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第1篇　总论1

1　水环境的污染与防治1

1.1　水资源1

1.2　水污染2

1.3　水体污染防治3

习题和思考题4

2　水污染防治基础知识5

2.1　废水5

2.2　污染物与污染指标5

2.2.1 固体污染物5

2.2.2　需氧污染物6

2.2.3　毒性污染物7

2.2.4 营养性污染物8

2.2.5 生物污染物8

2.2.6　感官污染物9

2.2.7　酸碱污染物9

2.2.8 油类污染物9

2.2.9 热污染9

2.3　废水水质9

2.4　废水水质控制标准10

2.5　控制废水污染的基本途径11

2.5.1 减少污染因子的产生量11

2.5.2　减少污染因子的排放量11

2.6　废水水质控制和污泥处理方法分类12

2.6.1 废水水质控制方法分类12

2.6.2　污泥处理方法分类14

2.7　废水处理系统14

2.8　水量调节与水质均化16

2.8.1 水量调节16

2.8.2 水质均化16

习题和思考题17

第2篇　不溶态污染物的分离技术17

3　重力沉降法19

3.1　概述19

3.2　离散颗粒的沉降规律20

3.2.1 单独颗粒的沉降规律20

3.2.2　群体颗粒的沉降速度22

3.3　沉降试验和沉降曲线23

3.3.1 自由沉降试验及其沉降曲线23

3.3.2 絮凝沉降试验及其沉降曲线27

3.4　理想沉淀池30

3.5　沉砂池31

3.5.1　平流沉砂池31

3.5.2　曝气沉砂池33

3.5.3　旋流沉砂池34

3.6　普通沉淀池35

3.6.1　平流沉淀池35

3.6.2　竖流沉淀池38

3.6.3　辐流沉淀池41

3.7　斜板和斜管沉淀池42

3.7.1 浅层沉降原理42

3.7.2　斜板、斜管沉淀池的构造43

3.7.3　斜板、斜管沉淀池的设计计算44

习题和思考题46

4　混凝澄清法48

4.1　胶体结构及其脱稳凝聚机理48

4.1.1 胶体结构及其ζ电位48

4.1.2　胶体的脱稳和凝聚49

4.2　混凝剂及其作用机理52

4.2.1 常用混凝剂及其性能52

4.2.2　混凝剂的作用机理53

4.2.3 助凝剂54

4.3　混凝条件及混凝试验55

4.4　混合反应器和澄清设备58

4.4.1 混合器58

4.4.2 反应池60

4.4.3 澄清池61

习题和思考题63

5　浮力浮上法64

5.1 隔油64

5.1.1 油粒上浮速度64

5.1.2 隔油池65

5.2　气浮和浮选原理67

5.2.1 气浮和浮选67

5.2.2 空气的溶解、释放及气泡性质67

5.2.3 悬浮粒子与气泡的粘附70

5.2.4　乳化和破乳71

5.3　压力溶气气浮及其系统设计72

5.3.1 压力溶气气浮的流程及供气方式72

5.3.2　压力溶气气浮的主要设备及其设计计算75

习题和思考题79

6　不溶态污染物的其他分离方法80

6.1　阻力截留法80

6.1.1 格栅80

6.1.2 筛网82

6.1.3 微滤83

6.2　离心力分离法83

6.2.1 离心力分离原理83

6.2.2 离心分离设备及其设计计算84

6.3　磁力分离法88

6.3.1 磁力分离原理89

6.3.2　磁力分离设备及分离流程89

习题和思考题92

第3篇　污染物的生物化学转化技术92

7　活性污泥法93

7.1　废水生物处理93

7.1.1 废水生物处理原理93

7.1.2 生物处理方法分类96

7.2　活性污泥法基本原理96

7.2.1 活性污泥与活性污泥法96

7.2.2 活性污泥法分类97

7.2.3 活性污泥增长特点与净化作用98

7.2.4 活性污泥的性能指标99

7.2.5 影响活性污泥性能的环境因素100

7.2.6 活性污泥法主要设计和运行参数101

7.3　活性污泥降解有机物的规律103

7.3.1 生物处理动力学模型103

7.3.2 动力学模型的应用106

7.3.3 净化理论在活性污泥法中的应用110

7.4　活性污泥法运行方式111

7.4.1 曝气池混合反应形式111

7.4.2　各种活性污泥法系统112

7.5　曝气原理与曝气池构造120

7.5.1 曝气的作用与方法120

7.5.2 曝气池124

7.5.3　氧的传递理论127

7.6　活性污泥法系统的工艺设计128

7.6.1 工艺流程选择128

7.6.2 曝气时间与曝气池容积128

7.6.3 回流污泥量及污泥回流设备130

7.6.4 需氧量、供氧量与曝气设备的确定131

7.6.5 二次沉淀池的设计138

7.6.6　设计计算举例138

7.6.7 序批式活性污泥法工艺设计141

7.7　活性污泥法系统的运行管理143

