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第1篇 总论1

第1章 污水的性质与污染指标1

1.1 污水1

1.2 城市污水的性质与污染指标2

1.2.1 污水的物理性质及指标2

1.2.2 污水的化学性质及指标3

1.2.3 污水的生物性质及指标11

第2章 水体污染与自净13

2.1 水体污染及其危害13

2.1.1 水体的物理性污染及危害13

2.1.2 无机物污染及危害14

2.1.3 有机物污染及危害19

2.1.4 病原微生物污染及危害20

2.2 水体自净的基本规律20

2.2.1 水体的自净作用20

2.2.2 水体水质基本模型24

2.2.3 二维水体水质模型的应用26

2.2.4 河流氧垂曲线方程——菲里普斯(Phelps)方程37

2.2.5 湖泊、水库水体水质模型41

2.3 水环境保护43

2.3.1 水体水质评价43

2.3.2 水环境容量45

2.3.3 我国水环境法规与标准51

2.4 污水处理基本方法与系统52

第2篇 城市污水处理54

第3章 污水的物理处理54

3.1 格栅54

3.1.1 格栅分类54

3.1.2 格栅的设计57

3.2 破碎机60

3.2.1 概述60

3.2.2 破碎机的构造与安装60

3.3 沉淀理论61

3.3.1 概述61

3.3.2 沉淀类型的分析62

3.3.3 理想沉淀池原理68

3.3.4 实际沉淀池与理想沉淀池之间的误差70

3.4 沉砂池72

3.4.1 平流沉砂池72

3.4.2 曝气沉砂池74

3.4.3 多尔沉砂池76

3.4.4 钟式沉砂池77

3.5 沉淀池77

3.5.1 平流式沉淀池78

3.5.2 普通辐流式沉淀池84

3.5.3 向心辐流式沉淀池86

3.5.4 竖流式沉淀池89

3.5.5 斜板(管)沉淀池91

第4章 污水的生物处理(一)——活性污泥法94

4.1 活性污泥法的基本原理94

4.1.1 活性污泥处理法的基本概念与流程94

4.1.2 活性污泥的形态与活性污泥微生物95

4.1.3 活性污泥净化反应过程99

4.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数101

4.2.1 活性污泥净化反应影响因素101

4.2.2 活性污泥处理系统的控制指标与设计、运行操作参数105

4.3 活性污泥反应动力学基础113

4.3.1 概述113

4.3.2 莫诺(Monod)方程式114

4.3.3 劳伦斯-麦卡蒂(Lawrence-McCarty)方程式118

4.4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数122

4.4.1 传统活性污泥法处理系统123

4.4.2 阶段曝气活性污泥法系统123

4.4.3 再生曝气活性污泥法系统124

4.4.4 吸附-再生活性污泥法系统125

4.4.5 延时曝气活性污泥法系统126

4.4.6 高负荷活性污泥法系统127

4.4.7 完全混合活性污泥法系统127

4.4.8 多级活性污泥法系统128

4.4.9 深水曝气活性污泥法系统128

4.4.10 深井曝气活性污泥法系统128

4.4.11 浅层曝气活性污泥法系统129

4.4.12 纯氧曝气活性污泥法系统130

4.5 活性污泥处理系统的新工艺132

4.5.1 概述132

4.5.2 氧化沟132

4.5.3 间歇式活性污泥处理系统137

4.5.4 AB法污水处理工艺141

4.6 曝气的理论基础143

4.6.1 氧转移原理143

4.6.2 氧转移的影响因素146

4.6.3 氧转移速率与供气量的计算148

4.7 曝气系统与空气扩散装置150

4.7.1 鼓风曝气系统与空气扩散装置151

4.7.2 机械曝气装置157

4.8 活性污泥反应器——曝气池162

4.8.1 曝气池的分类162

4.8.2 推流式曝气池163

4.8.3 完全混合式曝气池166

4.9 活性污泥处理系统的工艺设计168

4.9.1 概述168

4.9.2 曝气池(区)容积的计算169

4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计173

4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置177

