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第一章 水质稳定的水化学基础 1

第一节　水中的碳酸平衡 1

一、水的pH值 1

二、水中碳酸化合物的存在状态 1

三、水的pH值与各种碳酸化合物相对含量间的关系 3

四、碳酸平衡与pH值的关系 4

五、各种碳酸化合物的计算 5

第二节　水的pH值调整 7

一、pH值调整基本方程式 7

二、水的酸化和碱化 10

三、水中碳酸物浓度的计算 11

四、溶解CO2气体的增减 12

五、天然水体的中和能力 13

六、混合水的pH值 14

第三节　水的稳定指数 14

一、碳酸钙的溶解平衡 14

二、水的稳定指数 16

三、稳定性调整计算 18

第二章　水的澄清 21

第一节　水中悬浮物的预沉 21

一、自由沉淀和拥挤沉淀 21

二、作为预沉池的自然沉淀池 21

三、斜板、斜管沉淀 24

四、水中悬浮物的预沉方式和系统选择 26

一、胶体溶液 27

五、井水除砂 27

第二节　水的混凝 27

二、混凝机理 30

三、絮凝动力学 30

第三节　混凝设备 32

一、混合器的主要形式和参数 32

二、反应器的主要形式和参数 34

第四节　混凝药剂 35

一、混凝剂、絮凝剂、助凝剂定义 35

二、无机混凝剂 35

三、有机高分子絮凝剂 37

四、合成高分子絮凝剂 39

六、助凝剂 41

五、微生物絮凝剂 41

七、影响混凝的主要因素和工业条件 42

第五节　细菌的危害和杀菌灭藻 44

一、细菌的危害 44

二、杀菌消毒剂 44

第六节　气浮分离 47

一、气浮分离的基本原理 47

二、加压溶气气浮法 49

三、计算方法 50

四、加压溶气气浮设备 51

二、氢氧化钠沉淀法 55

一、石灰、碳酸钠沉淀法 55

第三章 沉淀软化法和除铁除锰除氟方法 55

第一节　石灰、碳酸钠、氢氧化钠沉淀法 55

三、石灰处理后的水质 56

第二节　镁剂除硅 59

一、镁剂除硅的机理 59

二、镁剂除硅的系统 59

三、镁剂除硅的药剂 60

四、保证除硅效果的必要条件 60

第三节　石灰、苏打、磷酸钠软化 62

一、原理 62

二、加药量计算 63

三、软化系统 64

一、ЦНИИ-IA型澄清器 65

第四节　沉淀、澄清设备 65

二、机械加速澄清器 73

三、快速反应器 74

第五节　适应于混凝、澄清、石灰软化及镁剂除硅的ЦНИИ型澄清器 78

一、悬浮泥渣的性质 78

二、设计原则 80

三、设计程序及工艺计算 80

第六节 干粉加药系统和石灰处理系统 84

一、干粉加药系统 84

二、石灰处理系统 85

一、除铁 87

第七节　除铁、除锰和除氟 87

二、除锰 93

三、氟化作用和除氟 96

第四章 污水的生化处理 99

第一节 总论 99

一、微生物的新陈代谢 99

二、微生物生长的营养及影响因素 99

三、废水的可生化性 100

四、生化法的发展 100

四、活性污泥法的分类 101

三、活性污泥指标 101

二、基本流程 101

一、基本原理 101

第二节 活性污泥法 101

五、活性污泥法的参数 102

六、曝气设备 102

七、曝气池的曝气方式 102

第三节 生物膜法 103

一、基本原理 103

二、生物滤池 103

三、生物转盘 104

第四节 厌氧法处理有机污水 104

一、厌氧处理的阶段 104

二、水解（酸化）-好氧生物处理工艺 105

一、硝化过程 106

第五节 废水脱氮除磷技术 106

二、反硝化过程 107

三、废水生物脱氮工艺 107

四、废水生物脱磷工艺 107

五、化学法除磷 108

第六节 曝气生物滤池 108

一、下向流曝气生物滤池 108

三、污水生化处理方案的选择 109

第七节 生物接触氧化法 109

二、上向流曝气式生物滤池（UBAF） 109

一、基本原理 110

二、池体结构 110

三、接触氧化池的工艺特点 111

四、工艺系统及应用 111

