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第一章 总论1

第一节 污水、污染物质的形态、特征及其指标1

一、污水1

二、污染物质的自然组成及其在污水中的形态1

目录1

三、污水中污染物质的类型及其污染指标2

（一）易于生物降解的有机污染物——耗氧有机污染物2

1．概述2

2．耗氧物质的污染指标3

（二）难于生物降解的有机污染物5

（三）无直接毒害作用的无机污染物6

1．颗粒状的污染物质6

2．酸、碱7

3．氮、磷等植物性营养物质7

1．非重金属的无机毒性物质8

（四）有直接毒害作用的无机污染物8

2．重金属毒性物质9

第二节 水体的污染与自净——污染物质在水体中的迁移与转化11

一、概述11

二、水体的物理性污染11

1．感官性污染11

2．悬浮物的污染12

三、酸、碱、无机盐类的污染及其转化12

四、氮、磷等植物营养物对水体的污染——富营养化13

1．含氮化合物在水体中的转化13

2．含磷化合物在水体中的转化13

3．氮、磷污染与水体的富营养化14

五、重金属等有毒物质对水体的污染及其在水体中的迁移转化14

1．重金属在水体中的迁移转化规律14

1．水体中有机物的分解与溶解氧平衡15

2．氰化物的污染及其在水体中的迁移15

六、有机物（耗氧物质）的污染与自净15

2．河流中有机物降解与溶解氧平衡的数学模式17

第三节 水质管理21

一、水质标准21

1．水域水质标准21

2．排水水质标准22

二、水体环境质量评价23

1．水体环境质量评价程序23

2．水环境质量评价方法与水体污染指数24

第四节 水污染控制途径25

一、在“防”上的途径25

二、在“治”方面考虑的因素26

1．妥善考虑工业废水与城市污水综合治理26

2．合理地利用环境的自然净化能力26

1．物理法27

2．化学法27

第五节 污水处理技术概述27

一、污水处理方法的分类27

3．生物法28

二、污水处理流程28

第二章 污水的物理处理31

第一节 格栅31

第二节 沉淀的基础理论34

一、概说34

二、对个体自由沉淀规律的分析35

三、沉淀试验、沉淀曲线及对其分析37

（一）自由沉淀37

（二）絮凝沉淀40

四、对理想沉淀池分离效果的分析41

一、平流式沉砂池43

第三节 沉砂池43

二、曝气沉砂池45

第四节 沉淀池46

一、平流式沉淀池47

（一）平流式沉淀池的构造与工作特征47

（二）平流式沉淀池的设计48

二、辐流式沉淀池53

（一）辐流式沉淀池的构造与特征53

（二）辐流式沉淀池的设计54

三、竖流式沉淀池56

（一）竖流式沉淀池的构造及其工作特征56

（二）竖流式沉淀池的设计57

四、各类沉淀池的优缺点及其适用条件59

1．平流式沉淀池59

五、工业废水处理用沉淀池的特征60

3．竖流式沉淀池60

2．辐流式沉淀池60

第五节 初次沉淀池的强化61

一、预曝气62

二、对辐流式沉淀池的强化62

1．回转配水式沉淀池62

2．向心辐流式沉淀池（周边进水沉淀池）63

三、斜板（管）沉淀池64

第三章 污水的生物处理——活性污泥法67

第一节 活性污泥法的基本原理67

一、活性污泥法的基本概念与流程67

二、活性污泥的特征与评价指标68

三、活性污泥的净化过程与机理69

（一）初期去除与吸附作用69

（二）微生物的代谢作用70

1．BOD负荷率72

（三）絮凝体的形成与凝聚沉淀性能72

四、活性污泥的影响因素72

2．溶解氧73

3．水温73

4．营养物平衡74

5．pH值74

6．有毒物质74

五、生物脱氮的基本原理与实际应用74

第二节 有机物降解和生物增长动力学75

一、有机物降解动力学关系76

1．莫诺特关系式76

2．莫诺特关系式的推论76

3．莫诺特关系式的应用与参数的确定77

二、有机物降解与生物增长80

1．生物增长的基本方程80

3．污泥龄的作用与a、b参数的确定81

2．劳-麦氏（Lawrence-McCarty）公式81

三、有机物降解与需氧82

第三节 活性污泥法的发展沿革与运行方式83

一、传统活性污泥法84

二、阶段曝气法85

三、生物吸附法85

四、完全混合法86

五、延时曝气法87

第四节 曝气与曝气池的构造88

一、曝气原理88

二、影响氧转移的因素88

1．水质89

