重金屬廢水深度處理對保障受納水體水質安全、提升水資源回用效率意義重大。經常規處理后的廢水共存基質依然復雜，殘留重金屬形態各異，難以通過傳統技術進一步深度去除，亟須發展經濟高效的重金屬廢水深度處理技術。本書圍繞重金屬廢水深度處理的實際需求，主要內容包括重金屬廢水污染防治態勢和常規處理技術概述、水中重金屬的基本形態及其分析方法、基于選擇性吸附分離的重金屬廢水深度處理方法、基于氧化還原的重金屬廢水深度處理方法、重金屬廢水深度處理組合技術與工程應用等。
2003.08-2007.11 南京大學環境學院 講師、副教授
2007.12-至今 南京大學環境學院 教授
2016.04-至今 南京大學環境學院 副院長
目錄
第1章 重金屬廢水污染防治概述1
1.1 重金屬廢水的來源1
1.1.1 有色金屬礦采選1
1.1.2 有色金屬冶煉2
1.1.3 電鍍4
1.1.4 皮革制造4
1.1.5 鉛蓄電池生產與再生6
1.1.6 化學原料及化學制品制造7
1.1.7 其他來源8
1.2 常見重金屬及其性質與危害9
1.2.1 鉛10
1.2.2 鎘10
1.2.3 鉻11
1.2.4 汞11
1.2.5 砷11
1.2.6 鎳12
1.2.7 銅12
1.2.8 其他重金屬12
1.3 重金屬廢水污染防治的要求12
1.3.1 相關法律13
1.3.2 相關政策和法規13
1.4 重金屬廢水排放標準14
1.4.1 國家標準14
1.4.2 地方標準16
1.4.3 團體標準19
參考文獻20
第2章 重金屬廢水常規處理技術簡述22
2.1 混凝與沉淀技術22
2.1.1 混凝-絮凝法22
2.1.2 中和沉淀法24
2.1.3 硫化物沉淀法25
2.2 離子交換技術28
2.2.1 離子交換作用28
2.2.2 離子交換劑28
2.2.3 離子交換工藝及應用31
2.3 吸附處理技術32
2.3.1 活性炭32
2.3.2 沸石34
2.3.3 腐殖酸類吸附劑35
2.3.4 其他吸附劑37
2.4 膜分離技術38
2.4.1 超濾38
2.4.2 納濾41
2.4.3 反滲透42
2.4.4 電滲析43
2.5 其他常規處理技術44
2.5.1 浮選技術44
2.5.2 氧化還原技術47
2.5.3 電沉積技術48
參考文獻50
第3章 重金屬廢水深度處理發展現狀與挑戰58
3.1 重金屬廢水深度處理發展現狀58
3.2 重金屬廢水深度處理面臨的挑戰60
參考文獻64
第4章 水中重金屬的基本形態及其分析方法69
4.1 重金屬價態檢測69
4.1.1 水中重金屬價態概述69
4.1.2 原位分析方法72
4.1.3 異位分析方法77
4.2 絡合態重金屬概述79
4.2.1 配位基本理論80
4.2.2 絡合穩定常數84
4.2.3 常見配體及絡合物86
4.3 重金屬絡合物的分析方法89
4.3.1 電化學分析法89
4.3.2 液相色譜法91
4.3.3 毛細管電泳法94
4.3.4 離子色譜法96
4.3.5 薄膜擴散梯度分析法97
4.3.6 納米光學傳感器分析法98
4.3.7 絡合特性與絡合物結構分析方法100
4.3.8 分析方法的綜合運用102
參考文獻106
第5章 基于選擇性吸附分離的重金屬廢水深度處理方法114
5.1 重金屬選擇性吸附基本理論114
5.1.1 軟硬酸堿理論114
5.1.2 表面絡合理論115
5.1.3 螯合配位理論117
5.1.4 晶格置換（內化）理論118
5.1.5 離子交換理論119
5.1.6 Donnan平衡理論121
5.2 螯合吸附法122
5.2.1 多胺基類螯合材料122
5.2.2 羥/羧基類螯合材料124
