\第1章 废水工程概论1
1-1 专有名词3
1-2 规定对废水工程的影响4
1-3 废水治理中，健康和环境的关系5
1-4 废水的特性7 改善分析技术7 改善废水特性描述的重要性8
1-5 废水处理8 处理方法8 现状9 新方向和新思虑10 废水处理的未来趋势13
1-6 废水的再生与回用14 现状14 新方向和新思虑14 技术的未来趋势14
1-7 生物固体及废渣治理15 现状15 新的方向和思虑15 生物固体处理的未来趋势16
参考文献16 第2章 废水中的组分18
2-1 废水组分20 废水中可见到的组分20 涉及废水处理的组分21
2-2 采样和分析程序22 采样22 分析方法23 物理和化学参数的测量单位24 几个有关的化学关系式25
2-3 物理特性29 固体29 颗粒大小的分布33 浊度35 色度36 吸收／透射率36 温度37 电导率39 密度、相对密度和重度39
2-4 无机非金属组分40 pH40 氯化物41 碱度41 氮41 磷44 硫44 气体45 气味49
2-5 金属组分53 金属的重要性53 金属的来源54 采样和分析方法54 在一般排放的出水中对金属的限制55
2-6 聚集的有机组分55 有机物的测量56 生化需氧量(BOD)56 总化学需氧量和可溶性化学需氧量(COD和SCOD)64 总有机碳和溶解有机碳(TOC和DTOC)65 紫外线吸收的有机组分66 理论需氧量(ThOD)67 BOD、COD和TOC之间的关系67 油和脂68 表面活性剂69
2-7 单个有机化合物69 重点污染物69 单个有机化合物的分析70 挥发性有机化合物(VOCs)71 消毒的副产物71 农药和农用化学药剂71 新出现的有机化合物71
2-8 生物特性73 地表水和废水中的微生物73 病原生物76 生物指示物的作用80 细菌的计数与鉴别83 病毒的计数与鉴别89 聚合酶的链反应(PCR)91 微生物分类方法的发展91 新的和再次出现的微生物91
2-9 毒性试验92 毒性术语93 毒性试验93 毒性试验结果的分析94 毒性试验结果的应用95 毒性成分的鉴定96
思考题98
参考文献104 第3章 废水流量与组分负荷的分析及选择108
3-1 废水流的组分109
3-2 废水的来源及流量109 生活污水的来源及流量109 减少室内用水和废水流量的对策113 发展中国家的用水量114 工业(非生活)废水的来源及流量115 渗流和流入115 废水收集系统的渗漏118 合流制收集系统的流量119
3-3 废水流量、组分浓度和质量负荷的统计分析120 常用统计参数120 数据的图解分析方法121
3-4 废水流量数据的分析126 术语定义126 废水流量的变化126 废水流量系数127
3-5 废水组分质量负荷数据分析127 废水组分的浓度128 组分浓度的变化132 流量-组分加权平均浓度135 质量负荷的计算137 质量负荷变化对处理厂操作性能的影响139
3-6 废水设计流量和质量负荷的选择140 设计流量141 设计质量负荷145
思考题145
参考文献150 第4章 过程分析与选择导则152
4-1 废水处理反应器155 反应器型式155 反应器的应用156 反应器的水力特性157 4-2 物料衡算分析158 物料衡算原理158 物料衡算的准备159 物料衡算分析的应用160 稳态的简化161 4-3 反应器中的模拟理想流动161 完全混合反应器中的理想流动161 平推流反应器中的理想流动162 4-4 用示踪剂分析反应器中的非理想流动164 导致反应器中非理想流动的因素164 示踪剂分析的必要性165 示踪剂的类型165 示踪剂试验的方法166 示踪剂响应曲线的分析167 示踪剂测量结果的经验判断173 4-5 反应器中模拟的非理想流动175 分子扩散、湍流扩散和分散之间的区别175 带轴向分散的平推流反应器176 串联完全混合反应器180 4-6 反应、反应速率和反应速率常数183 反应类型183 反应速率184 反应级数185 速率表达式的类型185 用于环境模拟的速率表达式186 温度对反应速率常数的影响188 反应速率常数的分析188 4-7 模拟处理过程动力学191 带有反应的间歇反应器192 带有反应的全混反应器192 带有反应的串联完全混合反应器193 