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(xué)方法的原理、基本計(jì)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(duì)象（給水、廢水）劃分的傳統(tǒng)課程體系，便于教學(xué)，避免重復(fù)。《水與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(dāng)前我國(guó)水污染控制任務(wù)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(xué)建設(shè)國(guó)家級(jí)精品課程《水處理工程》系列課程的重要教學(xué)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(biāo)準(zhǔn)1 1.1 水質(zhì)指標(biāo)1 1.1.1 物理指標(biāo)1 1.1.2 化學(xué)指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)10 1.3.1 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)10 1.3.2 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)17 1.3.3 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)17 1.3.4 水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)20 習(xí)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(xí)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(shè)置50 3.1.3 柵渣52 3.2 篩網(wǎng)52 3.2.1 作用與設(shè)置52 3.2.2 篩網(wǎng)設(shè)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(shè)置位置60 3.4.3 調(diào)節(jié)池容積計(jì)算61 習(xí)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(jī)理與過(guò)程69 4.2.1 鋁鹽在水中的化學(xué)反應(yīng)69 4.2.2 水的混凝機(jī)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(dòng)力學(xué)81 4.4.1 碰撞速率與混凝速率81 4.4.2 速度梯度的計(jì)算83 4.4.3 混凝控制指標(biāo)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(yàn)88 4.6 混凝設(shè)備88 4.6.1 混凝劑的配制與投配88 4.6.2 混合設(shè)備90 4.6.3 絮凝反應(yīng)設(shè)備91 4.7 混凝的應(yīng)用97 4.7.1 給水處理97 4.7.2 廢水處理98 習(xí)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(duì)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(diǎn)與類型138 5.6.2 澄清池的構(gòu)造與運(yùn)行139 習(xí)題141 第6章 氣浮144 6.1 氣浮的理論基礎(chǔ)144 6.1.1 氣浮過(guò)程與去除對(duì)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(diǎn)148 6.2.2 加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備構(gòu)成150 6.2.3 加壓溶氣氣浮法的工藝計(jì)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(yīng)用160 6.4.1 氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用160 6.4.2 氣浮法在給水處理中的應(yīng)用161 習(xí)題162 第7章 過(guò)濾164 7.1 過(guò)濾的基本概念164 7.1.1 過(guò)濾概述164 7.1.2 快速過(guò)濾的機(jī)理164 7.1.3 過(guò)濾在水處理中的應(yīng)用166 7.2 快濾池的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)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(guò)程與周期167 7.2.3 濾池的水頭損失168 7.2.4 濾池的過(guò)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(guān)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(shè)計(jì)計(jì)算192 7.5.1 濾速選擇與濾池總面積計(jì)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(guò)濾設(shè)備195 7.6.1 虹吸濾池195 7.6.2 重力式無(wú)閥濾池198 7.6.3 移動(dòng)罩濾池199 7.6.4 v型濾池202 7.6.5 壓力濾池204 習(xí)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(diǎn)209 8.1.4 消毒機(jī)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(xué)反應(yīng)217 8.2.2 加氯量219 8.2.3 氯消毒工藝221 8.2.4 加氯設(shè)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(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(píng)價(jià)指標(biāo)及方法241 8.6.3 細(xì)菌再生長(zhǎng)的影響因素和控制對(duì)策241 習(xí)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(jiàn)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(shù)脂249 9.2.2 離子交換反應(yīng)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(shè)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(diǎn)266 9.5.2 離子交換法處理工業(yè)廢水的應(yīng)用267 習(xí)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(guò)程的定義和分類271 10.1.3 膜分離特點(diǎn)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(guò)程275 10.2.2 離子交換膜及其作用機(jī)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(shè)計(jì)與計(jì)算283 10.2.6 電滲析的應(yīng)用286 10.3 擴(kuò)散滲析287 10.3.1 擴(kuò)散滲析的原理287 10.3.2 擴(kuò)散滲析的應(yīng)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(shè)計(jì)與計(jì)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(yīng)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(yīng)用309 習(xí)題311 第11章 氧化還原313 11.1 概述313 11.1.1 氧化還原基礎(chǔ)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(diǎn)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(diǎn)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(yīng)器327 11.4.4 臭氧在水處理中的應(yīng)用329 11.5 光化學(xué)氧化與光化學(xué)催化氧化331 11.5.1 概述331 11.5.2 光化學(xué)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(xué)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(yīng)用360 習(xí)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(yù)處理與應(yīng)急處理370 12.2.1 應(yīng)用工藝370 12.2.2 投加點(diǎn)與投加量370 12.2.3 投加設(shè)備371 12.3 顆粒活性炭處理371 12.3.1 應(yīng)用工藝371 12.3.2 處理設(shè)備373 12.3.3 活性炭再生375 習(xí)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(yùn)動(dòng)速度380 13.1.3 設(shè)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(shè)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(xué)沉淀389 13.4.1 基本原理389 13.4.2 化學(xué)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(xí)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(jì)算的基本方法416 14.1.5 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diǎn)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(bǔ)充447 習(xí)題451 參考文獻(xiàn)452

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：1.1 水質(zhì)指標(biāo)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(biāo)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)及其測(cè)定方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)或水質(zhì)監(jiān)測(cè)類的課程中已有詳細(xì)論述，本書中僅對(duì)常用的水質(zhì)指標(biāo)及其分類、主要項(xiàng)目和含義做簡(jiǎn)要闡述。1.1.1 物理指標(biāo)水的物理指標(biāo)主要有水溫、渾濁度、懸浮物、臭和味、色度、電導(dǎo)率等。其中，前五項(xiàng)可以歸于水的感觀性狀類指標(biāo)。對(duì)于水處理與水污染控制，物理指標(biāo)中較為重要的是以下指標(biāo)。1.水溫溫度是水的一個(gè)重要指標(biāo)，水的許多物理性質(zhì)、水中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)等都與溫度有密切關(guān)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(xué)反應(yīng)與生物反應(yīng)的速度等。對(duì)于水溫過(guò)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(wèn)題，對(duì)水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)臒嵛廴痉乐勾胧缣岣邿崮芾寐?，改進(jìn)冷卻方式以提高冷卻效果，充分利用余熱等。水溫過(guò)高的丁業(yè)污水對(duì)污水生物處理也有不利影響，應(yīng)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(jiǎn)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(cè)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(cè)定中主要采用散射比濁法，單位為散射濁度單位（NTU）。原來(lái)的透射光法和濁度單位“度”在飲用水測(cè)定中已不再采用。

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