第1篇 总论 1
1 水环境的污染与防治 1
1.1 水资源 1
1.2 水污染 2
1.3 水体污染防治 3
习题和思考题 4
2 水污染防治基础知识 5
2.1 废水 5
2.2 污染物与污染指标 5
2.2.1 固体污染物 5
2.2.2 需氧污染物 6
2.2.3 毒性污染物 7
2.2.4 营养性污染物 8
2.2.5 生物污染物 8
2.2.6 感官污染物 9
2.2.7 酸碱污染物 9
2.2.8 油类污染物 9
2.2.9 热污染 9
2.3 废水水质 9
2.4 废水水质控制标准 10
2.5 控制废水污染的基本途径 11
2.5.1 减少污染因子的产生量 11
2.5.2 减少污染因子的排放量 11
2.6 废水水质控制和污泥处理方法分类 12
2.6.1 废水水质控制方法分类 12
2.6.2 污泥处理方法分类 14
2.7 废水处理系统 14
2.8 水量调节与水质均化 16
2.8.1 水量调节 16
2.8.2 水质均化 16
习题和思考题 17
第2篇 不溶态污染物的分离技术 17
3 重力沉降法 19
3.1 概述 19
3.2 离散颗粒的沉降规律 20
3.2.1 单独颗粒的沉降规律 20
3.2.2 群体颗粒的沉降速度 22
3.3 沉降试验和沉降曲线 23
3.3.1 自由沉降试验及其沉降曲线 23
3.3.2 絮凝沉降试验及其沉降曲线 27
3.4 理想沉淀池 30
3.5 沉砂池 31
3.5.1 平流沉砂池 31
3.5.2 曝气沉砂池 33
3.5.3 旋流沉砂池 34
3.6 普通沉淀池 35
3.6.1 平流沉淀池 35
3.6.2 竖流沉淀池 38
3.6.3 辐流沉淀池 41
3.7 斜板和斜管沉淀池 42
3.7.1 浅层沉降原理 42
3.7.2 斜板、斜管沉淀池的构造 43
3.7.3 斜板、斜管沉淀池的设计计算 44
习题和思考题 46
4 混凝澄清法 48
4.1 胶体结构及其脱稳凝聚机理 48
4.1.1 胶体结构及其ζ电位 48
4.1.2 胶体的脱稳和凝聚 49
4.2 混凝剂及其作用机理 52
4.2.1 常用混凝剂及其性能 52
4.2.2 混凝剂的作用机理 53
4.2.3 助凝剂 54
4.3 混凝条件及混凝试验 55
4.4 混合反应器和澄清设备 58
4.4.1 混合器 58
4.4.2 反应池 60
4.4.3 澄清池 61
习题和思考题 63
5 浮力浮上法 64
5.1 隔油 64
5.1.1 油粒上浮速度 64
5.1.2 隔油池 65
5.2 气浮和浮选原理 67
5.2.1 气浮和浮选 67
5.2.2 空气的溶解、释放及气泡性质 67
5.2.3 悬浮粒子与气泡的粘附 70
5.2.4 乳化和破乳 71
5.3 压力溶气气浮及其系统设计 72
5.3.1 压力溶气气浮的流程及供气方式 72
5.3.2 压力溶气气浮的主要设备及其设计计算 75
习题和思考题 79
6 不溶态污染物的其他分离方法 80
6.1 阻力截留法 80
6.1.1 格栅 80
6.1.2 筛网 82
6.1.3 微滤 83
6.2 离心力分离法 83
6.2.1 离心力分离原理 83
6.2.2 离心分离设备及其设计计算 84
6.3 磁力分离法 88
6.3.1 磁力分离原理 89
6.3.2 磁力分离设备及分离流程 89
习题和思考题 92
第3篇 污染物的生物化学转化技术 92
7 活性污泥法 93
7.1 废水生物处理 93
7.1.1 废水生物处理原理 93
7.1.2 生物处理方法分类 96
7.2 活性污泥法基本原理 96
7.2.1 活性污泥与活性污泥法 96
7.2.2 活性污泥法分类 97
7.2.3 活性污泥增长特点与净化作用 98
7.2.4 活性污泥的性能指标 99
7.2.5 影响活性污泥性能的环境因素 100
7.2.6 活性污泥法主要设计和运行参数 101
7.3 活性污泥降解有机物的规律 103