2．水温89

3．氧分压（气压）89

1．扩散板、扩散管、扩散盘92

（一）鼓风曝气92

三、曝气设备的构造92

2．穿孔管93

3．竖管94

4．水力剪切扩散装置94

（二）机械曝气95

1．曝气叶轮95

2．曝气转刷96

四、曝气池的类型与构造96

（一）推流式曝气池97

（二）完全混合式曝气池97

（三）循环混合式曝气池（氧化沟）98

第五节 活性污泥法处理系统的工艺设计100

一、曝气池（区）容积101

（二）曝气设备的设计104

（一）需氧量与供气量的计算104

二、曝气设备104

1．空气管道的计算105

2．鼓风机的选择105

三、污泥回流设备106

四、二次沉淀池107

（一）二次沉淀池的特点108

（二）二次沉淀池的设计与计算108

1．表面负荷法108

2．固体通量法109

五、剩余污泥及其处置112

六、曝气沉淀池各部位尺寸的控制113

七、出水质量114

八、设计举例114

（一）活性污泥的培养与驯化122

一、活性污泥法系统的投产与活性污泥的培养驯化122

第六节 活性污泥法处理系统的运行管理122

（二）试运行124

二、活性污泥法处理系统运行效果的检测124

三、活性污泥法运行中的异常情况125

1．污泥膨胀125

2．污泥解体125

3．污泥脱氮（反硝化）125

4．污泥腐化126

5．泡沫问题126

第七节 活性污泥法的新进展126

（一）工艺方面的进展126

（二）净化功能方面的进展127

1．脱氮、除磷127

2．对有机化合物的去除128

一、生物膜的构造及其对有机物的降解工况129

第四章 污水的生物处理——生物膜法129

第一节 概述129

二、生物膜法的特征130

1．微生物相方面的特征130

2．处理工艺方面的特征131

第二节 生物滤池131

一、生物滤池的基本概念与类型131

二、普通生物滤池132

（一）普通生物滤池的构造132

1．池体132

2．滤料132

3．布水装置133

4．排水系统134

（二）普通生物滤池的设计134

三、高负荷生物滤池135

（一）高负荷生物滤池的特征及其流程系统135

（三）普通生物滤池的适用范围与优、缺点135

（二）高负荷生物滤池的构造137

（三）高负荷生物滤池的需氧与供氧138

1．生物膜量138

2．生物滤池的需氧量139

3．生物滤池的供氧139

（四）高负荷生物滤池的计算与设计140

1．滤池池体的计算与设计140

2．旋转布水器的计算与设计145

四、塔式生物滤池147

（一）塔式生物滤池的特征147

1．工艺方面的特征147

2．构造方面的特征147

（二）塔式生物滤池的计算与设计149

1．生物转盘的净化作用原理151

第三节 生物转盘151

一、概述151

2．生物转盘的特征152

二、生物转盘的组成及其技术条件153

1．盘片153

2．接触反应槽153

3．转轴及驱动装置154

三、生物转盘的布置、工艺流程与组合154

1．布置形式154

2．工艺流程154

四、生物转盘的设计与计算156

1．概述156

2．负荷计算法156

3．经验公式计算法（勃别尔计算式）162

二、生物接触氧化处理装置的构造164

一、概述164

第四节 生物接触氧化法164

1．池体型式165

（1）分流式接触氧化池165

（2）直流式接触氧化池166

2．填料166

三、生物接触氧化装置的设计167

1．设计应考虑的因素167

2．计算公式167

（1）生物接触氧化池的容积167

（2）氧化池总面积168

（3）氧化池格数168

（4）接触时间168

（5）氧化池总高度168

四、生物接触氧化法的应用168

1．空气驱动的生物转盘169

一、生物转盘的新进展169

第五节 生物膜法的新进展169

2．与其它处理构筑物相组合170

3．藻类转盘171

二、生物流化床171

1．概述171

2．生物流化床的类型171

3．生物流化床的构造173

4．生物流化床的运行参数174

第五章 污水的生物处理——氧化塘及土地处理175

第一节 氧化塘175

一、概述175

二、好氧塘176

1．概述176

2．好氧塘内某些指标的变化与反应177

3．好氧塘内的生物相177

4．好氧塘的设计178

1．概述179

2．兼性塘的净化反应与生物相特征179