4.9.5 二次沉淀池180

4.9.6 曝气沉淀池各部位尺寸的确定182

4.9.7 处理水的水质183

4.9.8 设计举例183

4.10 活性污泥处理系统的维护管理194

4.10.1 活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化194

4.10.2 活性污泥处理系统运行效果的检测196

4.10.3 活性污泥处理系统运行中的异常情况197

第5章 污水的生物处理(二)——生物膜法199

5.1 概述199

5.1.1 生物膜的构造及其对有机物的降解199

5.1.2 生物膜处理法的主要特征200

5.2 生物滤池201

5.2.1 概述201

5.2.2 普通生物滤池202

5.2.3 高负荷生物滤池206

5.2.4 塔式生物滤池216

5.2.5 曝气生物滤池221

5.3 生物转盘222

5.3.1 概述222

5.3.2 生物转盘的组成与构造特点224

5.3.3 生物转盘处理系统的工艺流程与组合226

5.3.4 生物转盘的计算与设计227

5.3.5 生物转盘处理技术的进展239

5.4 生物接触氧化241

5.4.1 概述241

5.4.2 生物接触氧化处理技术的工艺流程243

5.4.3 生物接触氧化池的构造及形式244

5.4.4 生物接触氧化池的计算248

5.4.5 生物接触氧化处理技术的应用251

5.5 生物流化床253

5.5.1 概述253

5.5.2 生物流化床的工艺类型254

5.5.3 生物流化床的构造256

第6章 污水的自然生物处理258

6.1 稳定塘258

6.1.1 概述258

6.1.2 稳定塘的净化机理260

6.1.3 好氧塘270

6.1.4 兼性塘272

6.1.5 厌氧塘274

6.1.6 曝气塘277

6.1.7 深度处理塘279

6.1.8 控制出水塘281

6.2 污水的土地处理系统282

6.2.1 概述282

6.2.2 土地处理系统对污水的净化作用机理283

6.2.3 污水土地处理系统工艺283

第7章 污水的深度处理与回用292

7.1 概述292

7.2 悬浮物的去除293

7.2.1 概述293

7.2.2 混凝沉淀294

7.2.3 过滤技术294

7.3 溶解性有机物的去除296

7.3.1 活性炭吸附296

7.3.2 臭氧氧化处理298

7.4 溶解性无机盐类的去除300

7.4.1 概述300

7.4.2 脱盐技术301

7.5 污水的消毒处理304

7.5.1 消毒方法304

7.5.2 液氯消毒304

7.5.3 臭氧消毒305

7.5.4 次氯酸钠消毒305

7.5.5 紫外线消毒305

7.6 脱氮技术306

7.6.1 概述306

7.6.2 氨的吹脱去除306

7.6.3 生物脱氮原理308

7.6.4 生物脱氮工艺312

7.7 除磷技术315

7.7.1 混凝沉淀除磷技术315

7.7.2 生物除磷原理318

7.7.3 生物除磷工艺319

7.8 同步脱氮除磷技术320

7.8.1 巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺320

7.8.2 A-A-O法同步脱氮除磷工艺321

7.8.3 生物转盘同步脱氮除磷工艺322

7.9 城市水资源的合理开发与利用323

7.9.1 世界与我国水资源现状323

7.9.2 城市污水水资源化与再生利用324

7.9.3 城市污水再生利用与水质要求325

7.9.4 城市污水回用的处理系统325

第8章 污泥的处理328

8.1 污泥的分类、性质与排除328

8.1.1 污泥的分类、性质及性质指标328

8.1.2 污泥量及污水处理厂干固体物质平衡331

8.1.3 污泥的输送333

8.1.4 污泥流动的水力特性与水力计算336

8.2 污泥浓缩338

8.2.1 污泥重力浓缩338

8.2.2 污泥气浮浓缩347

8.2.3 污泥的其他浓缩法352

8.3 污泥的厌氧消化353

8.3.1 厌氧消化的机理353

8.3.2 厌氧消化动力学356

8.3.3 厌氧消化的影响因素357

8.3.4 厌氧消化池池形、构造与设计361

8.3.5 两级厌氧消化366

8.3.6 两相厌氧消化370