7.7.1 活性污泥的培养与驯化143

7.7.2 活性污泥法运行中常见的问题143

7.7.3 活性污泥法运行中需要测定的主要项目145

习题和思考题146

8　生物膜法147

8.1　概述147

8.2　基本原理148

8.2.1 生物膜附着的基体——填料148

8.2.2 生物膜149

8.2.3 生物膜中的物质迁移150

8.2.4 生物膜净化废水的原理151

8.3　普通生物滤池151

8.3.1 构造与特征151

8.3.2 负荷152

8.3.3 耗氧与供氧154

8.3.4 处理效率155

8.3.5 生物滤池的设计156

8.4　生物滤池的类型与运行157

8.4.1 生物滤池的类型157

8.4.2 生物滤池运行流程158

8.4.3 回流159

8.4.4 生物滤池的运行160

8.5　生物转盘161

8.5.1 构造161

8.5.2 工作过程163

8.5.3 组合形式及处理流程163

8.5.4　处理特点163

8.5.5 设计164

8.5.6 生物转盘的实践165

8.6　接触氧化法165

8.6.1 构造166

8.6.2　去除机理及特点166

8.6.3 处理流程167

8.6.4　设计168

习题和思考题169

9　厌氧生物处理法170

9.1　厌氧消化原理170

9.1.1 厌氧消化的生化阶段170

9.1.2　发酵的控制条件171

9.2　厌氧消化工艺设备174

9.2.1 厌氧接触系统175

9.2.2 厌氧生物滤池和厌氧生物转盘175

9.2.3 上流式厌氧污泥床反应器176

9.2.4　厌氧流化床反应器178

9.2.5 两相厌氧消化系统178

9.2.6 几种厌氧生物处理工艺及装置的比较178

习题和思考题179

10　自然条件下的生物处理法180

10.1　稳定塘180

10.1.1 稳定塘的种类和功能180

10.1.2　稳定塘的规划与设计181

10.2　生态系统塘182

10.2.1 水生植物塘182

10.2.2　养殖塘183

10.3　土地处理法184

10.3.1 废水的土地处理概念及分类184

10.3.2　土地处理机理184

10.3.3 污水灌溉的水质要求185

10.3.4 污水灌溉的规划与设计185

10.3.5　土地渗滤系统186

10.3.6　人工湿地处理系统188

习题和思考题191

第4篇　污染物的化学转化技术191

11 中和法192

11.1　概述192

11.2　基本原理192

11.3　酸性废水的中和处理193

11.3.1 投药中和法193

11.3.2　过滤中和法196

11.3.3 利用碱性废水和废渣的中和法197

11.4　碱性废水的中和处理197

习题和思考题198

12　化学沉淀法199

12.1　氢氧化物沉淀法199

12.2　其他化学沉淀法202

12.2.1 硫化物沉淀法202

12.2.2　碳酸盐沉淀法204

12.2.3 卤化物沉淀法204

12.2.4　螯合沉淀法205

12.3　铁氧体沉淀法207

12.3.1 铁氧体207

12.3.2　铁氧体沉淀法的工艺流程207

12.3.3 铁氧体沉淀法处理废水举例208

习题和思考题209

13　氧化还原法210

13.1　基本原理210

13.1.1 无机物的氧化还原210

13.1.2 有机物的氧化还原210

13.1.3 影响氧化还原反应的因素211

13.2　化学氧化法211

13.2.1 空气氧化法211

13.2.2　臭氧氧化法212

13.2.3 氯氧化法214

13.2.4　高锰酸盐氧化法216

13.3　化学还原法216

13.3.1 还原法去除六价铬216

13.3.2　还原法除汞（Ⅱ）217

13.4　电化学法217

13.4.1 概述217

13.4.2 电能效率及其影响因素218

13.4.3 电解氧化还原法218

13.4.4 电解浮上和电解凝聚220

13.5　高级氧化法222

13.5.1 概述222

13.5.2　典型的高级氧化技术222

习题和思考题224

14　化学消毒法225

14.1　概述225

14.2　化学消毒原理225

14.3　氯消毒法227

14.3.1 氯的消毒作用227

14.3.2　投氯量及投氯点228

14.3.3 加氯装置229

14.3.4　应用230

14.4　其他消毒法231

14.4.1 二氧化氯消毒法231

14.4.2　臭氧消毒法231

14.4.3 紫外消毒法232

14.4.4　重金属消毒法232

14.4.5　其他卤素消毒法232

习题和思考题233

第5篇　溶解态污染物的物理化学分离技术233

15 吸附法234

15.1　基本原理234

15.1.1 固体表面上的吸附作用234