7.3.1 生物处理动力学模型 103
7.3.2 动力学模型的应用 106
7.3.3 净化理论在活性污泥法中的应用 110
7.4 活性污泥法运行方式 111
7.4.1 曝气池混合反应形式 111
7.4.2 各种活性污泥法系统 112
7.5 曝气原理与曝气池构造 120
7.5.1 曝气的作用与方法 120
7.5.2 曝气池 124
7.5.3 氧的传递理论 127
7.6 活性污泥法系统的工艺设计 128
7.6.1 工艺流程选择 128
7.6.2 曝气时间与曝气池容积 128
7.6.3 回流污泥量及污泥回流设备 130
7.6.4 需氧量、供氧量与曝气设备的确定 131
7.6.5 二次沉淀池的设计 138
7.6.6 设计计算举例 138
7.6.7 序批式活性污泥法工艺设计 141
7.7 活性污泥法系统的运行管理 143
7.7.1 活性污泥的培养与驯化 143
7.7.2 活性污泥法运行中常见的问题 143
7.7.3 活性污泥法运行中需要测定的主要项目 145
习题和思考题 146
8 生物膜法 147
8.1 概述 147
8.2 基本原理 148
8.2.1 生物膜附着的基体——填料 148
8.2.2 生物膜 149
8.2.3 生物膜中的物质迁移 150
8.2.4 生物膜净化废水的原理 151
8.3 普通生物滤池 151
8.3.1 构造与特征 151
8.3.2 负荷 152
8.3.3 耗氧与供氧 154
8.3.4 处理效率 155
8.3.5 生物滤池的设计 156
8.4 生物滤池的类型与运行 157
8.4.1 生物滤池的类型 157
8.4.2 生物滤池运行流程 158
8.4.3 回流 159
8.4.4 生物滤池的运行 160
8.5 生物转盘 161
8.5.1 构造 161
8.5.2 工作过程 163
8.5.3 组合形式及处理流程 163
8.5.4 处理特点 163
8.5.5 设计 164
8.5.6 生物转盘的实践 165
8.6 接触氧化法 165
8.6.1 构造 166
8.6.2 去除机理及特点 166
8.6.3 处理流程 167
8.6.4 设计 168
习题和思考题 169
9 厌氧生物处理法 170
9.1 厌氧消化原理 170
9.1.1 厌氧消化的生化阶段 170
9.1.2 发酵的控制条件 171
9.2 厌氧消化工艺设备 174
9.2.1 厌氧接触系统 175
9.2.2 厌氧生物滤池和厌氧生物转盘 175
9.2.3 上流式厌氧污泥床反应器 176
9.2.4 厌氧流化床反应器 178
9.2.5 两相厌氧消化系统 178
9.2.6 几种厌氧生物处理工艺及装置的比较 178
习题和思考题 179
10 自然条件下的生物处理法 180
10.1 稳定塘 180
10.1.1 稳定塘的种类和功能 180
10.1.2 稳定塘的规划与设计 181
10.2 生态系统塘 182
10.2.1 水生植物塘 182
10.2.2 养殖塘 183
10.3 土地处理法 184
10.3.1 废水的土地处理概念及分类 184
10.3.2 土地处理机理 184
10.3.3 污水灌溉的水质要求 185
10.3.4 污水灌溉的规划与设计 185
10.3.5 土地渗滤系统 186
10.3.6 人工湿地处理系统 188
习题和思考题 191
第4篇 污染物的化学转化技术 191
11 中和法 192
11.1 概述 192
11.2 基本原理 192
11.3 酸性废水的中和处理 193
11.3.1 投药中和法 193
11.3.2 过滤中和法 196
11.3.3 利用碱性废水和废渣的中和法 197
11.4 碱性废水的中和处理 197
习题和思考题 198
12 化学沉淀法 199
12.1 氢氧化物沉淀法 199
12.2 其他化学沉淀法 202
12.2.1 硫化物沉淀法 202
12.2.2 碳酸盐沉淀法 204