8.3.7 消化池的运行与管理371

8.3.8 自然消化——双层沉淀池(殷霍夫池)372

8.4 污泥的好氧消化373

8.4.1 好氧消化的机理373

8.4.2 好氧消化池的构造及工艺设计373

8.5 沼气利用376

8.5.1 沼气脱硫377

8.5.2 沼气利用378

8.6 污泥的自然干化380

8.6.1 污泥自然干化场的分类与构造380

8.6.2 干化场的脱水特点及影响因素380

8.6.3 干化场的设计381

8.7 污泥消毒381

8.7.1 巴氏消毒法(即低热消毒法)382

8.7.2 石灰稳定法382

8.7.3 加氯消毒法382

8.8 污泥的机械脱水383

8.8.1 机械脱水前的预处理383

8.8.2 机械脱水的基本原理与比阻386

8.8.3 真空过滤脱水389

8.8.4 压滤脱水391

8.8.5 滚压脱水393

8.8.6 离心脱水394

8.9 污泥的干燥396

8.9.1 污泥干燥器分类396

8.9.2 干燥器的干燥流程397

8.9.3 干燥器的比较与选用398

8.10 污泥焚烧399

8.10.1 完全焚烧399

8.10.2 湿式燃烧——不完全焚烧402

8.11 污泥的最终处置与利用404

8.11.1 农肥利用与土地处理404

8.11.2 污泥堆肥406

8.11.3 污泥制造建筑材料408

8.11.4 污泥裂解410

8.11.5 污泥填地与填海造地410

8.11.6 投海411

第9章 城市污水处理厂的设计412

9.1 概述412

9.1.1 城市污水的组成与水质特征412

9.1.2 城市污水处理厂设计水质413

9.1.3 城市污水处理厂的设计水量413

9.1.4 正确处理工业废水与城市污水处理的关系414

9.2 设计步骤416

9.2.1 设计的前期工作416

9.2.2 扩大初步设计417

9.2.3 施工图设计418

9.3 城市污水处理厂厂址的选择418

9.4 污水处理工艺流程的选定419

9.4.1 处理工艺流程选定应考虑的因素419

9.4.2 城市污水处理工艺的典型流程421

9.5 污水处理厂的平面布置与高程布置421

9.5.1 污水处理厂的平面布置421

9.5.2 污水处理厂的高程布置425

9.6 污水处理厂的配水与计量432

9.6.1 处理构筑物之间连接管渠的设计432

9.6.2 配水设备432

9.6.3 污水计量设备432

9.7 污水处理厂的验收、运行管理、水质监测与自动控制435

9.7.1 污水处理构筑物的验收435

9.7.2 污水处理厂的调试435

9.7.3 污水处理厂的运行管理435

9.7.4 污水处理厂的水质监测436

9.7.5 污水处理厂运行的自动控制436

9.8 城市污水处理厂的国内实例437

9.8.1 天津纪庄子污水处理厂438

9.8.2 邯郸市东污水处理厂440

第3篇 工业废水处理442

第10章 工业废水处理概论442

10.1 概述442

10.1.1 工业废水的分类442

10.1.2 工业废水对环境的污染443

10.2 工业废水污染源调查443

10.2.1 控制工业废水污染源的基本途径443

10.2.2 污染源调查445

10.3 废水的排放标准445

10.3.1 国家标准《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)445

10.3.2 部级标准《污水排入城市下水道水质标准》(CJ 18-86)445

10.3.3 国家标准《农田灌溉水质标准》(GB 5084-92)446

10.4 工业废水处理方法概述446

10.4.1 废水处理方法446

10.4.2 废水处理方法的选择446

第11章 工业废水的物理处理448

11.1 调节池448

11.1.1 水量调节池448

11.1.2 水质调节池448

11.1.3 分流贮水池452

11.1.4 调节池的搅拌452

11.2 离心分离453

11.2.1 离心分离原理453

11.2.2 离心分离设备453

11.3 除油457

11.3.1 含油废水的来源及污染特征457

11.3.2 除油装置457

11.3.3 污油的脱水463

11.4 过滤464

11.4.1 颗粒材料过滤464

11.4.2 多孔材料过滤468

第12章 工业废水的化学处理471