三、兼性塘179

3．兼性塘的设计180

四、厌氧塘180

1．厌氧塘的特征与控制条件180

2．厌氧塘的设计181

3．厌氧塘的应用182

五、曝气氧化塘182

1．曝气氧化塘的特征182

2．曝气氧化塘的设计与计算182

六、水生生物氧化塘与深度处理塘184

1．水生植物氧化塘184

2．养鱼氧化塘184

2．氧化塘系统的后处理185

3．氧化塘的处理流程组合185

3．深度处理塘185

1．氧化塘系统的前处理185

七、氧化塘系统的前处理、后处理及流程组合185

第二节 污水的土地处理——污水灌溉186

一、概述186

二、污水土地处理的作用原理187

（1）物理过滤187

（2）物理吸附与物理化学吸附187

（3）化学反应与化学沉淀187

（4）微生物代谢作用下的有机物分解187

三、污水土地处理系统187

1．慢速渗滤系统187

2．快速渗滤系统187

4．湿地系统和地下灌溉系统188

3．地表漫流系统188

5．污水土地处理系统的确定189

四、我国的农田污水灌溉190

1．概述190

2．灌溉用水的水质要求191

3．污水灌溉应注意的问题192

第六章 污水、污泥的厌氧消化处理与污泥处置194

第一节 污泥的性质与排除194

一、污泥的分类与特性194

二、表示污泥性质的指标195

三、污泥量196

四、污泥流动的水力特征与管道输送196

第二节 污泥浓缩197

一、重力浓缩法197

（一）原理与设计197

二、气浮浓缩法198

（二）重力浓缩池的类型与构造198

第三节 厌氧消化200

一、厌氧消化的机理201

二、厌氧消化动力学202

三、厌氧消化的影响因素203

1．温度203

2．污泥投配率204

3．搅拌204

4．碳氮比（C/N）204

5．pH值与酸碱度204

6．有毒物质205

四、厌氧消化池的构造与设计206

（一）厌氧消化池的构造206

（二）有效容积的确定206

1．热工计算207

（三）热工计算与加热方法207

2．加热方法208

（四）消化池的搅拌208

1．水射器（或称水力提升器）搅拌法209

2．螺旋桨搅拌法210

3．消化气循环搅拌法210

（五）加热混合系统211

（六）消化气的贮存与输送211

五、浮动盖式消化池212

六、污泥水的处置与消化气的利用213

七、消化池的投产与运行管理213

（一）甲烷细菌的培养与驯化213

（二）消化池的维护管理213

八、消化池的发展214

九、化粪池、双层沉淀池与堆肥法214

第四节 有机污水的厌氧处理215

一、普通消化池（标准消化法）216

二、厌氧接触消化工艺216

三、厌氧滤池216

四、上流式厌氧污泥床217

五、两相厌氧消化工艺217

第五节 污泥好氧消化218

第六节 污泥的脱水与干化219

一、污泥的自然干化220

（一）干化场的分类与构造220

（二）干化场的脱水特点及其影响因素221

（三）干化场的计算与设计221

二、机械脱水222

（一）机械脱水前的预处理222

（二）机械脱水的方法与基本原理222

1．真空过滤机的构造与脱水过程224

（三）真空过滤脱水224

2．真空过滤机的设计225

（四）压滤脱水226

1．压滤脱水机的构造与脱水过程226

2．压滤机的类型227

（五）滚压脱水227

（六）污泥的离心脱水227

三、污泥的热处理（干燥与焚烧）229

第七节 污泥的最终处置231

第七章 工业废水的特种处理法233

第一节 均和调节233

第二节 除油235

一、含油废水的产生及其污染特征235

1．按油粒上浮速度计算法237

二、除油池的计算与设计237

2．按废水的停留时间计算法239

三、除油池的型式和构造239

第三节 气浮241

一、气浮处理法的基本概念和工程应用241

（一）气浮操作241

（二）工程应用242

二、气浮的理论基础243

（一）水中颗粒向气泡粘附条件243

1．界面张力、接触角和体系界面自由能243

2．气-粒结合体的亲水吸附和疏水吸附245

（二）气泡分散度和泡沫稳定性246

（三）界面电现象和混凝剂脱稳247

4．叶轮气浮249

2．射流气浮249

3．扩散板曝气气浮249

1．水泵吸水管吸入空气气浮249

（一）布气气浮249

三、废水处理用气浮设备型式及其计算249

（二）溶气气浮251

