排水工程 下 第2版PDF电子书下载

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