12.2.3 卤化物沉淀法 204
12.2.4 螯合沉淀法 205
12.3 铁氧体沉淀法 207
12.3.1 铁氧体 207
12.3.2 铁氧体沉淀法的工艺流程 207
12.3.3 铁氧体沉淀法处理废水举例 208
习题和思考题 209
13 氧化还原法 210
13.1 基本原理 210
13.1.1 无机物的氧化还原 210
13.1.2 有机物的氧化还原 210
13.1.3 影响氧化还原反应的因素 211
13.2 化学氧化法 211
13.2.1 空气氧化法 211
13.2.2 臭氧氧化法 212
13.2.3 氯氧化法 214
13.2.4 高锰酸盐氧化法 216
13.3 化学还原法 216
13.3.1 还原法去除六价铬 216
13.3.2 还原法除汞（Ⅱ） 217
13.4 电化学法 217
13.4.1 概述 217
13.4.2 电能效率及其影响因素 218
13.4.3 电解氧化还原法 218
13.4.4 电解浮上和电解凝聚 220
13.5 高级氧化法 222
13.5.1 概述 222
13.5.2 典型的高级氧化技术 222
习题和思考题 224
14 化学消毒法 225
14.1 概述 225
14.2 化学消毒原理 225
14.3 氯消毒法 227
14.3.1 氯的消毒作用 227
14.3.2 投氯量及投氯点 228
14.3.3 加氯装置 229
14.3.4 应用 230
14.4 其他消毒法 231
14.4.1 二氧化氯消毒法 231
14.4.2 臭氧消毒法 231
14.4.3 紫外消毒法 232
14.4.4 重金属消毒法 232
14.4.5 其他卤素消毒法 232
习题和思考题 233
第5篇 溶解态污染物的物理化学分离技术 233
15 吸附法 234
15.1 基本原理 234
15.1.1 固体表面上的吸附作用 234
15.1.2 等温吸附规律 235
15.1.3 吸附动力学 237
15.1.4 影响吸附的因素 237
15.2 吸附剂 238
15.2.1 活性炭 238
15.2.2 树脂吸附剂 238
15.2.3 腐殖酸类吸附剂 238
15.2.4 其他吸附剂 239
15.3 吸附工艺过程及设备 239
15.3.1 吸附操作方式 239
15.3.2 固定床吸附柱的工作规律 240
15.3.3 吸附装置的设计计算 240
15.4 吸附剂的再生 242
15.5 吸附法在废水处理中的应用 244
15.5.1 含汞废水处理 244
15.5.2 含铬废水处理 244
15.5.3 炼油厂废水处理 244
习题和思考题 245
16 离子交换法 246
16.1 离子交换剂 246
16.1.1 离子交换树脂的结构特征 246
16.1.2 离子交换树脂的种类 247
16.1.3 离子交换树脂的性能 247
16.2 离子交换平衡与交换动力学 249
16.2.1 离子交换平衡 249
16.2.2 离子交换动力学 251
16.3 离子交换工艺过程及设备 251
16.3.1 离子交换工艺过程 251
16.3.2 离子交换设备 254
16.4 离子交换系统的设计 255
16.4.1 离子交换系统的设计步骤 255
16.4.2 固定床的设计计算 255
16.4.3 流动床的设计计算 256
16.5 离子交换法在废水处理中的应用 257
16.5.1 含汞废水处理 257
16.5.2 含镉废水处理 258
16.5.3 含铬废水处理 258
16.5.4 除磷脱氮 259
习题和思考题 259
17 膜分离法 261
17.1 概述 261
17.2 扩散渗析法 262
17.2.1 基本原理 262
17.2.2 扩散渗析的应用实例 263
17.3 电渗析法 263
17.3.1 基本原理和特点 263
17.3.2 电渗析膜 264
17.3.3 电渗析器 265
17.3.4 电渗析的工艺技术问题和指标 265
