始浓度的影响94

2.6.13 光电Fenton反应的能效分析94

2.7 电化学氧化杀菌灭藻95

2.7.1 电化学氧化杀菌灭藻反应器98

2.7.2 电化学氧化杀藻效能及影响因素99

2.7.3 电化学氧化去除藻毒素110

参考文献119

第3章 水处理光电组合原理与方法131

3.1 光电组合方法概述131

3.1.1 光电催化氧化基本原理131

3.1.2 用于光电催化的电极制备133

3.1.3 光电催化降解水中有机污染物的研究进展135

3.2 基于改性β-PbO2电极的光电水处理方法141

3.2.1 改性β-PbO2电极的制备141

3.2.2 改性β-PbO2电极的表征144

3.2.3 电助光催化水处理装置150

3.2.4 电助光催化氧化过程研究151

3.2.5 光助电催化氧化过程165

3.3 光电一体化水处理方法187

3.3.1 反应器的设计187

3.3.2 光电一体化反应器对2-CP的降解188

3.3.3 用于饮用水净化的组合技术简介193

3.4 展望196

参考文献198

第4章 水处理电化学凝聚原理与方法205

4.1 电凝聚的基本原理205

4.1.1 电絮凝的基本原理205

4.1.2 电气浮的基本原理206

4.1.3 电凝聚-电气浮的基本原理206

4.1.4 复极式电凝聚-电气浮反应器的原理208

4.2 电絮凝水处理方法与应用209

4.2.1 电絮凝过程的溶液物理化学要素209

4.2.2 电絮凝方法的主要电化学参数212

4.2.3 电极的钝化及消除213

4.2.4 电絮凝反应器的设计214

4.2.5 电絮凝与化学絮凝的比较217

4.2.6 电絮凝在饮用水处理中的应用219

4.2.7 电絮凝在废水处理中的应用223

4.3 电气浮水处理方法与应用226

4.3.1 电气浮方法的主要特征226

4.3.2 电气浮过程的主要影响因素227

4.3.3 电气浮在水和废水处理中的应用229

4.4 电凝聚-电气浮水处理方法及应用230

4.4.1 电凝聚-电气浮反应器的设计要点230

4.4.2 复极式电凝聚-电气浮反应器的设计231

4.4.3 主要参数的变化与影响231

4.4.4 复极式电凝聚-电气浮方法在水处理中的应用237

4.4.5 电凝聚-电气浮在其他废水处理中的应用241

4.5 展望243

参考文献244

第5章 水处理电化学／生物原理和方法246

5.1 电化学／生物水处理方法概述246

5.1.1 方法的由来246

5.1.2 电化学／生物水处理方法的主要原理246

5.1.3 电化学／生物水处理方法的几种组合形式249

5.1.4 电化学-生物法在有机废水处理中的应用研究进展252

5.1.5 电化学-生物法去除水中无机污染物研究进展257

5.1.6 电化学-生物法同时去除水中无机和有机污染物研究进展260

5.2 电化学-生物法去除水中硝酸盐260

5.2.1 有效电流定义261

5.2.2 复三维电极-生物膜方法261

5.2.3 电化学氢-硫组合自养反硝化方法268

5.2.4 硫碳混合复三维电极-生物膜自养反硝化方法280

5.2.5 几种反应器比较293

5.3 展望294

参考文献294

第6章 水处理电磁技术原理与应用300

6.1 概述300

6.2 变频式电磁净水反应器300

6.2.1 基本原理300

6.2.2 反应器构造与性能303

6.2.3 反应器的工作特性305

6.3 变频电磁反应器防垢与除垢307

6.3.1 装置与使用方法307

6.3.2 水质与电磁处理抑垢效果308

6.3.3 变频电磁水处理器除垢效果314

6.4 变频电磁反应器杀菌效能315

6.4.1 变频方式对杀菌效果的影响315

6.4.2 管材对杀菌效果的影响316

6.4.3 绕线圈数、粗细、组数对杀菌效果的影响317

6.4.4 水质对杀菌效果的影响317

6.4.5 作用时间对处理效果的影响318

6.4.6 pH对杀菌效果的影响319

6.4.7 水温对杀菌效果的影响320

6.5 电磁杀藻除藻效应320

6.5.1 灭藻实验系统320

6.5.2 脉冲变频电磁场杀藻效能321

6.6 应用实例331

6.6.1 除垢防垢331

6.6.2 杀菌消毒332

6.7 展望334

参考文献334

第7章 强化内电解水处理技术336

7.1 内电解技术概述336

7.1.1 内电解技术原理336

7.1.2 内电解水处理方法与应用339

7.1.3 新型内电解填料及反应器研究342

7.1.4 内电解方法与其他技术联用343

7.1.5 内电解方法处理有机物机理研究344

7.1.6 内电解处理方法的优点及存在的问题345

7.2 转鼓式强化内电解反应器346

7.2.1 半浸入式转鼓反应器347

7.2.2 浸入式转鼓内电解反应器352

7.3 超声强化内电解方法356

7.3.1 超声强化还原铁粉处理酸性橙Ⅱ356

7.3.2 超声强化铁粉-铜粉的内电解方法358

7.3.3 超声强化铁／炭内电解方法363

7.3.4 酸性橙Ⅱ的内电解过程与机理375

7.4 超声-内电解反应器379

7.4.1 超声-铁／炭内电解组合反应器基本构造379

7.4.2 组合内电解反应器的水处理效果及主要影响因素380

7.4.3 超声-转鼓式内电解反应器383

7.5 展望383

参考文献386

第8章 水处理过程的电动特性与应用技术390

8.1 概述390

8.1.1 流动电流理论的研究与发展390

8.1.2 流动电流的检测394

8.1.3 流动电流的应用396

8.2 流动电流的基本特性400

8.2.1 流动电流的产生机理401

8.2.2 水中胶体粒子的理想流动电流模型及其动电相关因素402

8.2.3 流动电流的基本性质406

8.2.4 SCD中流动电流模型及其与ζ电位的关系408

8.3 影响流动电流的相关因素及其过程416

8.3.1 浊质、混凝剂及其相关作用过程的流动电流特征416

8.3.2 协同平衡过程中流动电流的变化423

8.3.3 水中共存物质对流动电流的影响446

8.4 流动电流的应用问题455

8.4.1 流动电流控制水处理药剂投加量原理455

8.4.2 SCD应用的一般范围和条件457

参考文献459