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第1章　绪论1

1.1 自然界中的臭氧2

1.2　臭氧分子2

第2章 水中臭氧的反应5

2.1　氧化—还原反应5

2.2　环加成反应6

2.3　亲电取代反应8

2.4　亲核反应11

2.5　臭氧的间接反应11

2.5.1　臭氧的分解反应15

第3章　臭氧直接反应动力学23

3.1　均相臭氧氧化动力学25

3.1.1　间歇反应器动力学25

3.1.2　推流反应器动力学30

3.1.3　pH对直接臭氧反应速率的影响31

3.1.4　反应计量系数的确定32

3.2　非均相反应动力学33

3.2.1　反应计量系数的确定34

第4章　气—液反应的动力学基础35

4.1　物理吸收35

4.1.1　液膜理论35

4.1.2　表面更新理论37

4.2　化学吸收38

4.2.1　液膜理论38

4.2.2　DANCKWERTS表面更新理论48

4.2.3　气相阻力的影响50

4.2.4　扩散时间和反应时间51

第5章　臭氧直接反应动力学53

5.1　水中臭氧性质的测定53

5.1.1　扩散速率53

5.1.2　臭氧在水中的溶解度54

5.2　臭氧分解动力学体系61

5.3　臭氧直接反应动力学体系64

5.3.1　检验中间产物的反应65

5.3.2　动力学研究中的常见问题65

5.3.3　瞬时动力学体系69

5.3.4　快速动力学体系75

5.3.5　中速动力学体系80

5.3.6　慢速动力学体系81

5.4　臭氧直接反应过程中动力学体系的变化85

5.5　臭氧氧化反应中吸收理论的对比85

第6章　废水的臭氧反应动力学87

6.1　废水中臭氧的反应活性92

6.2　临界废水浓度95

6.3　废水的特征96

6.3.1　化学需氧量96

6.3.2　生化需氧量97

6.3.3　总有机碳97

6.3.4　254nm时的紫外吸收（UV254）98

6.3.5　碳的平均氧化数98

6.4　pH在臭氧氧化中的重要性99

6.5　化学—生物处理过程103

6.5.1　生物降解性104

6.5.2　污泥沉降105

6.5.3　污泥产量107

6.6　废水的臭氧反应动力学研究107

6.6.1　臭氧吸收动力学体系的建立108

6.6.2　废水的臭氧反应动力学过程中臭氧特性的测定110

6.6.3　废水臭氧反应动力学中反应速率常数的测定113

第7章　臭氧在水中的间接反应动力学117

7.1　臭氧直接反应与间接反应的相对重要性117

7.1.1　扩散时间和反应时间的应用118

7.2　给定化合物的相对氧化速率120

7.3　动力学参数122

7.3.1　臭氧的分解速率常数123

7.3.2　OH-B的反应速率常数的确定125

7.4　天然水臭氧氧化活性的表征127

7.4.1　溶解性的有机碳、pH及碱度127

7.4.2　氧化竞争值128

7.4.3　RCT的概念132

第8章　O3/H2O2反应动力学136

8.1　O3/H2O2反应动力学体系136

8.1.1　慢速反应动力学体系137

8.1.2　快速-中速反应动力学体系138

8.1.3　临界过氧化氢浓度139

8.2　动力学参数的确定140

8.2.1　绝对法140

8.2.2　竞争法141

8.2.3　天然物质对臭氧分解产生自由基的抑制作用141

8.3　O3/H2O2氧化挥发性化合物142

8.4　直接反应的竞争143

8.4.1　臭氧—化合物B反应和臭氧—过氧化氢反应的动力学体系比较143

8.4.2　臭氧化合物B和羟基自由基—化合物B反应速率的对比146

8.4.3　某一给定物质的相对氧化速率149

第9章　臭氧—UV辐射体系的动力学151

9.1　UV辐射降解水中污染物的动力学151

9.1.1　摩尔吸光系数152

9.1.2　量子产率152

9.1.3　直接光解动力学方程152

9.1.4　光解动力学参数的确定：量子产率155

9.1.5　臭氧光解的量子产率159

9.2　UV/H2O2体系的动力学160

9.2.1　动力学参数的测定161

9.2.2　UV/H2O2系统中直接光解和自由基氧化的贡献163

9.3　臭氧—B和臭氧—UV光解反应的动力学体系比较164

9.3.1　通过反应时间和扩散时间进行比较164

9.3.2　直接光解和臭氧直接反应对臭氧吸收速率的贡献167

9.3.3　臭氧直接反应和间接反应对B的氧化速率的贡献168

9.3.4　直接光解、直接臭氧氧化和自由基氧化对化合物B的去除相对重要性估算170

第10章　多相催化臭氧氧化174

10.1　气—液—固催化反应动力学的基础184

10.1.1　慢速动力学体系185

10.1.2　快速动力学体系（或者外部扩散动力学体系）187

10.1.3　内部扩散动力学体系188

10.1.4　气—液；固催化反应的一般动力学方程190

10.1.5　动力学体系划分标准191

10.2　水中的多相催化臭氧分解动力学192

10.3　多相催化臭氧氧化水中化合物的动力学198

10.3.1　慢速动力学体系199

10.3.2　外部传质动力学体系200

10.3.3　内部扩散动力学体系202

10.4　半导体光催化过程动力学203

10.4.1　TiO2半导体催化剂光催化反应机理204

10.4.2　半导体光催化反应的Languir-Hinshelwood动力学205

10.4.3　沤催化臭氧氧化过程的机理和动力学206

第11章　臭氧氧化过程的动力学模型208

11.1　臭氧吸收慢速动力学体系的情况209

11.2　臭氧吸收快速动力学体系的情况210

11.3　臭氧吸收中速动力学体系的情况213

11.4　臭氧氧化过程的运行方式214

11.5　气相和水相流型的影响215

11.6 数学模型217

11.6.1　慢速动力学体系217

11.6.2　快速动力学体系229

11.6.3　中速的动力学体系：一种普遍情况232

11.7　模型化合物的臭氧氧化动力学模型实例235

11.8　废水臭氧氧化的动力学模拟239

11.8.1　慢速动力学体系的情况：低COD浓度的废水239

11.8.2　快速动力学体系的情况：COD高的废水243

11.8.3　废水臭氧氧化动力学模型的一般情况246

附录A248

A1　理想反应器类型：设计方程248

A1.1　完全混合流反应器248

A1.2　推流反应器249

A2　一些有用的数学函数250

A2.1　双曲线函数250

A2.2　误差函数251

A3　流型对反应器性能的影响251

A3.1　非理想流研究251

A3.2　某些流体的流动模型255

A3.3　臭氧气体作为示踪物质256

A4　辐射强度的测定257

A4.1　入射辐射强度的确定258

A4.2　射线有效路径的确定258

A5　一些实用的数值计算方法259

A5.1　用Newton-Raphson方法求解非线性代数方程组260

A5.2　Runge-Kutta方法求解非线性一阶微分方程组261

参考文献263