水與廢水物化處理的原理與工藝

內(nèi)容概要

　　《水與廢水物化處理的原理與工藝》系統(tǒng)論述了水處理的各種物理方法和化學方法的原理、基本計算、處理工藝和技術(shù)發(fā)展。在課程內(nèi)容體系上，《水與廢水物化處理的原理與工藝》以技術(shù)原理為主線，打破按處理對象（給水、廢水）劃分的傳統(tǒng)課程體系，便于教學，避免重復?！端c廢水物化處理的原理與工藝》突出基本理論、技術(shù)原理和工藝發(fā)展，充分反映了水處理的新技術(shù)、新工藝，與當前我國水污染控制任務和技術(shù)發(fā)展緊密結(jié)合?！端c廢水物化處理的原理與工藝》是清華大學建設國家級精品課程《水處理工程》系列課程的重要教學成果，是一本高質(zhì)量的環(huán)境工程和給水排水工程專業(yè)本科生專業(yè)課程教材。

書籍目錄

第1章 水質(zhì)與水質(zhì)標準1 1.1 水質(zhì)指標1 1.1.1 物理指標1 1.1.2 化學指標3 1.2 天然水源水和廢水的性質(zhì)5 1.2.1 天然水源水的性質(zhì)5 1.2.2 廢水水質(zhì)6 1.3 水質(zhì)標準10 1.3.1 生活飲用水水質(zhì)標準10 1.3.2 工業(yè)用水水質(zhì)標準17 1.3.3 水環(huán)境質(zhì)量標準17 1.3.4 水污染物排放標準20 習題30 第2章 水處理的基本方法與工藝32 2.1 水處理的基本方法32 2.2 水處理的基本工藝33 2.2.1 給水處理工藝33 2.2.2 廢水處理工藝37 習題41 第3章 初步處理43 3.1 格柵43 3.1.1 格柵分類43 3.1.2 格柵設置50 3.1.3 柵渣52 3.2 篩網(wǎng)52 3.2.1 作用與設置52 3.2.2 篩網(wǎng)設備53 3.3 沉砂56 3.3.1 概述56 3.3.2 沉砂池57 3.4 均化59 3.4.1 分類60 3.4.2 設置位置60 3.4.3 調(diào)節(jié)池容積計算61 習題61 第4章 混凝63 4.1 膠體的特性與結(jié)構(gòu)63 4.1.1 膠體的特性63 4.1.2 膠體的結(jié)構(gòu)64 4.1.3 膠體的穩(wěn)定性67 4.1.4 膠體的凝聚68 4.2 水的混凝機理與過程69 4.2.1 鋁鹽在水中的化學反應69 4.2.2 水的混凝機理70 4.3 混凝劑與助凝劑76 4.3.1 混凝劑76 4.3.2 助凝劑80 4.4 混凝動力學81 4.4.1 碰撞速率與混凝速率81 4.4.2 速度梯度的計算83 4.4.3 混凝控制指標85 4.5 混凝影響因素86 4.5.1 水溫86 4.5.2 水的ph值和堿度86 4.5.3 水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度87 4.5.4 混凝試驗88 4.6 混凝設備88 4.6.1 混凝劑的配制與投配88 4.6.2 混合設備90 4.6.3 絮凝反應設備91 4.7 混凝的應用97 4.7.1 給水處理97 4.7.2 廢水處理98 習題99 第5章 沉淀與澄清102 5.1 沉淀原理與分類102 5.2 顆粒的沉淀特性103 5.2.1 自由沉淀103 5.2.2 絮凝沉淀108 5.2.3 擁擠沉淀110 5.3 沉淀池的顆粒去除特性113 5.3.1 理想沉淀池工作模型113 5.3.2 影響沉淀池沉淀效果的因素114 5.4 沉淀池116 5.4.1 平流式沉淀池116 5.4.2 豎流式沉淀池124 5.4.3 輻流式沉淀池128 5.4.4 斜板（管）沉淀池130 5.5 隔油池136 5.5.1 隔油池分離對象136 5.5.2 隔油池的形式與構(gòu)造137 5.6 澄清池138 5.6.1 澄清池的特點與類型138 5.6.2 澄清池的構(gòu)造與運行139 習題141 第6章 氣浮144 6.1 氣浮的理論基礎144 6.1.1 氣浮過程與去除對象144 6.1.2 懸浮物與氣泡的附著條件144 6.1.3 氣泡的分散度和穩(wěn)定性146 6.1.4 乳化現(xiàn)象與脫乳147 6.2 加壓溶氣氣浮法148 6.2.1 加壓溶氣氣浮法的工藝組成及特點148 6.2.2 加壓溶氣氣浮法的主要設備構(gòu)成150 6.2.3 加壓溶氣氣浮法的工藝計算155 6.3 其他氣浮法158 6.3.1 電解氣浮法158 6.3.2 散氣氣浮法159 6.4 氣浮法的應用160 6.4.1 氣浮法在廢水處理中的應用160 6.4.2 氣浮法在給水處理中的應用161 習題162 第7章 過濾164 7.1 過濾的基本概念164 7.1.1 過濾概述164 7.1.2 快速過濾的機理164 7.1.3 過濾在水處理中的應用166 7.2 快濾池的結(jié)構(gòu)與工作過程166 7.2.1 普通快濾池的結(jié)構(gòu)166 7.2.2 快濾池的工作過程與周期167 7.2.3 濾池的水頭損失168 7.2.4 濾池的過濾方式171 7.2.5 濾層內(nèi)雜質(zhì)分布情況173 7.3 濾料及承托層174 7.3.1 濾料174 7.3.2 承托層178 7.4 配水系統(tǒng)與濾池沖洗179 7.4.1 濾池配水系統(tǒng)179 7.4.2 濾池的沖洗方式184 7.4.3 影響濾池沖洗的有關因素185 7.4.4 濾池沖洗水的排除與供給189 7.5 普通快濾池設計計算192 7.5.1 濾速選擇與濾池總面積計算192 7.5.2 單池面積和濾池深度193 7.5.3 管廊布置194 7.6 其他過濾設備195 7.6.1 虹吸濾池195 7.6.2 重力式無閥濾池198 7.6.3 移動罩濾池199 7.6.4 v型濾池202 7.6.5 壓力濾池204 習題204 第8章 消毒207 8.1 消毒概論207 8.1.1 消毒目的207 8.1.2 消毒方法207 8.1.3 消毒劑投加點209 8.1.4 消毒機理210 8.1.5 消毒影響因素211 8.2 氯消毒217 8.2.1 氯消毒的化學反應217 8.2.2 加氯量219 8.2.3 氯消毒工藝221 8.2.4 加氯設備223 8.3 二氧化氯消毒226 8.3.1 二氧化氯消毒要求226 8.3.2 二氧化氯制備227 8.3.3 二氧化氯的投加229 8.4 