带有反应的理想平推流反应器195 带有反应的完全混合反应器和平推流反应器的比较196 带有延迟反应的理想平推流反应器197 带有轴向分散和反应的平推流反应器199 其他反应器的流态和反应器的组合201 4-8 有质量传递的处理过程202 传质的基本原理202 气-液间的传质203 液-固间的传质209 4-9 过程选择导则212 过程选择的重要因素212 以反应动力学为基础的过程选择213 以传质为基础的过程选择214 以负荷标准为基础的过程设计214 实验室试验和中间试验214 过程选择中可靠性的考虑216 思考题216 参考文献220 第5章 物理处理单元操作222
5-1 筛滤225 筛网的类型225 粗筛（格栅）226 细筛230 微筛234 筛余物的特性和数量235 5-2 粗固体的缩减量237 粉碎机237 破碎机237 磨碎机238 设计需要考虑的事项238 5-3 调节流量239 论述与应用239 设计需要考虑的事项240 5-4 混合和絮凝246 废水处理中的连续快速混合247 废水处理中的连续混合247 混合和絮凝的能量消耗248 混合时间250 废水处理中快速混合所用的混合器类型250 废水处理中絮凝所用的混合器类型256 废水处理中连续混合所用的混合器类型258 混合技术的新发展259 5-5 重力分离理论259 论述260 颗粒沉降理论260 离散颗粒沉降264 絮状颗粒沉降267 斜板和斜管沉降268 受阻沉降（区域沉降）271 压缩沉降275 加速流场中的重力分离275 5-6 除砂276 沉砂池的类型276 平流沉砂池276 曝气沉砂池277 涡流沉砂池282 固体（污泥）除砂283 砂粒的特性、数量、处理和处置284 5-7 初次沉淀285 论述285 沉淀池性能290 设计需要考虑的事项293 固体（污泥）和浮渣的特性及数量295 5-8 高速澄清296 加速颗粒絮凝296 压载颗粒絮凝和沉淀的分析296 工艺应用298 5-9 用于合流制废水和雨水的大型旋流和涡流分离器300 5-10 浮选301 论述301 溶气浮选系统设计需要考虑的事项303 5-11 传氧306 论述306 传氧系数的评定306 5-12 曝气系统309 曝气系统的类型310 扩散空气曝气310 机械曝气器320 曝气系统中混合需要的能量323 高纯氧的产生和溶解323 后曝气326 5-13 曝气去除挥发性有机化合物（VOCs) 329 VOCs的排放329 VOCs的传质速率329 表面和扩散空气曝气过程中的VOCs的传质331 VOCs的控制方法334
思考题337
参考文献340 第6章 化学单元过程343
6-1 化学单元过程在废水处理中的作用345 化学单元过程的应用345 采用化学单元过程需考虑的事项346 6-2 化学混凝基本原理346 基本定义347 废水中颗粒的特性347 表面电荷的形成与测量348 颗粒-颗粒间的相互作用349 用电位确定离子和电解质使颗粒脱稳350 用聚电解质使颗粒脱稳、聚集351 用水解金属离子使颗粒脱稳并去除352 6-3 化学沉淀对提高装置性能的作用356 废水沉淀作用中的化学反应357 提高悬浮固体在初次沉淀阶段的去除效果359 单独的物理-化学处理359 化学沉淀污泥量的计算360 6-4 化学沉淀除磷362 磷酸盐沉淀的化学362 除磷的对策364 用金属盐和聚合物除磷364 用石灰除磷366 出水的过滤除磷368 化学除磷过程的比较368 磷沉淀的污泥量计算369 6-5 化学沉淀法去除重金属和溶解无机盐371 沉淀反应371 与磷的共沉淀373 6-6 化学氧化374 化学氧化的基本原理374 应用377 BOD和COD的化学氧化378 氨的化学氧化378 6-7 化学中和、垢的控制和稳定380 pH的调节380 对结垢可能性的分析381 结垢的控制384 稳定处理384 6-8 化学药剂的贮存、加药、管道和控制系统385 化学药剂的贮存和装卸385 干式化学药剂加药系统386 液体化学药剂加药系统389 气体化学药剂加药系统390 化学药剂的初期混合390
思考题392
参考文献392 第7章 废水生物处理基础394
