第1篇 总论 1
第1章 污水的性质与污染指标 1
1.1 污水 1
1.2 城市污水的性质与污染指标 2
1.2.1 污水的物理性质及指标 2
1.2.2 污水的化学性质及指标 3
1.2.3 污水的生物性质及指标 11
第2章 水体污染与自净 13
2.1 水体污染及其危害 13
2.1.1 水体的物理性污染及危害 13
2.1.2 无机物污染及危害 14
2.1.3 有机物污染及危害 19
2.1.4 病原微生物污染及危害 20
2.2 水体自净的基本规律 20
2.2.1 水体的自净作用 20
2.2.2 水体水质基本模型 24
2.2.3 二维水体水质模型的应用 26
2.2.4 河流氧垂曲线方程——菲里普斯(Phelps)方程 37
2.2.5 湖泊、水库水体水质模型 41
2.3 水环境保护 43
2.3.1 水体水质评价 43
2.3.2 水环境容量 45
2.3.3 我国水环境法规与标准 51
2.4 污水处理基本方法与系统 52
第2篇 城市污水处理 54
第3章 污水的物理处理 54
3.1 格栅 54
3.1.1 格栅分类 54
3.1.2 格栅的设计 57
3.2 破碎机 60
3.2.1 概述 60
3.2.2 破碎机的构造与安装 60
3.3 沉淀理论 61
3.3.1 概述 61
3.3.2 沉淀类型的分析 62
3.3.3 理想沉淀池原理 68
3.3.4 实际沉淀池与理想沉淀池之间的误差 70
3.4 沉砂池 72
3.4.1 平流沉砂池 72
3.4.2 曝气沉砂池 74
3.4.3 多尔沉砂池 76
3.4.4 钟式沉砂池 77
3.5 沉淀池 77
3.5.1 平流式沉淀池 78
3.5.2 普通辐流式沉淀池 84
3.5.3 向心辐流式沉淀池 86
3.5.4 竖流式沉淀池 89
3.5.5 斜板(管)沉淀池 91
第4章 污水的生物处理(一)——活性污泥法 94
4.1 活性污泥法的基本原理 94
4.1.1 活性污泥处理法的基本概念与流程 94
4.1.2 活性污泥的形态与活性污泥微生物 95
4.1.3 活性污泥净化反应过程 99
4.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数 101
4.2.1 活性污泥净化反应影响因素 101
4.2.2 活性污泥处理系统的控制指标与设计、运行操作参数 105
4.3 活性污泥反应动力学基础 113
4.3.1 概述 113
4.3.2 莫诺(Monod)方程式 114
4.3.3 劳伦斯-麦卡蒂(Lawrence-McCarty)方程式 118
4.4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数 122
4.4.1 传统活性污泥法处理系统 123
4.4.2 阶段曝气活性污泥法系统 123
4.4.3 再生曝气活性污泥法系统 124
4.4.4 吸附-再生活性污泥法系统 125
4.4.5 延时曝气活性污泥法系统 126
4.4.6 高负荷活性污泥法系统 127
4.4.7 完全混合活性污泥法系统 127
4.4.8 多级活性污泥法系统 128
4.4.9 深水曝气活性污泥法系统 128
4.4.10 深井曝气活性污泥法系统 128
4.4.11 浅层曝气活性污泥法系统 129
4.4.12 纯氧曝气活性污泥法系统 130
4.5 活性污泥处理系统的新工艺 132
4.5.1 概述 132
4.5.2 氧化沟 132
4.5.3 间歇式活性污泥处理系统 137
4.5.4 AB法污水处理工艺 141
4.6 曝气的理论基础 143
4.6.1 氧转移原理 143
4.6.2 氧转移的影响因素 146
4.6.3 氧转移速率与供气量的计算 148
4.7 曝气系统与空气扩散装置 150
4.7.1 鼓风曝气系统与空气扩散装置 151
4.7.2 机械曝气装置 157
4.8 活性污泥反应器——曝气池 162
4.8.1 曝气池的分类 162
4.8.2 推流式曝气池 163
4.8.3 完全混合式曝气池 166
4.9 活性污泥处理系统的工艺设计 168
4.9.1 概述 168
4.9.2 曝气池(区)容积的计算 169
4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 173
4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置 177
4.9.5 二次沉淀池 180
4.9.6 曝气沉淀池各部位尺寸的确定 182
4.9.7 处理水的水质 183
4.9.8 设计举例 183
4.10 活性污泥处理系统的维护管理 194
4.10.1 活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化 194
4.10.2 活性污泥处理系统运行效果的检测 196
4.10.3 活性污泥处理系统运行中的异常情况 197
