《水質(zhì)工程學》共19章,由5篇組成。第1篇為基本理論介紹(第1、2章)。第2篇為物化處理(第3至9章),包括預(yù)處理、顆粒分析與混凝、沉淀與氣浮、過濾、消毒、吸附等。第3篇為生物處理(第10至14章),包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、污泥的處理及資源化、膜生物反應(yīng)器。第4篇為深度處理(第15至17章),包括脫氮除磷和膜分離等方法。第5篇為水廠、污水廠建設(shè)與運行管理(第18、19章)!端|(zhì)工程學》可作為高等學校給水排水科學與工程、環(huán)境科學與工程等專業(yè)的教學用書,也可供給水排水及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員參考。
科學技術(shù)發(fā)展的日新月異、當前社會的不斷進步以及水環(huán)境的污染加劇,使得對環(huán)境水質(zhì)的要求也在不斷提高。水質(zhì)工程學是給水排水科學與工程的主要學科分支,經(jīng)過50多年的專業(yè)發(fā)展,需要更科學和與時俱進的教材。同時,傳統(tǒng)水質(zhì)工程學教材多分為“給水工程”和“排水工程”進行介紹,在內(nèi)容上存在較多重復(fù)。隨著水環(huán)境污染的加劇,給水處理和廢水處理的界限已逐漸模糊,它們相互滲透,有些技術(shù)在給水和廢水中都有應(yīng)用。
本教材就是在吸收和借鑒美國水行業(yè)協(xié)會(AWWA)所編寫的有關(guān)水與廢水處理專著的最新版本的基礎(chǔ)上,針對我國目前水質(zhì)復(fù)雜的實際情況,對傳統(tǒng)的“給水工程”和“排水工程”內(nèi)容進行了大膽的整合,打破了給水處理工藝與排水處理工藝之間的“界限”,強調(diào)了水處理工藝與污水處理工藝的相互借鑒和融合,同時也比較了它們在應(yīng)用上的差異。在教材的編寫上力圖體現(xiàn)一個“新”字,盡量使本教材在內(nèi)容編排上跟上國際最新發(fā)展趨勢,盡量讓讀者能接觸到國際上最先進的處理工藝和最新的研究思想(如在混凝中增加了混凝劑應(yīng)用的衛(wèi)生安全性、新型光電檢測技術(shù)等內(nèi)容),培養(yǎng)和激發(fā)讀者對本專業(yè)的學習興趣。同時,對一些較為陳舊或相互重復(fù)的內(nèi)容作了更新、合并,并刪減了(如工業(yè)水冷卻中的部分內(nèi)容)過于繁瑣的內(nèi)容,做到重點突出,主題明確。注重教材的針對性和綜合性,以期適用于當前給水排水科學與工程專業(yè)及其相關(guān)技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)的更新要求。
本教材共分19章。第1~9章由李孟、張倩和張珍編寫; 第10~19章由桑穩(wěn)姣、黃凌鳳編寫; 張倩負責了全書的修編工作; 庫輝參加了本書的插圖繪制工作; 全書由李孟、桑穩(wěn)姣主編。在本書的編寫過程中,編者參考了眾多文獻,文獻名未一一列出,謹向這些文獻作者致以謝意。同時,清華大學出版社對本教材的編寫給予了極大的關(guān)心和支持,在此也表示衷心的感謝。
最后,因時間倉促,水平有限,敬請讀者對本教材的疏漏乃至錯誤之處提出批評和指正。
李孟2011年9月于武漢理工大學
第1篇 基本理論介紹
第1章 緒論
1.1 21世紀水質(zhì)科學與工程的發(fā)展方向
1.1.1 高度重視水資源保護
1.1.2 水質(zhì)標準將更加完善
1.1.3 水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.1.4 水質(zhì)檢測技術(shù)快速可造
1.1.5 水廠和污水廠控制技術(shù)日益提高
第2章 水質(zhì)工程學的基本理論
2.1 水溶液的基本性質(zhì)
2.1.1 水合、配合與離子對
2.1.2 天然水中的溶解固體
2.1.3 水的電導(dǎo)率和電阻率
2.1.4 水中陰、陽離子間的關(guān)系
2.2 反應(yīng)器與化學反應(yīng)動力學的基本概念
2.2.1 物料衡算和質(zhì)量傳遞
2.2.2 理想反應(yīng)器與非理想反應(yīng)器
2.3 水微生物學基礎(chǔ)知識
2.3.1 微生物生態(tài)
2.3.2 污染物結(jié)構(gòu)與微生物代謝動力學
2.4 水質(zhì)參數(shù)和在線檢測技術(shù)
2.4.1 濁度、懸浮物濃度與懸浮微粒濃度
2.4.2 有機物的水質(zhì)替代參數(shù)
2.4.3 飲用水水質(zhì)與健康
2.4.4 水質(zhì)參數(shù)的光電檢測技術(shù)概論
2.5 水質(zhì)標準與水質(zhì)模型
2.5.1 國內(nèi)外飲用水水質(zhì)標準概述
2.5.2 水體水質(zhì)基本模型
思考題
第2篇 物化處理
第3章預(yù)處理
3.1 格柵的分類與設(shè)計
3.1.1 格柵的分類
3.1.2 格柵的設(shè)計
3.2 沉砂池的種類與設(shè)計
3.2.1 平流沉砂池
3.2.2 曝氣沉砂池
3.2.3 鐘式沉砂池
3.3 沉淀預(yù)處理的應(yīng)用
3.4 調(diào)節(jié)池的分類
3.4.1 水量調(diào)節(jié)池
3.4.2 水質(zhì)調(diào)節(jié)池
3.5 飲用水預(yù)處理技術(shù)
3.5.1 化學預(yù)氧化法
3.5.2 生物預(yù)處理
3.5.3 活性炭吸附
思考題
第4章 顆粒分析與混凝
4.1 雙電層的構(gòu)造和界面電位
4.1.1 膠體表面電荷的來源和雙電層的構(gòu)造
4.1.2 膠體間的相互作用位能和DLVO理論
4.1.3 混凝劑的水解反應(yīng)與混凝機理
4.2 絮凝動力學理論
4.2.1 異向絮凝動力學模型
4.2.2 同向絮凝動力學模型
4.2.3 Camp-Stein公式
4.2.4 絮凝特性曲線
4.3 混凝劑和助凝劑的種類和應(yīng)用
4.3.1 傳統(tǒng)鐵鹽、鋁鹽混凝劑的應(yīng)用
4.3.2 無機高分子混凝劑
4.3.3 有機高分子混凝劑
4.3.4 新型無機-有機高分子復(fù)合混凝劑的研究進展
4.3.5 助凝劑
……
第3篇 生物處理
第4篇 深度處理
第5篇 水廠、污水廠建設(shè)與運行管理