7-1 废水生物处理概述397 生物处理的目标397 一些有用的定义397 微生物在废水处理中的作用397 废水生物处理工艺的类型399 7-2 微生物的组成及分类402 细胞结构402 细胞成分404 环境因素405 微生物的鉴定与分类405 分子工具的使用407 7-3 微生物的新陈代谢408 微生物生长的碳源和能源409 营养与生长因子的要求409 7-4 细菌生长和动力学410 细菌繁殖410 间歇式反应器中细菌的生长模式410 细菌生长和生物体产量411 生物体生长的计量411 生物体产量及需氧量的化学计算411 由生物能学估算生物体产量414 生物反应的化学计算419 不同生长条件下生物体的合成产量420 观测产量与合成产量420 7-5 微生物生长动力学421 微生物生长动力学术语421 可溶性基质的利用速率421 可溶性基质利用速率的其他表达式422 可生物降解颗粒有机物产生可溶性基质的速率423 利用可溶性基质的生物体生长速率423 基质利用和生物体生长动力学系数424 氧的吸收速率424 温度的影响424 总挥发性悬浮固体与活性生物体425 净生物体产量与观测固体产量425 7-6 悬浮生长处理工艺模型427 悬浮生长处理工艺描述427 生物体物料平衡427 基质物料平衡429 混合液固体浓度与固体产量430 观测产量431 需氧量432 设计和操作的参数434 工艺性能及稳定性435 平推流式反应器模型436 7-7 附着生长处理工艺中基质的去除437 生物膜基质通量438 生物膜的基质物料平衡439 基质通量限制440 7-8 好氧生物氧化441 工艺描述441 微生物学441 好氧生物氧化的化学计算442 生长动力学443 环境因素443 7-9 生物硝化443 工艺描述444 微生物学444 生物硝化反应的化学计量445 生长动力学446 环境因素447 7-10 生物脱氮448 工艺描述448 微生物学449 生物脱氮的化学计算450 生长动力学452 环境因素453 7-11 生物除磷454 工艺描述454 微生物学455 生物除磷的化学计算456 生长动力学457 环境因素457 7-12 厌氧发酵及厌氧氧化458 工艺描述459 微生物学460 厌氧发酵及氧化过程的化学计算461 生长动力学462 环境因素462 7-13 难处理毒性有机化合物的生物去除463 生物处理方法的演变463 厌氧降解464 好氧生物降解464 非生物损失465 生物损失与非生物损失的模型化466 7-14 重金属的生物去除468 思考题469 参考文献476 第8章 悬浮生长生物处理过程480
8-1 活性污泥法导论482 历史发展进程482 基本过程介绍482 活性污泥法的演变483 近期的过程发展484 8-2 废水特性表征485 过程设计的关键废水组分486 废水特性表征的计量方法489 回流和负荷492 8-3 过程分析及控制的基础493 过程设计需要考虑的事项493 过程控制501 操作问题505 活性污泥选择池过程509 8-4 BOD去除及硝化过程511 过程设计需要考虑的事项512 完全混合活性污泥过程513 序批法524 阶段式活性污泥法533 BOD去除及硝化的比较过程536 过程设计参数542 过程选择需要考虑的事项543 8-5 生物除氮过程544 生物除氮过程综述544 单污泥生物除氮过程544 过程设计需要考虑的事项546 缺氧／好氧过程设计551 阶段进水缺氧／好氧过程设计555 间歇曝气过程设计562 后缺氧内源反硝化565 序批式反应池过程分析565 有外来碳源的后缺氧反硝化568 厌氧消化回流液的除氮570 生物除氮过程的比较做法571 过程设计参数576 过程选择需要考虑的事项576 8-6 生物除磷法578 生物除磷过程578 过程设计需要考虑的事项580 过程控制581 固体分离设施582 改进生物除磷系统除磷效率的方法582 生物除磷过程性能583 生物除磷的比较过程585 过程设计参数588 过程选择需要考虑的事项588 8-7 活性污泥过程物理设施的选择和设计589 曝气系统589 曝气池及其附属设施589 固体分离592 固体分离设施的设计601 8-8 悬浮生长曝气塘607 悬浮生长曝气塘的类型607 穿流塘的过程设计需要考虑的事项608 双能源穿流塘系统615 8-9 带膜分离的生物处理616 膜生物反应器综述616 过程说明616 膜污染控制618 过程能力618 8-10 模拟设计模型619 模型矩阵格式、分量和反应621 模型应用622 思考题623 参考文献633 第9章 附着生长生物处理工艺和联合的生物处理工艺638
