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第一章 废水工程概论1

1-1 废水处理1

历史过程1

现状1

展望1

目录1

1-2 处理厂出水和污泥的处置与回用4

历史过程4

现状与展望4

1-3 工程师的任务5

参考文献6

2-2 城市给水用水7

城市给水的供水量7

2-1 废水流量的组成部分7

第二章 废水流量7

城市用水量的变化8

各种部门和设备的用水量9

用水量的波动10

排水量占给水量的百分比10

2-3 废水来源和流量11

生活污水的来源和流量11

工业废水的来源和流量13

渗流和流入14

废水流量的变化15

2-4 废水流量数据的分析16

废水量高峰系数17

高峰渗流量18

设计允许高峰流入量18

持续流量19

统计分析法19

2-5 减少废水流量21

2-6 废水流量测量23

直接排放测量法23

流速－面积法30

思考题32

参考文献33

第三章 废水特性34

3-1 废水的物理、化学和生物特性34

3-2 废水特性的研究35

取样35

水样保存36

水样分析方法36

分析结果的表示方法37

3-3 废水成分38

水在使用过程中增加的矿物质39

附加分析项目39

废水和化粪池污泥的组分39

3-4 单位负荷系数40

3-5 废水组分浓度的变化41

短周期变化41

季节性变化42

工业生产引起的水质变化43

3-6 废水负荷数据的分析43

简单平均44

流量加权平均值44

质量负荷44

持续高峰质量负荷44

3-7 物理特性：定义和应用47

总固体47

气味47

颜色50

3-8 化学特性：定义和应用50

温度50

有机物51

有机物含量的测定52

无机物61

气本65

3-9 生物特性：定义和应用66

微生物66

病原体67

大肠型菌族67

粪性大肠杆菌与粪性链球菌的比值69

生物鉴定试验69

思考题71

参考文献74

第四章 废水处理的对象、方法与设计76

4-1 废水处理的对象和条例76

废水处理方法的分类77

4-2 废水处理方法的分类及应用77

废水处理方法的应用78

4-3 处理厂分析与设计要素79

废水处理工艺流程80

工艺设计标准80

固体平衡81

水流断面图81

处理厂布置81

4-4 其它需要考虑的重要事项87

能量及资源要求87

成本分析87

环境影响评价89

建厂规划与设计说明90

思考题90

参考文献91

反应类型92

第五章 过程分析基础92

5-1 反应和反应动力学92

反应速率93

比反应速率93

温度对比速率常数的影响94

速率方程的分析95

5-2 物料平衡分析96

物料平衡96

间歇反应器的物料平衡98

解方程的步骤98

稳定态的简化99

5-3 反应器及其水力特性100

反应器型式100

反应器的水力特性101

5-4 过程分析107

5-5 反应动力学及反应器的选型108

反应器型式的选择108

反应速率表达式或负荷标准的选择108

带有转化作用的串联连续流搅拌池反应器109

带转化作用的推流反应器110

连续流搅拌池反应器与推流反应器的比较111

带轴向分散和转化作用的推流反应器112

其它反应器的流态和反应器组合113

5-6 反应器设计中的一些实际问题115

思考题116

参考文献119

第六章 物理处理单元操作120

6-1 筛滤120

论述120

分析123

6-2 流量调节124

论述124

分析125

论述与应用131

6-3 混合131

分析132

6-4 絮凝133

论述133

分析134

6-5 沉淀135

论述135

分散颗粒沉降分析（第一种类型）135

絮凝沉降分析（第二种类型）139

管式沉降器的分析140

受阻沉降分析（第三种类型）141

6-6 浮选149

论述149

压缩沉降分析（第四种类型）149

分析151

6-7 粒状滤料过滤154

过滤操作论述154

过滤系统的分类154

过滤过程的各项参数158

颗粒去除机理159

过滤操作的一般分析160

废水过滤分析162

中间试验的必要性166

思考题171

参考文献173

第七章 化学处理单元过程175

7-1 化学沉淀175

化学沉淀对提高装置性能的作用176

化学沉淀理论178

除磷和物理－化学处理的化学沉淀作用178

7-2 气体传递182

气体传递的论述182

气体传递的分析182

曝气机性能的评价187

7-3 吸附188

论述188

对活性炭吸附的分析190

过程分析192

7-4 消毒193