紫外線消毒229 8.4.1 紫外線消毒原理230 8.4.2 紫外線消毒裝置231 8.4.3 紫外線消毒設計233 8.5 消毒副產(chǎn)物237 8.5.1 消毒副產(chǎn)物的種類和控制標準237 8.5.2 消毒副產(chǎn)物的控制措施239 8.6 管網(wǎng)水二次污染控制240 8.6.1 飲用水生物穩(wěn)定性的概念240 8.6.2 生物穩(wěn)定性的評價指標及方法241 8.6.3 細菌再生長的影響因素和控制對策241 習題242 第9章 離子交換245 9.1 軟化與除鹽概述245 9.1.1 軟化與除鹽的目的與基本處理方法245 9.1.2 水中常見溶解離子與軟化除鹽濃度表示方法245 9.2 離子交換劑與離子交換原理249 9.2.1 離子交換樹脂249 9.2.2 離子交換反應特性252 9.2.3 離子交換軟化除鹽基本原理254 9.3 離子交換法軟化除鹽工藝256 9.3.1 軟化工藝流程256 9.3.2 除鹽工藝流程258 9.4 離子交換法軟化除鹽設備260 9.4.1 離子交換器260 9.4.2 再生液系統(tǒng)263 9.4.3 除二氧化碳器265 9.5 離子交換法處理工業(yè)廢水266 9.5.1 離子交換法處理工業(yè)廢水的特點266 9.5.2 離子交換法處理工業(yè)廢水的應用267 習題268 第10章 膜分離271 10.1 概述271 10.1.1 膜的定義和分類271 10.1.2 膜分離過程的定義和分類271 10.1.3 膜分離特點273 10.1.4 膜分離的表征參數(shù)273 10.1.5 膜組件型式274 10.2 電滲析275 10.2.1 電滲析的原理與過程275 10.2.2 離子交換膜及其作用機理277 10.2.3 電滲析器的構(gòu)造與組裝279 10.2.4 濃差極化與極限電流密度282 10.2.5 電滲析器工藝設計與計算283 10.2.6 電滲析的應用286 10.3 擴散滲析287 10.3.1 擴散滲析的原理287 10.3.2 擴散滲析的應用288 10.4 反滲透與納濾289 10.4.1 滲透壓和反滲透原理289 10.4.2 反滲透膜與膜組件292 10.4.3 反滲透工藝設計與計算295 10.4.4 反滲透膜污染及其防治297 10.4.5 反滲透和納濾膜的應用299 10.5 超濾與微濾304 10.5.1 超濾與微濾分離原理304 10.5.2 超濾與微濾膜304 10.5.3 超濾與微濾膜的操作工藝305 10.5.4 超濾與微濾膜的應用309 習題311 第11章 氧化還原313 11.1 概述313 11.1.1 氧化還原基礎313 11.1.2 氧化還原法分類317 11.2 空氣氧化317 11.2.1 空氣氧化的特點317 11.2.2 空氣氧化除鐵和錳318 11.2.3 空氣氧化除硫319 11.3 氯氧化320 11.3.1 氯氧化的特點320 11.3.2 含氰廢水處理321 11.3.3 含硫廢水處理323 11.3.4 含酚廢水處理323 11.4 臭氧氧化323 11.4.1 臭氧的理化性質(zhì)323 11.4.2 臭氧制備324 11.4.3 臭氧接觸反應器327 11.4.4 臭氧在水處理中的應用329 11.5 光化學氧化與光化學催化氧化331 11.5.1 概述331 11.5.2 光化學氧化331 11.5.3 均相光催化氧化337 11.5.4 非均相光催化氧化338 11.6 濕式氧化與催化濕式氧化342 11.6.1 概述342 11.6.2 濕式氧化法343 11.6.3 催化濕式氧化347 11.6.4 超臨界水氧化法348 11.7 化學還原353 11.7.1 還原法除鉻353 11.7.2 還原法除汞355 11.7.3 還原法除銅356 11.8 電解357 11.8.1 概述357 11.8.2 電解槽構(gòu)造359 11.8.3 電解法在水處理中的應用360 習題363 第12章 活性炭吸附364 12.1 活性炭吸附原理364 12.1.1 活性炭的制造與規(guī)格364 12.1.2 可以被活性炭吸附的物質(zhì)366 12.1.3 活性炭吸附的影響因素366 12.1.4 吸附容量與吸附等溫線367 12.2 粉末活性炭預處理與應急處理370 12.2.1 應用工藝370 12.2.2 投加點與投加量370 12.2.3 投加設備371 12.3 顆粒活性炭處理371 12.3.1 應用工藝371 12.3.2 處理設備373 12.3.3 活性炭再生375 習題377 第13章 其他物化處理方法379 13.1 離心分離379 13.1.1 原理379 13.1.2 懸浮顆粒離心分離徑向運動速度380 13.1.3 設備381 13.2 中和384 13.2.1 酸性廢水與堿性廢水384 13.2.2 酸性廢水中和方法384 13.2.3 堿性廢水中和方法386 13.3 吹脫386 13.3.1 原理386 13.3.2 吹脫設備387 13.3.3 影響因素388 13.3.4 吹脫尾氣的最終處置389 13.4 化學沉淀389 13.4.1 基本原理389 13.4.2 化學沉淀方法391 13.5 其他395 13.5.1 萃取395 13.5.2 磁分離技術(shù)397 13.5.3 超聲波技術(shù)398 習題399 第14章 循環(huán)水的冷卻與處理401 14.1 水的冷卻401 14.1.1 冷卻構(gòu)筑物類型401 14.1.2 濕式冷卻塔的工作原理及構(gòu)造404 14.1.3 干式冷卻塔的工作原理及構(gòu)造414 14.1.4 水冷卻的原理及冷卻塔熱力計算的基本方法416 14.1.5 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設計431 14.2 循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理435 14.2.1 循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點和處理要求435 14.2.2 循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理439 14.2.3 循環(huán)冷卻水的水量損失與補充447 習題451 參考文獻452