9-1 历史过程639
附着生长工艺的演变过程639
传质极限640 9-2 生物滤池640
生物滤池的分类及其应用642
机械结构设施的设计645
工艺设计需要考虑的事项655
硝化的设计665 9-3 生物转盘670
工艺设计需要考虑的事项672
生物转盘工艺的机械结构设施674
生物转盘工艺的设计675 9-4 联合的好氧处理工艺678
生物滤池-固定接触（联合处理工艺）和生物滤池-活性污泥联合处理工艺678
活性生物滤池工艺和生物滤池-活性污泥联合处理工艺680
生物滤池-活性污泥法串联处理工艺681
生物滤池-活性污泥法联合处理工艺系统设计需要考虑的事项682 9-5 有固定膜填料的活性污泥工艺687
池内有悬浮填料供附着生长用的工艺687
池内有固定填料供附着生长用的工艺690 9-6 淹没式附着生长工艺691
降流淹没式附着生长工艺692
升流淹没式附着生长工艺692
流化床生物反应器（FBBR) 694 9-7 附着生长脱氮工艺695
降流式填充床后缺氧脱氮工艺695
升流式填充床后缺氧脱氮反应器699
后缺氧脱氮用的流化床反应器699
淹没式生物转盘700
附着生长预缺氧脱氮工艺700 思考题701 参考文献706 第10章 厌氧悬浮和附着生长生物处理工艺710
10-1 厌氧处理的基本原理711 厌氧处理工艺的优点711 厌氧处理工艺的缺点712 总的评价712 10-2 厌氧处理工艺设计一般需考虑的事项713 废水特性713 固体停留时间716 预期甲烷气产量716 需要的处理效率717 硫化物产物718 氨的毒性719 液-固分离720 10-3 厌氧悬浮生长工艺720 完全混合工艺720 厌氧接触工艺721 厌氧序批式反应器721 厌氧悬浮生长工艺的设计722 10-4 厌氧污泥层工艺726 升流式污泥层反应器工艺726 UASB工艺设计需要考虑的事项728 厌氧隔板反应器735 厌氧移动层反应器736 10-5 附着生长厌氧工艺736 升流式填充床附着生长反应器737 升流式附着生长厌氧膨胀床反应器738 附着生长厌氧流化床反应器738 降流式附着生长工艺740 10-6 其他厌氧处理工艺740 加盖厌氧塘工艺740 膜分离厌氧处理工艺742
思考题743
参考文献746 第11章 废水高级处理749
11-1 废水高级处理的必要性 751 11-2 废水高级处理技术751 处理后废水中的残余组分752 技术分类752 有机及无机胶体物和悬浮固体的去除754 溶解有机组分的去除755 溶解无机组分的去除755 生物组分的去除755 工艺选择及性能数据 755 11-3 深床过滤755 过滤过程的描述756 过滤器水力学 760 过滤过程分析765 11-4 深床过滤器选型及设计773 实用过滤技术 774 不同类型过滤技术的工艺性能
781 与处理设施设计及操作有关的问题 782 过滤器进水的重要特性782 过滤技术的选择783 滤床特性785 过滤器的流量控制 788 过滤器反洗系统 789 过滤器的辅助设施 791 过滤器常用仪表及控制系统 793 二级出水加药过滤793 过滤器运行中常见的问题 794 中间试验研究的必要性795 11-5 表面过滤 796 转盘过滤器796 滤布转盘过滤器797 性能特征799 11-6 膜过滤工艺 799 膜工艺术语800 膜工艺分类801 膜的构型802 膜工艺的操作805 膜的污染 809 膜的应用812 电渗析818 膜法中间试验应用研究
821 浓缩废水的处置 822 11-7 吸附823 吸附剂的种类824 吸附的理论基础824 活性炭吸附动力学 829 活性炭处理工艺的应用 831 颗粒活性炭接触器的分析与设计 833 小型活性炭柱实验 836 粉末活性炭接触器的分析与设计
838 活性污泥与粉末活性炭处理839 11-8 汽提