消毒方法和手段194

消毒剂的作用机理195

影响消毒剂作用的各种因素的分析196

7-5 氯的消毒作用196

氯的化学198

转效点反应199

影响氯消毒效果的因素202

7-6 脱氯206

余氯的毒性206

对脱氯的分析206

7-7 臭氧消毒207

对臭氧的论述207

分析207

7-8 化学药剂的其它用途208

思考题209

参考文献210

第八章 废水物理处理和化学处理装置的设计212

8-1 格栅和粗滤网212

格栅212

粗滤网215

筛余物的处置216

8-2 粉碎216

筛余物的数量216

对粉碎机的论述218

应用与设计218

8-3 沉砂池218

沉砂池型式219

杂粒量224

杂粒的处置224

8-4 流量调节225

池子结构225

混合和空气需要量226

泵及其控制226

8-5 其他预处理操作226

撇渣池227

絮凝227

8-6 初次沉淀池228

预曝气228

沉淀池的设计基础229

初次沉淀池类型、大小和形状230

污泥量236

8-7 去除固体的其它操作和装置237

浮选237

细滤网238

双层沉淀池和化粪池240

8-8 化学沉淀241

改善沉淀池的性能242

单独的物理-化学处理242

除磷242

污泥量的计算244

滤池装置的驱动力、数量和尺寸246

滤床的选型246

8-9 粒状滤料过滤246

化学药剂的贮存、投加、配管和控制系统246

滤池反洗系统247

滤池辅助设施249

滤池存在的问题252

滤池的控制系统和仪表252

8-10 微滤253

对微滤机的论述253

功能设计253

8-11 氯化254

应用254

氯化物255

氯化设备和加氯量的控制256

氯化设施259

8-12 气味控制264

思考题265

参考文献266

第九章 生物处理单元过程268

9-1 生物处理：概述268

几个有用的定义268

微生物的作用269

处理工艺269

9-2 微生物学基础270

基本概念271

重要微生物272

细胞生理学275

9-3 细菌生长及生物氧化作用281

细菌在纯培养基中的一般生长模式281

细菌在混合培养基中的生长281

细菌的氧化作用282

9-4 微生物生长动力学283

对数生长期：间歇培养283

限制生长的基质283

内源代谢的影响284

细胞生长与基质利用284

微生物生长动力学在废水生物处理中285

的应用285

温度的影响285

动力学系数的确定289

其他速率表达式293

9-5 好氧微生物悬浮生长处理工艺293

活性污泥法293

悬浮生长硝化系统299

曝气塘299

好氧消化300

好氧稳定塘301

9-6 附着生长好氧生物处理工艺302

生物滤池302

粗滤池308

填料床反应器309

生物转盘309

9-7 亏氧悬浮生长及附着生长工艺310

悬浮生长生物脱氮310

固定生物膜法脱氮310

9-8 厌氧生物悬浮生长处理工艺310

厌氧消化法310

厌氧接触法314

9-9 附着生长厌氧处理工艺314

厌氧滤池314

厌氧塘314

9-10 废水的好氧－亏氧或厌氧联合处理工艺315

兼性塘315

三级熟化塘316

思考题316

参考文献318

第十章 废水生物处理装置的设计320

10-1 活性污泥（好氧悬浮生长）处理321

工艺设计需要考虑的问题321

工艺设计327

处理工艺及演变型式331

扩散空气曝气337

纯氧的发生343

曝气池及辅助设施的设计344

固体分离设施的设计347

操作问题356

10-2 曝气塘（好氧悬浮生长）处理358

工艺设计需要考虑的问题358

工艺设计362

固体分离365

生物滤池分类366

10-3 生物滤池（好氧附着生长）处理366

工艺设计367

实际处理设施的设计372

10-4 好氧合并处理工艺375

生物滤池与活性污泥法串联处理工艺375

活性污泥法与生物滤池串联处理工艺376

10-5 生物稳定塘376

生物稳定塘的分类377

稳定塘的适用范围377

工艺设计及分析378

固体分离384

实际处理设施的设计388

思考题389

参考文献391

第十一章 污泥处理和处置的装置设计394

特性395

来源395

11-2 固体和污泥的来源、特性和数量395

11-1 污泥处理流程395

数量401

11-3 污泥和浮渣的提升404

泵404

各种污泥所用的泵407

确定压头损失407

污泥管路409

11-4 初步操作409

污泥粉碎409

污泥除杂粒409

污泥混合410

污泥贮存411