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：1.1 水質(zhì)指標水質(zhì)是指水與水中雜質(zhì)或污染物共同表現(xiàn)的綜合特性。水質(zhì)指標表示水中特定雜質(zhì)或污染物的種類和數(shù)量，是判斷水質(zhì)好壞、污染程度的具體衡量尺度。為了滿足水的特定目的或用途，對水中所含雜質(zhì)或污染物的種類與濃度的限制和要求即為水質(zhì)標準。水質(zhì)指標及其測定方法在環(huán)境監(jiān)測或水質(zhì)監(jiān)測類的課程中已有詳細論述，本書中僅對常用的水質(zhì)指標及其分類、主要項目和含義做簡要闡述。1.1.1 物理指標水的物理指標主要有水溫、渾濁度、懸浮物、臭和味、色度、電導率等。其中，前五項可以歸于水的感觀性狀類指標。對于水處理與水污染控制，物理指標中較為重要的是以下指標。1.水溫溫度是水的一個重要指標，水的許多物理性質(zhì)、水中進行的化學反應和生物反應等都與溫度有密切關系，例如水中飽和溶解氧的含量、水的粘度、水中碳酸鹽的平衡、化學反應與生物反應的速度等。對于水溫過高的含熱工業(yè)廢水，直接排放將可能產(chǎn)生水環(huán)境的熱污染問題，對水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，應采取適當?shù)臒嵛廴痉乐勾胧?，例如提高熱能利用率，改進冷卻方式以提高冷卻效果，充分利用余熱等。水溫過高的丁業(yè)污水對污水生物處理也有不利影響，應在處理前采取冷卻降溫措施，把水溫降至適宜的溫度范圍內(nèi)。2.渾濁度渾濁度簡稱濁度，表示水中含有膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)（較小顆粒的懸浮物）的雜質(zhì)引起水的渾濁的程度。濁度測定方法有散射比濁法、分光光度法和目視比濁法等。目前在飲用水測定中主要采用散射比濁法，單位為散射濁度單位（NTU）。原來的透射光法和濁度單位“度”在飲用水測定中已不再采用。

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