840 汽提分析840 汽提塔的设计849 汽提工艺的应用852 11-9 离子交换854 离子交换材料855 典型的离子交换反应855 离子交换树脂的交换容量856 离子交换化学857 离子交换的应用860 操作865 11-10 高级氧化工艺865 高级氧化理论865 用于生产游离羟基（HO·）的技术866 高级氧化工艺的应用868 高级氧化工艺的操作问题869 11-11 蒸馏869 蒸馏工艺技术869 废水回收工艺性能的预期871 蒸馏工艺操作问题871 浓缩废物的处置871
思考题 871
参考文献877 第12章 消毒过程881
12-1 废水消毒的法规要求883 12-2 消毒理论883 理想消毒剂的特性883 消毒方法和手段883 消毒剂的机理885 影响消毒剂作用的因素885 12-3 氯消毒891 氯化物特性891 氯化物化学893 氯的折点反应895 消毒过程变数的计量和报道898 氯及各种氯化物的杀菌效率898 影响氯消毒效率的因素900 氯消毒过程的模拟903 CRt概念的述评905 消毒所需的加氯剂量906 消毒副产物的形成和控制907 环境影响909 12-4 二氧化氯消毒910 二氧化氯的特性910 二氧化氯化学910 二氧化氯作为消毒剂的有效性911 副产物的形成和控制911 环境影响911 12-5 脱氯911 脱氯的需要912 对用氯和氯化物处理的废水进行脱氯912 用二氧化硫脱二氧化氯913 12-6 加氯和脱氯设施的设计914 加氯设施尺寸计算914 投药流程图916 剂量控制918 注入及初始搅拌918 氯接触池设计919 余氯计量927 贮氯设施927 氯的防护设施928 脱氯设施928 12-7 臭氧消毒929 臭氧性质929 臭氧化学930 臭氧消毒系统的组成930 臭氧作为消毒剂的有效性932 臭氧消毒过程的模型932 臭氧消毒所需剂量934 副产物的形成和控制934 应用臭氧的环境影响935 应用臭氧的其他好处935 12-8 其他化学消毒法935 过乙酸935 臭氧／过氧化氢(过氧化酮)936 综合化学消毒过程936 12-9 紫外（UV）照射消毒937 UV照射的光源937 UV消毒系统的组成和布置939 UV照射杀菌的有效性941 UV消毒过程的模拟945 UV剂量的估算946 UV消毒指南950 UV消毒系统的选定和规格计算955 UV消毒系统的故障排除957 UV照射消毒的环境影响959 12-10 各种消毒技术的比较960 杀菌有效性960 优点和缺点960
思考题961
参考文献966 第13章 水的回用970
13-1 废水的再生与回用：引言972 术语的定义972 水的循环在水文循环中的作用973 历史观点973 废水回用的应用975 水回用的必要性978 13-2 水回用的公共卫生与环境问题979 再生水中的组分979 公共卫生问题980 环境问题980 水回用指南在美国的演变980 其他国家的水再生准则985 需要处理到什么程度？985 13-3 风险评估的介绍986 风险评估986 风险管理990 生态风险评估990 水回用的风险评估991 水回用风险评估的不足992 13-4 水再生技术993 组分去除技术993 水再生的传统废水处理过程流程图993 废水高级处理过程流程图996 对再生水过程性能的期望998 处理过程组合性能的预测1001 处理过程的可靠性1003 13-5 再生水的贮存1003 贮存的必要性1003 符合排放的水质要求1004 蓄水库的运行1005 再生水贮存的问题1007 敞开式和封闭式水库的管理对策1008 13-6 农业和景观的灌溉1010 对灌溉水水质的评价1010 其他问题1016 13-7 工业水的回用1018 工业水的利用1018 冷却塔补充水1018 冷却塔中水和盐的平衡1019 冷却塔系统中常见的水质问题1021 13-8 用再生水回灌地下水1024 地下水回灌的方法1025 地下水回灌的预处理要求1027 地下水污染物的最终结局1028 地下水回灌指南1029 13-9 有计划的间接和直接回用于饮用水1031 有计划的间接回用于饮用水1031 有计划的直接回用于饮用水1031 有计划的饮用水回用准则1032 水回用的最终目标是什么?1032 13-10 废水再生和回用的策划1032 策划的基础1033 市场评估1033 金融分析1034 其他的策划因素1034 策划报告1035 13-11 水回用问题的结论1035
思考题1036
