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第1章 总论 1

1.1 饮用水的水质问题 1

1.1.1 原水水质 1

1.1.2 水质标准 3

1.1.3 北方地区部分城市水厂工艺 30

1.2 饮用水安全保障技术的发展 32

1.3 863“北方地区安全饮用水保障技术”课题介绍 34

1.3.1 课题目标 34

1.3.2 主要研究内容 35

1.3.3 技术路线 37

1.3.4 试验研究系统 39

参考文献 40

第2章 北方地区水资源现状与水质评价 43

2.1 北方地区水资源现状与变化趋势 43

2.1.1 北方地区五片流域情况简介 43

2.1.2 北方地区水资源现状 44

2.2.1 全国供水工程设施与供水能力 52

2.2 北方地区水资源开发和利用现状 52

2.2.2 供水量构成现状与特点 54

2.2.3 用水量构成现状与特点 56

2.3 北方流域片地表水环境污染现状 60

2.3.1 五大流域水系水环境状况 60

2.3.2 湖泊水质状况 63

2.3.3 水库水质状况 64

2.3.4 重点城市饮用水水源水质情况 65

2.4.1 北方地区部分代表性水源水质评价 66

2.4 北方部分地区水源水质评价与聚类分区 66

2.4.2 北方地区代表性水源水质的聚类分区 76

2.4.3 密云水库近年水质分析 82

2.4.4 于桥水库水质分析 85

参考文献 87

第3章 水源水质改善及水源水质监测与预警 89

3.1 概述 89

3.2 水源地保护与污染控制 91

3.2.1 水源地保护规划 91

3.2.2 水源保护区流域污染控制 95

3.2.3 水源地生态环境保护与修复 99

3.2.4 水源保护区管理 104

3.3 水环境修复与水源水质改善技术 106

3.3.1 水源水质改善的物理方法 106

3.3.2 水源水质改善的化学方法 109

3.3.3 水源水质生物修复和改善技术 111

3.3.4 水源水质改善的混合曝气方法 122

3.4 扬水曝气水质改善技术研究应用 125

3.4.1 扬水曝气器开发 125

3.4.2 扬水曝气对藻类生长的抑制作用 136

3.4.3 扬水曝气对底泥释放抑制作用的模拟 143

3.4.4 扬水曝气与生物接触氧化组合技术 151

3.5 水源水质在线自动监测 153

3.5.1 在线自动监测项目 153

3.5.2 主要水质在线自动分析仪器 156

3.5.3 水源水质在线监测与数据传输系统及其组成 174

3.6 水源水质预测与预警 176

3.6.1 水源水质预测 176

3.6.2 水源水质预警 193

3.7.1 原水中藻类对水厂运行的危害及预测的必要性 198

3.7.2 水源水质在线监测及数据传输系统的建设 198

3.7 水源水质预警系统应用研究 198

3.7.3 水源水质预测系统 205

3.7.4 水源水质预警 226

参考文献 227

第4章 水源水预处理技术 230

4.1 概述 230

4.2.1 高锰酸盐预氧化 231

4.2 化学预氧化技术 231

4.2.2 二氧化氯预氧化 253

4.2.3 过氧化氢预氧化 256

4.2.4 臭氧预氧化 265

4.2.5 其他化学预氧化 279

4.2.6 预氧化有机物的途径 291

4.2.7 化学预氧化处理技术综合评价指标 293

4.3 生物预处理技术 296

4.3.4 生物预处理技术在饮用水中的应用 297

4.3.2 生物接触预氧化法 298

4.3.3 普通生物过滤 309

4.3.4 生物预处理氧化净水技术机理分析 310

4.4 粉末活性炭吸附预处理技术 313

4.4.1 粉末活性炭在饮用水处理中的应用 313

4.4.2 粉末活性炭预处理技术研究 314

4.4.3 粉末活性炭表面改性研究 326

4.5 原水中藻类控制与化学杀藻技术 334

4.5.1 藻类控制技术 334

4.5.2 天津水源藻类高发特征及化学杀藻 339

4.6 突发性水质污染监测与应急技术措施 349

4.6.1 概述 349

4.6.2 突发性水质污染特征 349

4.6.3 有毒化学品污染应急监测与处理处置技术 350

4.6.4 农药污染应急监测与处理处置技术 351

4.6.5 溢油污染应急监测与处理处置技术 353

4.6.6 病原微生物污染应急监测与控制技术 355

4.6.7 水源水质突发性污染应急监测与处理措施 355

参考文献 357

4.6.8 水厂突发污染事件应急方案与措施 357

第5章 常规给水处理工艺强化 362

5.1 常规给水处理工艺强化技术概论 362

5.1.1 常规给水处理工艺所面临的问题 362

5.1.2 强化混凝技术 366

5.1.3 强化沉淀与气浮技术 368

5.1.4 强化过滤技术 369

5.2 强化混凝原理和工艺 370