1．加压溶气气浮252

2．溶气真空气浮255

（三）电气浮255

第四节 离心分离255

一、离心分离的理论基础255

二、旋流分离器256

（一）压力式旋流分离器256

（二）重力式旋流分离器258

三、离心机258

一、颗粒材料滤池259

第五节 过滤259

二、多孔介质滤池261

第六节 中和263

一、中和的作用及其在废水处理中的应用263

二、中和剂264

三、中和法分类266

四、二氧化碳的吹脱去除269

五、酸性废水中和处理实例270

第七节 混凝270

一、混凝处理法在废水处理中的应用及其特点270

二、除磷271

三、混凝处理法在工业废水处理中的应用举例271

第八节 化学沉淀272

一、概述272

二、氢氧化物沉淀法273

三、硫化物沉淀法275

四、钡盐沉淀法276

第九节 氧化还原277

一、概述277

二、氧化法277

三、还原法283

第十节 电解法285

一、概述285

二、电解槽的结构型式和极板电路286

三、电解法处理含铬废水286

第十一节 吸附及离子交换289

一、吸附的类型289

二、吸附剂289

三、吸附等温线290

四、吸附速度292

五、影响吸附的因素292

六、吸附操作方式294

七、吸附剂的再生297

八、吸附塔的设计298

九、吸附法在废水处理中的应用300

十、离子交换法在废水处理中的应用301

第十二节 膜分离法304

一、电渗析305

二、反渗透308

第八章 污水处理系统及处理厂的规划与设计319

第一节 水污染的综合防治319

第二节 污水处理厂设计的基础资料与设计文件321

第三节 污水处理厂的厂址选择323

第四节 污水处理工艺流程324

第五节 污水处理厂平面布置及高程布置326

一、污水处理厂的平面布置326

二、污水处理厂的高程布置329

一、构筑物连接管渠的设计334

第六节 污水处理厂的配水、计量与水质监测334

二、配水设备335

三、计量设备335

四、水质监测337

第七节 污水处理厂的运行与自动控制337

一、污水处理构筑物的验收337

二、污水处理厂的试运行337

三、污水处理厂的运行管理337

第九章 污水处理实验指导340

实验一 颗粒的静置自由沉淀340

（一）实验的基础理论与方法340

（二）实验设备与材料341

（三）实验步骤341

（二）实验设备和材料342

（一）实验的基础理论与方法342

（四）实验结果分析342

实验二 絮凝和成层沉淀342

（三）实验步骤343

（四）实验结果分析344

实验三 空气扩散系统中氧的转移344

（一）实验的基础理论与方法344

（二）实验设备与材料345

（三）实验步骤345

（一）实验的基础理论347

（四）实验结果分析347

实验四 瓦勃呼吸仪的使用347

（二）实验设备和材料348

（三）实验步骤349

（四）实验结果分析350

（一）实验的基础理论与方法351

实验五 厌氧消化351

3．测定生化系统中的硝化过程351

2．有毒物质对生化过程影响的测定351

（五）瓦勃呼吸仪在测定生化系统的降解性能中的应用351

1．活性污泥反应过程中污泥活性和有机物降解规律的测定351

（二）实验设备和材料352

（三）实验步骤352

（四）实验结果分析353

实验六 酸性废水的中和及游离CO2的去除353

（一）实验基础理论与方法353

（二）实验设备和材料353

（三）实验步骤354

（四）实验结果分析355

实验七 活性炭吸附355

（一）实验基础理论与方法355

（二）实验设备和材料355

（三）实验步骤355

（四）实验结果分析356

二、美国纽约州制定的地面水水质标准358

附录358

一、氧在蒸馏水中的溶解度358

三、我国制定的地面水水质标准360

四、我国国家标准《地面水环境质量三级标准》361

五、日本全国统一排水标准362

六、我国工业废水最高容许排放浓度362

七、我国国家标准《农田灌溉水质标准》363

八、污水中抑制生物处理的有毒物质的容许浓度365

九、空气管计算图（a）366

十、空气管计算图（b）367

十一、各种管内部压力损失的换算系数367

十二、我国鼓风机产品规格367

十三、泵型曝气叶轮的技术规格368

十四、平板叶轮计算图（a）369

十五、平板叶轮计算图（b）370