参考文献1038 第14章 固体和生物固体的处理,回用和处置1041
14-1 固体的来源、特性和数量1045 来源1045 特性1046 数量1048 14-2 美国对固体回用和处置的规定1051 土地应用1052 地表处置1052 减少病原体和吸引媒介动物1052 焚烧1054 14-3 固体处理流程1054 14-4 污泥和浮渣提升1056 泵1056 确定压头损失1061 污泥管路1066 14-5 初步操作1066 粉碎1067 筛分1067 除杂粒1067 混合1068 贮存1069 14-6 浓缩1071 应用1071 浓缩设备的论述和设计1071 14-7 稳定的介绍1079 14-8 碱性稳定1080 石灰稳定的化学反应1080 产生热量1081 碱性稳定过程的应用1081 14-9 厌氧消化1084 过程基础1084 中温厌氧消化过程的论述1085 中温厌氧消化的过程设计1087 池体设计和搅拌系统的选择1091 提高固体负荷和消化池效能的方法1096 气体的产量，收集和利用1096 消化池加热1098 高温厌氧消化池1102 两阶段厌氧消化1102 14-10 好氧消化1104 过程概述1104 传统空气好氧消化1105 双重消化1110 自热高温好氧消化(ATAD)1110 高纯氧消化1113 14-11 堆肥1113 过程微生物学1114 过程概述1114 设计需要考虑的事项1116 与城市固体废物合并堆肥1119 公共卫生和环境论点1119 14-12 调理1120 化学调理1120 其他调理方法1121 14-13 脱水1122 离心分离1123 带式压滤机1126 压滤机1127 污泥干化场1130 芦苇场1136 贮泥池1137 14-14 加热干化1137 传热方法1137 过程概述1138 产物特性1141 产物运输和贮存1141 防火和防爆1142 空气污染和控制气味1142 14-15 焚烧1142 完全燃烧的基本观点1143 多层床焚烧1144 流化床焚烧1146 与城市固体废物共同焚烧1147 空气污染控制1147 14-16 固体物料平衡1147 固体物料平衡的编制1147 固体处理装置的效能数据1148 回流和负荷的影响1149 14-17 生物固体用于土地1159 场地评价和选择1159 美国环保局对生物固体有效利用和处置的条例1160 设计负荷率1162 应用方法1165 应用于专用土地1166 填埋1167 14-18 生物固体的运输和贮存1168 运输方法1168 贮存1168
思考题1169
参考文献1173 第15章 有关处理厂运行的若干问题1176
15-1 处理厂运行挖潜的需要1177 满足当前和将来的需求1177 满足更加严格的排放要求1177 废水处理厂的排放限值1178 15-2 处理过程的可靠性和设计值的选择1178 废水处理的变异性1178 为满足排放限值而选择的过程设计参数1181 组合过程的运行1185 输入输出数据的推导1187 15-3 除臭1187 臭气类型1187 臭气来源1188 废水处理设施排出臭气的运动1190 除臭对策1190 臭气处理方法1195 除臭设施的选择和设计1199 化学洗涤器设计需要考虑的事项1200 除臭生物滤池的设计需要考虑的事项1201 15-4 过程自动控制的介绍1206 过程的扰动1206 废水处理厂的控制系统1207 控制算法1209 过程控制图解1216 自动控制系统单元的描述1216 15-5 废水处理的能效1223 废水处理中用电综述1223 增进能效的措施1225 15-6 废水处理厂性能的挖潜1226 过程优化1227 现有废水处理设施的挖潜1229 15-7 新建废水处理厂设计需要重点考虑的事项1234 液流的过程设计需要考虑的事项1235 固体加工过程设计需要考虑的事项1235 除臭1236
思考题1236
参考文献1238 附录A 换算系数1241 附录B 部分气体的物理特性和空气组分1247 附录C 水的物理特性1249 附录D 水的溶解氧浓度是含盐量和大气压的函数1251 附录E MPN表及其应用1254 附录F 碳酸盐平衡1257 附录G 管道内流量分析摩台图1260\
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