17.3.5 电渗析的工艺计算 267
17.3.6 电渗析法在废水处理中的应用 268
17.4 微滤 269
17.4.1 基本原理 269
17.4.2 微滤膜的特点 269
17.4.3 微滤膜 270
17.4.4 微滤技术的应用 270
17.5 超滤法 270
17.5.1 基本原理 270
17.5.2 超滤膜 271
17.5.3 超滤设备和超滤工艺流程 271
17.5.4 超滤技术的应用 272
17.6 反渗透法 272
17.6.1 基本原理 272
17.6.2 反渗透膜 273
17.6.3 反渗透装置 274
17.6.4 反渗透处理系统的计算 276
17.6.5 反渗透法在废水处理中的应用实例 277
17.7 液膜分离技术 278
17.7.1 液膜的结构与液膜的形成 278
17.7.2 液膜材料的选择与液膜分离操作 278
17.7.3 液膜分离技术在处理废水方面的应用 280
习题和思考题 280
18 溶解态污染物的其他分离方法 281
18.1 吹脱法和汽提法 281
18.1.1 吹脱法 281
18.1.2 汽提法 283
18.2 萃取法 286
18.2.1 分配定律和萃取平衡、萃取速度 286
18.2.2 萃取剂的选择和再生 287
18.2.3 萃取工艺过程 287
18.2.4 萃取设备及计算 288
18.2.5 萃取法在废水处理中的应用实例 290
18.3 结晶法 291
18.3.1 基本原理 291
18.3.2 物料衡算 292
18.3.3 结晶法处理废水举例 292
习题和思考题 293
第6篇 废水的再生利用与排放 293
19 废水再生利用系统的水质处理 294
19.1 概述 294
19.2 循环冷却水的冷却处理 294
19.2.1 循环冷却水系统 294
19.2.2 水的冷却机理 295
19.2.3 冷却构筑物分类 295
19.2.4 冷却塔的构造 297
19.2.5 冷却塔的设计计算 299
19.2.6 冷却塔的水量损失 303
19.2.7 冷却构筑物的选择 303
19.3 循环冷却水的水质稳定 303
19.3.1 循环水的水质稳定性 304
19.3.2 结垢的控制 306
19.3.3 腐蚀的控制 308
19.3.4 微生物的控制 310
19.4 城市污水的高级处理与再用 311
19.4.1 二级处理后高级处理 311
19.4.2 二级处理强化技术 312
19.5 废水的过滤技术 313
19.5.1 基本原理 313
19.5.2 滤层与垫层 315
19.5.3 过滤工艺过程 316
19.5.4 过滤水头损失分析 318
19.5.5 滤池的反洗 319
19.5.6 配水系统 319
19.5.7 普通快滤池及其设计计算 321
19.5.8 虹吸滤池及无阀滤池 321
19.5.9 压力滤池 322
19.5.10 V形滤池 322
习题和思考题 323
20 脱氮除磷 324
20.1 氮的去除 324
20.1.1 沸石选择性交换吸附 324
20.1.2 空气吹脱 325
20.1.3 折点氯化 325
20.1.4 生物脱氮 326
20.2 磷的去除 331
20.2.1 化学除磷 331
20.2.2 生物除磷 332
20.3 废水生物脱氮除磷技术 334
20.3.1 A2/O工艺 334
20.3.2 改进型Bardenpho（五段）工艺 335
20.3.3 UCT工艺 335
20.3.4 氧化沟脱氮除磷工艺 336
习题和思考题 336
21 水体自净与废水排放 337
21.1 水体的特征 337
21.1.1 河流 337
21.1.2 湖泊与水库 337
21.1.3 海洋 338
21.2 河流的自净规律 339
21.2.1 河流的自净机理 339
21.2.2 河流的自净模型 340
21.3 湖泊及海洋的自净规律 343