5.2.3 巰基類螯合材料126
5.2.4 離子印跡類吸附材料128
5.2.5 生物質類吸附材料130
5.2.6 碳基功能材料132
5.2.7 螯合吸附法應用展望134
5.3 金屬化合物選擇吸附法135
5.3.1 納米過渡金屬氧化物135
5.3.2 M(IV)磷酸鹽137
5.3.3 層狀雙金屬氫氧化物139
5.3.4 二維層狀二硫化鉬140
5.3.5 金屬有機骨架142
5.3.6 MXenes144
5.3.7 納米金屬化合物對重金屬凈化特性及挑戰145
5.4 基于復合納米材料的重金屬深度處理方法146
5.4.1 復合納米材料制備方法及原理146
5.4.2 復合納米材料對重金屬深度凈化特性149
5.4.3 復合納米材料的再生及回用151
5.4.4 納米限域效應152
5.4.5 復合納米材料應用展望153
參考文獻154
第6章 基于氧化還原的重金屬廢水深度處理方法167
6.1 基于重金屬價態調控的深度處理方法167
6.1.1 砷的價態調控與深度處理167
6.1.2 銻的價態調控與深度處理174
6.1.3 鉈的深度處理177
6.2 基于化學氧化破絡的重金屬廢水深度處理方法179
6.2.1 次氯酸鈉氧化破絡179
6.2.2 （類）芬頓氧化破絡180
6.2.3 臭氧氧化破絡182
6.2.4 紫外激發分子內電子轉移的選擇性氧化破絡187
6.2.5 電化學氧化破絡193
6.2.6 其他化學氧化破絡195
6.2.7 金屬變價循環強化重金屬破絡197
6.3 基于化學還原的重金屬廢水深度處理方法201
6.3.1 常規藥劑還原201
6.3.2 零價金屬還原202
6.3.3 電化學還原205
6.3.4 光催化還原207
6.3.5 光化學還原208
參考文獻209
第7章 重金屬廢水深度處理的其他方法220
7.1 電化學法220
7.1.1 電絮凝220
7.1.2 電沉積223
7.1.3 電吸附225
7.1.4 電去離子226
7.2 重金屬捕集劑法227
7.2.1 重金屬捕集劑的分類及作用原理227
7.2.2 重金屬捕集劑處理的影響因素228
7.2.3 重金屬捕集劑的合成及應用概述229
7.3 晶化法230
7.3.1 晶化法去除重金屬的基本原理230
7.3.2 晶化法處理的影響因素231
7.3.3 晶化法處理重金屬廢水的應用概述231
7.4 高鐵酸鹽法232
7.4.1 高鐵酸鹽去除重金屬的基本原理232
7.4.2 高鐵酸鹽的制備方法及特性234
7.4.3 高鐵酸鹽法處理重金屬廢水的應用概述237
7.5 生物法239
7.5.1 生物吸附法239
7.5.2 生物絮凝法241
7.5.3 植物修復法244
7.6 蒸發濃縮法246
7.6.1 蒸發濃縮法的基本原理246
7.6.2 蒸發濃縮法的分類及衍生工藝246
7.6.3 蒸發濃縮處理重金屬廢水的應用概述249
參考文獻250
第8章 重金屬廢水深度處理組合技術與工程應用258
8.1 重金屬廢水深度處理組合技術258
8.1.1 組合技術的必要性258
8.1.2 組合技術的具體類型261
8.1.3 組合技術的系統優化266
8.1.4 組合技術處理工藝的主要挑戰269
8.2 重金屬廢水深度處理工程應用270
8.2.1 印刷電路板廢水處理案例270
8.2.2 制革廢水處理案例278
8.2.3 電鍍廢水處理案例287
8.2.4 礦山廢水處理案例297
參考文獻304
第9章 重金屬廢水深度處理發展展望307
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