12.1 中和471

12.1.1 概述471

12.1.2 酸碱废水互相中和法472

12.1.3 药剂中和法473

12.1.4 过滤中和法479

12.2 化学沉淀483

12.2.1 概述483

12.2.2 氢氧化物沉淀法483

12.2.3 硫化物沉淀法486

12.2.4 钡盐沉淀法488

12.3 药剂氧化还原488

12.3.1 药剂氧化法488

12.3.2 药剂还原法492

12.4 臭氧氧化494

12.4.1 臭氧的物理化学性质494

12.4.2 臭氧的制备495

12.4.3 空气的净化496

12.4.4 臭氧接触反应设备497

12.4.5 尾气处理500

12.4.6 废水臭氧处理系统的设计501

12.4.7 臭氧氧化法在废水处理中的应用503

12.4.8 臭氧氧化法的优缺点505

12.5 电解506

12.5.1 概述506

12.5.2 电解槽的结构形式和极板电路507

12.5.3 电解法处理含铬废水508

12.5.4 脉冲电解法处理含银废水511

12.5.5 电解氧化法处理含氰废水512

12.5.6 电解氧化法处理含酚废水513

12.6 其他氧化还原法513

12.6.1 空气氧化法513

12.6.2 光氧化法514

12.6.3 金属还原法515

第13章 工业废水的物理化学处理516

13.1 混凝516

13.1.1 概述516

13.1.2 混凝的影响因素和操作程序517

13.1.3 废水处理中常用的混凝剂和助凝剂518

13.1.4 混凝设备519

13.1.5 应用举例519

13.2 气浮520

13.2.1 气浮的基本原理520

13.2.2 电解气浮法523

13.2.3 散气气浮法525

13.2.4 溶气气浮法527

13.2.5 气浮法在废水处理中的应用536

13.3 吸附538

13.3.1 吸附的类型538

13.3.2 吸附剂539

13.3.3 吸附等温线540

13.3.4 吸附速度542

13.3.5 影响吸附的因素542

13.3.6 吸附操作方式544

13.3.7 吸附剂的再生547

13.3.8 吸附塔的设计550

13.3.9 吸附法在废水处理中的应用552

13.4 离子交换556

13.4.1 概述556

13.4.2 离子交换法在废水处理中的应用557

13.5 电渗析563

13.5.1 膜分离法概述563

13.5.2 电渗析563

13.6 扩散渗析566

13.6.1 扩散渗析原理566

13.6.2 扩散渗析法的应用实例567

13.7 反渗透567

13.7.1 反渗透处理工艺567

13.7.2 反渗透在废水处理中的应用569

13.8 超滤570

13.8.1 超滤工作原理概述570

13.8.2 超滤膜和膜组件571

13.8.3 超滤膜表面的浓差极化现象571

13.8.4 超滤的影响因素572

13.8.5 超滤在废水处理中的应用573

第14章 工业废水的生物处理577

14.1 工业废水的可生化性577

14.1.1 工业废水可生化性的评价方法577

14.1.2 可生化性评价试验应注意的问题578

14.2 工业废水好氧生物处理579

14.2.1 活性污泥法579

14.2.2 生物膜法585

14.3 工业废水厌氧生物处理589

14.3.1 概述589

14.3.2 厌氧生物处理设备590

附录607

附录1 氧在蒸馏水中的溶解度607

附录2 空气管计算图(a)608

附录3 空气管计算图(b)609

附录4 各种管内部压力损失的换算系数609

附录5 我国鼓风机产品规格609

附录6 泵形曝气叶轮的技术规格610

附录7 平板叶轮计算图(a)611

附录8 平板叶轮计算图(b)612

附录9 螺旋泵基本参数613

附录10 中华人民共和国国家标准(GB 3838-88)地面水环境质量标准613

附录11 中华人民共和国国家标准(GB 8978-1996)污水综合排放标准618

附录12 中华人民共和国国家标准(GB 5084-92)农田灌溉水质标准627

附录13 污水排入城市下水道水质标准(CJ 18-86)632

附录14 中华人民共和国国家标准(GB 12941-91)景观娱乐用水水质标准632

附录15 生物处理构筑物进水中有害物质容许浓度635

主要参考文献636