15.1.2 等温吸附规律235

15.1.3 吸附动力学237

15.1.4 影响吸附的因素237

15.2　吸附剂238

15.2.1 活性炭238

15.2.2　树脂吸附剂238

15.2.3 腐殖酸类吸附剂238

15.2.4　其他吸附剂239

15.3　吸附工艺过程及设备239

15.3.1 吸附操作方式239

15.3.2 固定床吸附柱的工作规律240

15.3.3 吸附装置的设计计算240

15.4　吸附剂的再生242

15.5　吸附法在废水处理中的应用244

15.5.1　含汞废水处理244

15.5.2　含铬废水处理244

15.5.3　炼油厂废水处理244

习题和思考题245

16　离子交换法246

16.1　离子交换剂246

16.1.1 离子交换树脂的结构特征246

16.1.2 离子交换树脂的种类247

16.1.3 离子交换树脂的性能247

16.2　离子交换平衡与交换动力学249

16.2.1 离子交换平衡249

16.2.2 离子交换动力学251

16.3　离子交换工艺过程及设备251

16.3.1 离子交换工艺过程251

16.3.2　离子交换设备254

16.4　离子交换系统的设计255

16.4.1 离子交换系统的设计步骤255

16.4.2 固定床的设计计算255

16.4.3　流动床的设计计算256

16.5　离子交换法在废水处理中的应用257

16.5.1　含汞废水处理257

16.5.2　含镉废水处理258

16.5.3　含铬废水处理258

16.5.4　除磷脱氮259

习题和思考题259

17　膜分离法261

17.1　概述261

17.2　扩散渗析法262

17.2.1 基本原理262

17.2.2　扩散渗析的应用实例263

17.3　电渗析法263

17.3.1　基本原理和特点263

17.3.2 电渗析膜264

17.3.3 电渗析器265

17.3.4 电渗析的工艺技术问题和指标265

17.3.5 电渗析的工艺计算267

17.3.6 电渗析法在废水处理中的应用268

17.4　微滤269

17.4.1 基本原理269

17.4.2　微滤膜的特点269

17.4.3　微滤膜270

17.4.4　微滤技术的应用270

17.5　超滤法270

17.5.1　基本原理270

17.5.2　超滤膜271

17.5.3　超滤设备和超滤工艺流程271

17.5.4　超滤技术的应用272

17.6　反渗透法272

17.6.1　基本原理272

17.6.2　反渗透膜273

17.6.3　反渗透装置274

17.6.4　反渗透处理系统的计算276

17.6.5 反渗透法在废水处理中的应用实例277

17.7　液膜分离技术278

17.7.1 液膜的结构与液膜的形成278

17.7.2　液膜材料的选择与液膜分离操作278

17.7.3 液膜分离技术在处理废水方面的应用280

习题和思考题280

18　溶解态污染物的其他分离方法281

18.1　吹脱法和汽提法281

18.1.1 吹脱法281

18.1.2 汽提法283

18.2　萃取法286

18.2.1 分配定律和萃取平衡、萃取速度286

18.2.2 萃取剂的选择和再生287

18.2.3 萃取工艺过程287

18.2.4　萃取设备及计算288

18.2.5 萃取法在废水处理中的应用实例290

18.3　结晶法291

18.3.1 基本原理291

18.3.2 物料衡算292

18.3.3 结晶法处理废水举例292

习题和思考题293

第6篇　废水的再生利用与排放293

19　废水再生利用系统的水质处理294

19.1　概述294

19.2　循环冷却水的冷却处理294

19.2.1 循环冷却水系统294

19.2.2　水的冷却机理295

19.2.3 冷却构筑物分类295

19.2.4　冷却塔的构造297

19.2.5 冷却塔的设计计算299

19.2.6　冷却塔的水量损失303

19.2.7　冷却构筑物的选择303

19.3　循环冷却水的水质稳定303

19.3.1 循环水的水质稳定性304

19.3.2　结垢的控制306

19.3.3 腐蚀的控制308

19.3.4　微生物的控制310

19.4　城市污水的高级处理与再用311

19.4.1 二级处理后高级处理311

19.4.2 二级处理强化技术312

19.5　废水的过滤技术313

19.5.1 基本原理313

19.5.2 滤层与垫层315

19.5.3　过滤工艺过程316

19.5.4　过滤水头损失分析318

19.5.5 滤池的反洗319

19.5.6　配水系统319

19.5.7 普通快滤池及其设计计算321

19.5.8 虹吸滤池及无阀滤池321

19.5.9　压力滤池322