5.2.1 混凝原理与强化混凝技术的提出 370

5.2.2 强化混凝与优化混凝研究进展 377

5.2.3 北方地区典型原水的强化混凝研究与生产示范 390

5.3 沉淀与气浮及其强化方法 407

5.3.1 颗粒物在水中的力学与运动学分析 407

5.3.2 气浮和沉淀工艺 408

5.3.3 常规气浮和沉淀工艺比较 420

5.3.4 气浮和沉淀工艺的强化 421

5.3.5 强化气浮和沉淀工艺的中试研究 427

5.3.6 气浮和沉淀工艺浮渣及排泥处置技术 435

5.4.1 强化过滤基础 442

5.4 强化过滤 442

5.2 不同原水水质的过滤效率 449

5.4.3 合理选择滤料级配及滤池形式 458

5.4.4 不同预处理工艺强化过滤 464

5.4.5 过滤工艺的安全运行及维护 472

参考文献 478

第6章 臭氧-活性炭处理技术 481

6.1 概论 481

6.1.1 臭氧-活性炭处理技术的应用与展望 481

6.1.2 臭氧高级氧化技术的应用 483

6.1.3 人工固定化生物活性炭技术的发展 484

6.2 臭氧氧化技术 485

6.2.1 臭氧氧化技术的特性 485

6.2.2 臭氧催化氧化技术的特征与反应体系 495

6.2.3 臭氧氧化副产物及其控制 504

6.3 活性炭应用技术 507

6.3.1 活性炭的制造 508

6.3.2 活性炭对水中有机物的吸附理论 509

6.3.3 活性炭的选定 517

6.3.4 活性炭表面改性与活性炭再生 533

6.4 人工固定化生物活性炭技术 536

6.4.1 工艺原理 536

6.4.2 优势菌种培养技术 540

6.4.3 微生物固定化技术 550

6.4.4 固定化生物活性炭净水性能及其影响因素 555

6.5 臭氧生物活性炭联用技术 568

6.5.1 臭氧生物活性炭的净水效能 568

6.5.2 臭氧催化氧化生物活性炭联用技术 574

6 5.3 臭氧氧化／臭氧催化氧化生物活性炭净水效能的对比 585

6.6 臭氧生物活性炭处理工艺设计与应用 592

6.6.1 臭氧生物活性炭处理流程的选择 592

6.6.2 臭氧系统的应用 594

6.6.3 生物活性炭滤池的应用 597

6.6.4 臭氧-生物活性炭工艺主要设计参数的确定 602

参考文献 603

7.1.1 膜技术发展概况 606

7.1 概述 606

第7章 膜处理技术 606

7.1.2 膜技术分类及特点 608

7.1.3 饮用水处理中常用膜的技术原理及其特性 611

7.1.4 膜技术在饮用水处理中的应用现状和发展 618

7.2 混凝—超滤工艺系统 620

7.2.1 混凝—超滤工艺处理黄河水 621

7.2.2 混凝—超滤工艺处理松花江水 633

7.3 PAC—超滤工艺系统 642

7.3.1 PAC—超滤系统除污染效能 643

7.3.2 PAC—超滤系统膜透过性能研究 644

7.4 超滤膜系统工艺运行特性 646

7.4.1 超滤膜反冲洗 649

7.4.2 超滤膜化学清洗 651

7.4.3 超滤膜的完整性及机械强度分析 653

7.4.4 超滤膜工艺运行自动控制 654

7.5 工程应用实例 657

7.5.1 广东顺德五沙水厂 657

7.5.2 日本今市市濑尾给水厂 659

7.5.3 江苏苏州市吴中区渡村水厂 660

7.5.4 美国佛罗里达州路丝市纳滤软化试验厂 660

7.5.5 法国巴黎Aurse-Sur-Oise水厂 662

7.5.6 天津市杨柳青水厂 663

参考文献 666

第8章 水生动物灭活及去除技术 669

8.1 概述 669

8.1.1 水生动物性污染物的主要种类 669

8.1.2 研究现状 673

8.2 水蚤类灭活及去除技术 681

8.2.1 剑水蚤的生物学特性 681

8.2.2 生物法除蚤 683

8.2.3 化学药剂杀蚤 695

8.2.4 化学药剂灭活与强化常规水处理工艺协同去除技术 703

8.3 颤蚓类灭活及去除技术 706

8.3.1 自来水中单孔蚓的生物学特性 706

8.3.2 对成虫的杀灭 713

8.3.3 对卵和幼虫的灭活 719

8.3.4 单孔蚓存在的安全性分析 721

8.3.5 控制措施 722

参考文献 722

第9章 消毒与消毒副产物控制的新理论与新技术 725

9.1 消毒概述 725

9.1.1 消毒应用概况 725

9.1.2 消毒面临的问题 726

9.1.3 消毒研究进展 730

9.2.1 消毒灭活微生物的机理 737

9.2 消毒的微生物安全性评价 737

9.2.2 传统氯消毒工艺的微生物学指标控制特性 742

9.2.3 顺序氯化消毒方法的微生物学指标控制特性 745

9.3 消毒工艺的消毒副产物控制 753

9.3.1 消毒副产物生成机理 753

9.3.2 传统氯消毒工艺的消毒副产物生成特性 757

9.3.3 顺序氯化消毒的副产物生成控制 759