第八节 AB工艺及其改进工艺 112

一、AB工艺 112

二、AB工艺的改进工艺 112

三、AB工艺的特性 113

第九节 膜分离生物反应器 114

二、一级强化处理 115

三、二级生物处理 115

第十节 城市污水处理工艺综述 115

一、一级物理处理 115

第五章 颗粒滤料过滤 121

第一节 基本原理和分类 121

一、基本原理 121

二、过滤分类 121

三、过滤装置 122

第二节 单（双）阀滤池和重力式无阀滤池 122

一、单（双）阀滤池 122

二、重力式无阀滤池 123

第三节 重力式三阀自动滤池 125

一、工艺特点 125

三、本体结构及主要技术参数 126

二、设计数据 126

四、滤池的运行 127

五、滤池的改进 129

第四节 压力式过滤器 130

一、压力式过滤器 130

二、直接过滤 134

三、双室和卧式过滤器 139

第五节 过滤器的选择 139

第六节 各种滤料的标准 141

一、滤料及其级配 141

二、各种滤料的标准 141

第七节 粒状滤料过滤器的发展和国外新型过滤器 144

一、粒状滤料过滤器的发展和改进途径 144

三、滤料和承托料的铺装方法 144

二、国外新型过滤装置 145

第八节 滤料、粒径、层高和截污能力的选择及反洗方式 146

一、粒状滤料的材料、粒度和滤层高度 146

二、二级过滤 148

三、过滤器的反洗方式 149

第六章 精密过滤、微滤和超滤 150

第一节 精密过滤 150

一、精密过滤 150

二、滤芯式精密过滤器 150

一、超滤 152

第二节 超滤和微滤 152

二、微滤 157

三、浓差极化及其防止 157

四、膜污染和化学清洗 158

五、消毒和灭菌 160

第三节 KMS超滤 160

一、过滤模式 161

二、清洗程序 162

三、KMS超滤特点 162

四、KMS超滤作为前处理的优势 163

五、常用KMS中空膜管膜面积及产水量 163

第四节 超滤的主要性能和应用业绩 165

一、主要性能 165

二、用KMS超滤处理工业废水实例 166

一、超滤的水通量和预处理 170

二、超滤的原则性系统 170

第五节 超滤的工业系统及其应用 170

三、超滤在工程中的应用实例 171

第七章 反渗透和纳滤脱盐 174

第一节 膜法分离和脱盐概述 174

一、薄膜过滤 174

二、反渗透原理 175

三、反渗透过程 175

第二节 反渗透膜和纳滤膜元件的规格 176

一、KMS公司反渗透和超滤膜元件规格 176

四、反渗透膜元件及组件 176

二、日本东丽公司Toray反渗透膜 181

三、美国陶式公司Filmtec反渗透膜元件 181

四、美国海德能公司反渗透膜元件 182

第三节 反渗透工艺设计要点 185

一、给水水质要求 185

二、水通量 185

三、膜化学清洗的水流量 187

四、抗污染膜的选择 187

五、膜数量的计算（估算） 187

六、膜的回收率 187

七、流量 187

九、阻垢剂的选择 188

十、反渗透进水及浓水成分的注意事项 188

八、膜的类型 188

十一、超低压膜的系统设计——关于水流合理分布的措施 189

十二、反渗透系统设计软件 191

第四节 纳滤 192

一、纳滤的性能及应用 192

二、美国生产的纳滤膜性能 192

三、设计要点 194

第五节 反渗透、纳滤结垢预测和防垢处理 194

一、膜的污堵 194

二、膜结垢的预测计算和防垢处理 196

一、铁的化合物 205

第六节 金属氧化物的污染及预处理 205

二、铝的化合物 206

三、金属氧化物的清洗 206

第七节 胶体的预处理 206

一、污泥密度指数 207

二、预处理 208

三、清洗 209

第八节 微孔过滤（保安）、杀菌和化学清洗 210

一、微孔过滤器和生物污染 210

二、决定化学清洗的条件 211

三、化学清洗 211

四、两家膜公司关于TFC？聚酰胺复合膜组件清洗导则 214