19.5.10　V形滤池322

习题和思考题323

20　脱氮除磷324

20.1　氮的去除324

20.1.1 沸石选择性交换吸附324

20.1.2　空气吹脱325

20.1.3　折点氯化325

20.1.4　生物脱氮326

20.2　磷的去除331

20.2.1 化学除磷331

20.2.2　生物除磷332

20.3　废水生物脱氮除磷技术334

20.3.1　A2/O工艺334

20.3.2 改进型Bardenpho（五段）工艺335

20.3.3　UCT工艺335

20.3.4 氧化沟脱氮除磷工艺336

习题和思考题336

21　水体自净与废水排放337

21.1　水体的特征337

21.1.1 河流337

21.1.2　湖泊与水库337

21.1.3　海洋338

21.2　河流的自净规律339

21.2.1 河流的自净机理339

21.2.2　河流的自净模型340

21.3　湖泊及海洋的自净规律343

21.3.1 湖泊水库的污染与自净343

21.3.2　海洋的污染与自净345

21.4　废水处理程度的确定345

21.4.1 废水处理程度确立原则345

21.4.2　废水排放标准346

21.4.3　废水处理程度的确定347

21.5　废水的输送与排放347

21.5.1 概述347

21.5.2　立交穿越技术348

21.5.3 出水口349

21.5.4　其他构筑物350

习题和思考题351

第7篇　污泥处理与处置技术351

22　污泥的处理与利用352

22.1　概述352

22.1.1 污泥的种类352

22.1.2　污泥的特性352

22.1.3　污泥的数量354

22.2　污泥处理工艺354

22.3　污泥浓缩355

22.3.1 重力浓缩355

22.3.2　气浮浓缩360

22.3.3 离心浓缩361

22.4　污泥调理与脱水362

22.4.1 污泥调理362

22.4.2 自然脱水363

22.4.3　机械脱水364

22.5　污泥稳定368

22.5.1 污泥的生物稳定369

22.5.2　污泥的化学稳定373

22.6　最终处置与综合利用373

22.6.1 污泥的综合利用374

22.6.2　湿式氧化374

22.6.3 弃置374

22.6.4 焚烧374

习题和思考题375

第8篇　污水处理厂（站）设计与水环境区域综合防治375

23　污水处理厂（站）的设计377

23.1　概述377

23.1.1 设计原则与程序377

23.1.2 设计资料378

23.2　工艺流程及总体布置379

23.2.1 工艺流程379

23.2.2　厂（站）址选择380

23.2.3 厂（站）的平面及立面布置381

23.3　排水及给水设施384

23.3.1 排水管渠384

23.3.2 给水管道385

23.4　臭味控制386

23.4.1 污水处理厂（站）内臭味的种类及来源386

23.4.2 臭味的影响及控制的必要性386

23.4.3 臭味的控制技术与方法386

23.5　配水设施及计量设备389

23.5.1 配水设施389

23.5.2 计量设备390

23.6　污水泵房393

23.6.1 泵的选择393

23.6.2 泵房布置394

23.6.3 吸水井395

习题和思考题396

24　水环境区域性综合防治397

24.1　概述397

24.2　水环境区域性综合防治的工作要点397

24.2.1 工作内容397

24.2.2　工作步骤398

24.3　污染物总量控制方法399

24.3.1 实施污染物总量控制的必要性399

24.3.2 实施总量控制路线的适用范围399

24.3.3 实施总量控制的条件399

24.3.4 总量控制最优治理方案的确定399

24.3.5 污染物的极限允许排放负荷的计算400

24.4　行政经济原则及措施403

24.4.1 水污染区域性防治的管理403

24.4.2 水环境区域性综合防治的工程技术措施404

习题和思考题405

附录406

附录1　地面水环境质量标准（摘自GB3838-2002）406

附录2　农田灌溉水质标准（摘自GB5084-2005）407

附录3　渔业水质标准（摘自GB11607-89）408

附录4　海水水质标准（摘自GB3097-1997）409

附录5　污染物综合排放标准（摘自GB8978-1996）410

附录6　城镇污水处理厂污染物排放标准（摘自GB18918-2002）412

附录7　城市污水再生利用城市杂用水水质（摘自GB/T18920-2002）413

附录8 城市污水再生利用景观环境用水水质（摘自GB/T18921-2002）414

附录9　城市污水再生利用工业用水水质（摘自GB/T19923-2005）414

参考文献416