9.4.2 清水池设计 763

9.4.1 实施方法 763

9.4 顺序氯化消毒工艺工程应用 763

9.5 控制消毒副产物及其前体物的水处理工艺 765

9.5.1 消毒副产物前体物特性分析 765

9.5.2 常规工艺中消毒副产物及其前体物变化特性 770

9.5.3 强化常规工艺中消毒副产物及其前体物变化特性 774

9.5.4 预氧化工艺中消毒副产物及其前体物变化特性 776

9.5.5 深度处理工艺中消毒副产物及其前体物变化特性 779

9.5.6 控制消毒副产物前体物的优化工艺组合 782

9.5.7 组合工艺对DOC和UV254去除效果的比较 790

参考文献 792

第10章 给水管网水质稳定性的评价和控制 795

10.1 管网水生物稳定性的评价及其控制 795

10.1.1 管网水生物稳定性问题及其评价方法 795

10.1.2 管网水生物稳定性的变化规律 799

10.1.3 管网水中悬浮菌生长的影响因素及控制指标 801

10.1.4 管壁生物膜生长的影响因素及控制指标 812

10.1.5 管网水细菌再生长模型 822

10.1.6 管网水生物稳定性控制对策 829

10.2.1 管网水化学稳定性问题提出背景及其危害 831

10.2 管网水化学稳定性的评价及其控制 831

10.2.2 管网中各类化学稳定性的判断方法 833

10.2.3 管网中铁的稳定性问题分析 840

10.2.4 其他化学稳定性问题分析 859

10.2.5 管网水化学稳定性的控制对策与技术 861

参考文献 864

11.1 概述 870

11.1.1 给水管网水质的二次污染 870

第11章 安全输配技术 870

11.1.2 加强科学管理，实现管网水质在线监控 871

11.2 生长环对管网水质和通水能力的影响 871

11.2.1 生长环的成因 871

11.2.2 生长环对水质的影响 874

11.2.3 生长环对通水能力的影响 874

11.2.4 管网水质变化规律 875

11.3 管网动态水力模型 879

11.3.1 水力模型 879

11.3.2 水力建模所需信息 880

11.3.3 水力建模的过程 888

11.4 管网动态水质模型 906

11.4.1 管网水质模型的作用 906

11.4.2 水质模型的分类 907

11.4.3 余氯衰减模型 908

11.4.4 消毒副产物模型 915

11.4.5 微生物学模型 916

11.4.6 水质模型与水力模型的关系 916

11.5.1 水质模型的算法 917

11.5 水质模型的算法以及求解 917

11.5.2 水质模型与水力模型的耦合计算 919

11.5.3 水质模型的校核 920

11.5.4 水质模型的评价 922

11.6 管网水质在线监测系统 923

11.6.1 国内外发展现状 923

11.6.2 管网水质在线监测系统的内涵和功能 923

11.6.3 管网水质在线监测系统的意义 924

11.6.4 管网水质在线监测系统的组成 925

11.6.6 在线监测点的优化选取 926

11.6.5 在线监测系统与水质模型的关系 926

11.6.7 数据的采集和利用 927

参考文献 930

第12章 饮用水及其净化技术的安全评价 931

12.1 微量有毒有害物质的化学测试技术 931

12.1.1 固相萃取SPE-GC-MS技术 931

12.1.2 固相微萃取（SPME）-GC-MS技术 941

12.1.3 LC-MS检测技术 947

12.2 生物毒性测试 952

12.2.1 遗传毒性-umu测试 953

12.2.2 急性毒性效应的生物毒性测试 969

12.2.3 内分泌干扰效应的生物毒性测试 974

12.2.4 类二噁英效应的生物毒性测试 981

12.3 饮用水安全评价体系 986

12.3.1 生物毒性测试指标体系 986

12.3.2 微量有毒有害物质化学指标体系 993

参考文献 998

13.1.3 集成的内容 1001

13.1.2 集成的原则 1001

13.1 概述 1001

13.1.1 集成的目标 1001

第13章 饮用水水质保障技术集成 1001

13.2 系统集成 1002

13.2.1 原水水质分期和特性分析 1002

13.2.2 单元技术的评价 1007

13.2.3 组合工艺技术评价 1026

13.2.4 组合工艺的优化 1060

13.3.1 上海周家渡水厂 1072

13.3 工程实例 1072

13.3.2 深圳梅林水厂 1073

13.3.3 浙江嘉兴石臼漾水厂 1078

13.3.4 广州南洲水厂 1084

13.3.5 浙江桐乡果园桥水厂 1087

13.3.6 昆明第五水厂 1092

13.3.7 天津津滨水厂 1093

13.3.8 我国其他水厂应用实例 1095

13.3.9 国外水厂应用实例 1096

参考文献 1098