二、电中性 216

一、概述 216

第九节 反渗透设计 216

三、确定难溶盐的结垢可能性 217

第十节 海水反渗透脱盐 225

一、海水反渗透元件技术指标 225

二、海水反渗透脱盐系统的水通量 225

三、反渗透的水回收率 226

四、海水淡化反渗透应用简况和经济指标 226

第十一节 海水反渗透的能量回收 228

一、能量回收装置的基本型式 228

二、反渗透给水泵参数的选择 230

三、海水淡化过程的电耗计算 231

四、高效水压能直接转换装置式能量回收装置 232

第十二节 反渗透苦咸水脱盐工程实例 234

一、杨柳青电厂3×40t/h水处理系统 234

二、上海杨树浦电厂3×120t/h水处理系统 235

三、山东某电厂水处理系统 235

四、北京首钢焦化厂水处理系统 235

五、徐州电厂3×70t/h水处理系统 235

第八章 电渗析、倒极电渗析和高纯水电除盐 237

第一节 电渗析脱盐的理论基础 237

一、多层电渗析脱盐原理 237

二、膜的极化及其危害 238

三、电流效率 240

二、单台设备的产水量和脱盐率 241

第二节 电渗析器的主要规格 241

一、电渗析器的型式 241

第三节 极限电流及其测试 242

一、工业设备电渗析器的电压-电流特性曲线和极限电流的确定 242

二、工业装置极限电流的测定方法（电压-电流法） 242

第四节 电渗析脱盐的工艺系统设计 243

一、工艺系统的设计内容 243

二、电渗析脱盐工艺系统 244

三、流程长度和脱盐率的关系 247

四、最佳脱盐率和最佳平均电流密度的选择 250

五、电渗析系统主要附属设备的选择 252

二、水的预处理系统 254

第五节 水的预处理和膜结垢的防止与去除 254

一、电渗析器对进口水的水质要求指标 254

三、电渗析器结垢的原因 255

四、电渗析器结垢的防止与去除 256

第六节 电除盐技术 258

一、概述 258

二、加拿大E-Cell公司的EDI设备 259

三、美国Ionpure公司的CEDI 261

四、CEDI与EDI性能比较 262

一、离子交换树脂的分类 264

二、强酸性苯乙烯系阳树脂 264

第一节 离子交换树脂分类及其性能 264

第九章 离子交换法水处理 264

三、强碱性苯乙烯系阴树脂 266

四、弱酸性阳树脂 268

五、弱碱性阴树脂 269

第二节 各种离子交换工艺和设备 269

一、概述 269

二、顺流离子交换 271

三、固定式气水顶压和无顶压逆流再生床 275

四、混合床、双流混床 282

第三节 离子交换脱盐系统 288

一、脱盐系统的再生工艺 288

二、各种离子交换器工作周期曲线 291

三、十个主要的除盐系统 295

第十章 水的蒸馏法脱盐 299

第一节 海水淡化技术 299

一、海水淡化发展的概况 299

二、海水与苦咸水淡化方法及应用 299

第二节 多级闪蒸淡化 302

一、多级闪蒸原理 302

二、多级闪蒸器 306

三、多级闪蒸海水淡化装置实例 307

第三节 多效蒸发淡化 308

一、多效蒸发淡化原理 308

二、多效蒸发的分类 309

三、脱盐常用的几种蒸发器 312

四、多效蒸发的综合经济指标 314

一、单效蒸发器和二效蒸发器 315

第四节 用于发电厂、热电厂或热电联合造水工程的苦咸水单效、二效和六效蒸发器 315

二、不同热力制水方式的热经济指标 321

三、六效蒸发器 323

第十一章 微污染水源的饮用水处理 327

第一节 水源的污染及其危害 327

一、微污染水源的水质特点及危害 327

二、污染物的种类和各种参数 328

第二节 生活饮用水的水质标准 330

一、饮用水与人体健康 330

一、水中有机物的特性 333

二、各种处理工艺去除有机物的效果 333

第三节 有机物的去除 333

二、常规水质分析 333

三、不同处理单元对不同分子量有机物的去除 334

四、根据原水CODMn选择进水工艺 335

第四节 微污染水源的常规净化技术和深度处理技术 335