21.3.1 湖泊水库的污染与自净 343
21.3.2 海洋的污染与自净 345
21.4 废水处理程度的确定 345
21.4.1 废水处理程度确立原则 345
21.4.2 废水排放标准 346
21.4.3 废水处理程度的确定 347
21.5 废水的输送与排放 347
21.5.1 概述 347
21.5.2 立交穿越技术 348
21.5.3 出水口 349
21.5.4 其他构筑物 350
习题和思考题 351
第7篇 污泥处理与处置技术 351
22 污泥的处理与利用 352
22.1 概述 352
22.1.1 污泥的种类 352
22.1.2 污泥的特性 352
22.1.3 污泥的数量 354
22.2 污泥处理工艺 354
22.3 污泥浓缩 355
22.3.1 重力浓缩 355
22.3.2 气浮浓缩 360
22.3.3 离心浓缩 361
22.4 污泥调理与脱水 362
22.4.1 污泥调理 362
22.4.2 自然脱水 363
22.4.3 机械脱水 364
22.5 污泥稳定 368
22.5.1 污泥的生物稳定 369
22.5.2 污泥的化学稳定 373
22.6 最终处置与综合利用 373
22.6.1 污泥的综合利用 374
22.6.2 湿式氧化 374
22.6.3 弃置 374
22.6.4 焚烧 374
习题和思考题 375
第8篇 污水处理厂（站）设计与水环境区域综合防治 375
23 污水处理厂（站）的设计 377
23.1 概述 377
23.1.1 设计原则与程序 377
23.1.2 设计资料 378
23.2 工艺流程及总体布置 379
23.2.1 工艺流程 379
23.2.2 厂（站）址选择 380
23.2.3 厂（站）的平面及立面布置 381
23.3 排水及给水设施 384
23.3.1 排水管渠 384
23.3.2 给水管道 385
23.4 臭味控制 386
23.4.1 污水处理厂（站）内臭味的种类及来源 386
23.4.2 臭味的影响及控制的必要性 386
23.4.3 臭味的控制技术与方法 386
23.5 配水设施及计量设备 389
23.5.1 配水设施 389
23.5.2 计量设备 390
23.6 污水泵房 393
23.6.1 泵的选择 393
23.6.2 泵房布置 394
23.6.3 吸水井 395
习题和思考题 396
24 水环境区域性综合防治 397
24.1 概述 397
24.2 水环境区域性综合防治的工作要点 397
24.2.1 工作内容 397
24.2.2 工作步骤 398
24.3 污染物总量控制方法 399
24.3.1 实施污染物总量控制的必要性 399
24.3.2 实施总量控制路线的适用范围 399
24.3.3 实施总量控制的条件 399
24.3.4 总量控制最优治理方案的确定 399
24.3.5 污染物的极限允许排放负荷的计算 400
24.4 行政经济原则及措施 403
24.4.1 水污染区域性防治的管理 403
24.4.2 水环境区域性综合防治的工程技术措施 404
习题和思考题 405
附录 406
附录1 地面水环境质量标准（摘自GB3838-2002） 406
附录2 农田灌溉水质标准（摘自GB5084-2005） 407
附录3 渔业水质标准（摘自GB11607-89） 408
附录4 海水水质标准（摘自GB3097-1997） 409
附录5 污染物综合排放标准（摘自GB8978-1996） 410
附录6 城镇污水处理厂污染物排放标准（摘自GB18918-2002） 412
附录7 城市污水再生利用城市杂用水水质（摘自GB/T18920-2002） 413
附录8 城市污水再生利用景观环境用水水质（摘自GB/T18921-2002） 414
附录9 城市污水再生利用工业用水水质（摘自GB/T19923-2005） 414
参考文献 416