11-5 浓缩412

浓缩设备的论述413

应用413

浓缩装置的设计416

11-6 稳定：化学法和热法417

氯氧化417

石灰稳定418

热处理418

11-7 稳定：污泥厌氧消化过程418

过程论述419

过程设计421

气体的产量、收集和利用426

消化池的搅拌427

消化池加热427

11-8 稳定：污泥好氧消化过程430

过程论述431

传统空气好氧消化431

纯氧好氧消化434

化学调理435

高温好氧消化435

11-9 调理435

淘洗436

热处理436

其他过程438

11-10 消毒438

巴氏灭菌439

长期贮存439

11-11 脱水439

真空过滤439

离心分离444

压滤机446

水平带式滤机446

污泥干化场449

污泥贮留池450

各种加热干化方案的选择451

11-12 加热干化451

理论451

控制空气污染和气味454

11-13 堆肥454

过程论述454

各种合并堆肥方案的选择454

11-14 热减缩455

过程的基本原理455

热减缩过程457

11-15 固体物料平衡的编制461

编制物料平衡的基准461

污泥处理装置的性能数据462

11-16 最后的污泥和固体的运输、贮存469

和处置469

运输方法469

污泥贮存472

最后处置473

思考题474

参考文献477

第十二章 废水的高级处理479

12-1 废水化学成分的影响479

12-2 单元操作及过程与处理流程480

分类480

工艺选择及处理流程的发展481

典型工艺性能数据481

12-3 氮的转化与去除484

氮的存在形态484

氮的来源485

控制氮的操作及工艺485

12-4 硝化485

硝化工艺485

硝化过程的化学计算487

过程分析（硝化）488

硝化工艺的应用495

12-5 脱氮及硝化－脱氮495

脱氮工艺495

脱氮过程的化学计算499

过程分析（脱氮）500

脱氮工艺的应用501

12-6 利用物理化学方法除氮503

氨解吸法503

转效点氯化507

离子交换法508

12-7 除磷510

磷的存在形态510

除磷操作及过程511

炭吸附法515

工艺比较515

12-8 难降解有机物的去除515

化学氧化法516

12-9 溶解无机物的去除516

化学沉淀516

离子交换法517

反渗透（超过滤）517

电渗析518

12-10 污染物的最终处置518

思考题519

参考文献520

第十三章 土地处理系统522

13-1 土地处理系统的发展情况522

过去的实践情况522

废水土地处理523

污泥的土地应用525

13-2 土地处理系统考虑的主要事项526

废水特性与处理机理526

植物527

公共卫生528

13-3 灌溉系统529

设计的目的530

场地选择530

应用前的处理531

气候和贮存531

负荷531

土地需要量533

作物的选择534

配水技术535

地下排水539

地表径流控制539

实例分析（美国密执安州马斯基根）540

13-4 快速渗滤系统544

设计的目的544

场地选择544

应用前的处理544

气候和贮存544

负荷545

配水技术546

应用周期547

地下水流的控制548

13-5 地表径流系统550

设计的目的550

场地选择550

应用前的预处理550

气候和贮存550

应用率551

土地的需要量552

斜坡地的特点552

作物选择552

配水技术552

径流收集553

13-6 其它系统553

湿地应用553

水产养殖555

13-7 污泥的土地应用556

设计的目的556

污泥特性556

场地选择557

市场条件558

操作方法558

应用率559

参考文献562

思考题562

第十四章 出水的处置与回用567

14-1 水污染的控制567

受纳水的标准567

排放标准568

标准的制定568

稀释法处置568

14-2 湖泊处置569

问题分析569

大湖中的分层570

14-3 河流处置571

河流的复氧作用571

河流的脱氧572

氧下垂模式的推导573

14-4 河口处置577

河流扩散器的设计577

河口数学分析578

确定涡流扩散系数579

14-5 海洋处置580

起始稀释度的计算581

扩散稀释582

衰减稀释583

排水口设计585

工业回用588

14-6 废水直接回用和间接回用588

城市回用588

农业回用589

娱乐场回用589

地下水回灌589

思考题589

参考文献591

附录593