一、微污染水源常规净化技术的进展和局限性 335

二、微污染水源饮用水的深度处理技术 336

第五节 水的预处理技术和强化混凝 339

一、水的预处理技术 339

二、强化混凝 340

一、采用生物预处理的必要性 341

二、生物膜法的性能及特点 341

第六节 生物预处理 341

三、弹性立体填料生物接触氧化池 342

四、曝气生物滤池 344

五、臭氧-生物活性炭技术 346

第七节 提高混凝沉淀、过滤效果的方法和消毒技术 347

一、提高混凝沉淀、过滤效果的方法 347

二、消毒技术 349

第八节 微污染水源饮用水处理的工艺选择和组合工艺对富营养化水源的净化 349

一、工艺选择 349

二、组合工艺的水质净化 350

三、富营养化水源饮用水净化工艺的选择 351

一、生产矿泉水10t/h和生产纯净水10t/h的优质饮用水工程 352

第九节 工程实例和系统配置 352

二、4t/h（96t/d）纯净水工程 354

三、10t/h（240t/d）深度预处理、纳滤优质饮用水工程 354

四、小容量用于饮用的纯净水反渗透系统的配置 357

第十二章 水的循环再利用 358

第一节 循环冷却水的浓缩与污垢控制 358

一、循环水的浓缩倍率 358

二、循环水的水质计算 359

三、判断水质结垢或腐蚀的指标 360

四、污垢的控制 361

第二节 动力厂和电厂循环冷却水处理及节水技术 361

一、概述 361

三、循环冷却水排污水回收处理技术 362

二、循环冷却水补充水处理技术 362

四、城市污水再生水的利用技术 363

五、工程实例 363

第三节 动力厂和电厂汽水循环系统中凝结水的除盐 368

一、概述 368

二、凝结水除盐工艺 368

三、工程实例简介 369

第四节 水循环再利用的游泳池水处理 370

一、游泳池水处理的总则 370

二、标准游泳池和跳水池的水处理系统 371

第五节 利用循环水系统对污水去除氨氮（零费用脱氮技术） 372

一、往复式药液计量泵 374

第一节 计量泵加药系统 374

第十三章 水处理加药系统及自动化 374

二、加药计量泵 376

第二节 水处理加药系统及其自动化 376

一、控制原则 376

二、加药泵及其配置 377

三、水质控制器 377

四、计量泵出口管系的安全及其流量控制执行机构 377

五、比例控制和PID混合控制 378

第三节 真空加氯设备 379

一、真空加氯机原理 379

二、加氯系统控制应用 381

三、加氯系统 382

第一节 采用石灰软化反渗透脱盐系统用于饮用水和工业用水脱盐 385

一、环保型水处理 385

第十四章 环保型水处理系统的选择 385

二、以城市污水为水源，采用石灰预处理的反渗透脱盐系统用于处理生活饮用水 386

三、以工业废水为水源经石灰预处理、砂滤和活性炭过滤后进入反渗透脱盐，成品水用于工业用水 388

第二节 反渗透脱盐及其预处理设备的选择 389

一、反渗透膜元件正常运行的条件 389

二、超滤和预处理 389

三、对微污染水源的前置预处理 390

四、用石灰、混凝处理生活污水和工业废水时水处理厂的出水水质控制和运行 390

五、冷却水再循环系统的浓缩倍率和反渗透以回用水为水源时浓缩倍率高的安全措施 390

一、水回收率和浓缩倍率 392

第三节 环保型CaO·Na2CO3→UF→RO→EDI水处理脱盐系统 392

二、技术经济评估 393

第四节 反渗透后、离子交换深度脱盐系统的选择 395

一、中压锅炉补给水：200t/h反渗透加混床与反渗透加一级除盐的比较 395

二、高压锅炉补给水：480t/h水处理工程反渗透后接混床和接二级除盐系统的比较 396

三、反渗透后接混床与二级离子交换除盐比较 398

第五节 电除盐与混床比较 398

第六节 以石灰软化水作锅炉补给水时炉内汽水分离系统的选择 399

一、动力锅炉水处理 399

二、锅炉饱和蒸汽的含盐量 399

三、蒸馏法制取纯净水 401

主要参考文献 402