第5章 污水的生物处理(二)——生物膜法 199
5.1 概述 199
5.1.1 生物膜的构造及其对有机物的降解 199
5.1.2 生物膜处理法的主要特征 200
5.2 生物滤池 201
5.2.1 概述 201
5.2.2 普通生物滤池 202
5.2.3 高负荷生物滤池 206
5.2.4 塔式生物滤池 216
5.2.5 曝气生物滤池 221
5.3 生物转盘 222
5.3.1 概述 222
5.3.2 生物转盘的组成与构造特点 224
5.3.3 生物转盘处理系统的工艺流程与组合 226
5.3.4 生物转盘的计算与设计 227
5.3.5 生物转盘处理技术的进展 239
5.4 生物接触氧化 241
5.4.1 概述 241
5.4.2 生物接触氧化处理技术的工艺流程 243
5.4.3 生物接触氧化池的构造及形式 244
5.4.4 生物接触氧化池的计算 248
5.4.5 生物接触氧化处理技术的应用 251
5.5 生物流化床 253
5.5.1 概述 253
5.5.2 生物流化床的工艺类型 254
5.5.3 生物流化床的构造 256
第6章 污水的自然生物处理 258
6.1 稳定塘 258
6.1.1 概述 258
6.1.2 稳定塘的净化机理 260
6.1.3 好氧塘 270
6.1.4 兼性塘 272
6.1.5 厌氧塘 274
6.1.6 曝气塘 277
6.1.7 深度处理塘 279
6.1.8 控制出水塘 281
6.2 污水的土地处理系统 282
6.2.1 概述 282
6.2.2 土地处理系统对污水的净化作用机理 283
6.2.3 污水土地处理系统工艺 283
第7章 污水的深度处理与回用 292
7.1 概述 292
7.2 悬浮物的去除 293
7.2.1 概述 293
7.2.2 混凝沉淀 294
7.2.3 过滤技术 294
7.3 溶解性有机物的去除 296
7.3.1 活性炭吸附 296
7.3.2 臭氧氧化处理 298
7.4 溶解性无机盐类的去除 300
7.4.1 概述 300
7.4.2 脱盐技术 301
7.5 污水的消毒处理 304
7.5.1 消毒方法 304
7.5.2 液氯消毒 304
7.5.3 臭氧消毒 305
7.5.4 次氯酸钠消毒 305
7.5.5 紫外线消毒 305
7.6 脱氮技术 306
7.6.1 概述 306
7.6.2 氨的吹脱去除 306
7.6.3 生物脱氮原理 308
7.6.4 生物脱氮工艺 312
7.7 除磷技术 315
7.7.1 混凝沉淀除磷技术 315
7.7.2 生物除磷原理 318
7.7.3 生物除磷工艺 319
7.8 同步脱氮除磷技术 320
7.8.1 巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺 320
7.8.2 A-A-O法同步脱氮除磷工艺 321
7.8.3 生物转盘同步脱氮除磷工艺 322
7.9 城市水资源的合理开发与利用 323
7.9.1 世界与我国水资源现状 323
7.9.2 城市污水水资源化与再生利用 324
7.9.3 城市污水再生利用与水质要求 325
7.9.4 城市污水回用的处理系统 325
第8章 污泥的处理 328
8.1 污泥的分类、性质与排除 328
8.1.1 污泥的分类、性质及性质指标 328
8.1.2 污泥量及污水处理厂干固体物质平衡 331
8.1.3 污泥的输送 333
8.1.4 污泥流动的水力特性与水力计算 336
8.2 污泥浓缩 338
8.2.1 污泥重力浓缩 338
8.2.2 污泥气浮浓缩 347
8.2.3 污泥的其他浓缩法 352
8.3 污泥的厌氧消化 353
8.3.1 厌氧消化的机理 353
8.3.2 厌氧消化动力学 356
8.3.3 厌氧消化的影响因素 357
8.3.4 厌氧消化池池形、构造与设计 361
8.3.5 两级厌氧消化 366
8.3.6 两相厌氧消化 370
8.3.7 消化池的运行与管理 371
8.3.8 自然消化——双层沉淀池(殷霍夫池) 372
8.4 污泥的好氧消化 373
8.4.1 好氧消化的机理 373
8.4.2 好氧消化池的构造及工艺设计 373
8.5 沼气利用 376
8.5.1 沼气脱硫 377
8.5.2 沼气利用 378
8.6 污泥的自然干化 380
8.6.1 污泥自然干化场的分类与构造 380
8.6.2 干化场的脱水特点及影响因素 380
8.6.3 干化场的设计 381
8.7 污泥消毒 381
8.7.1 巴氏消毒法(即低热消毒法) 382
8.7.2 石灰稳定法 382
8.7.3 加氯消毒法 382
8.8 污泥的机械脱水 383
8.8.1 机械脱水前的预处理 383
8.8.2 机械脱水的基本原理与比阻 386
8.8.3 真空过滤脱水 389
8.8.4 压滤脱水 391
8.8.5 滚压脱水 393
8.8.6 离心脱水 394
8.9 污泥的干燥 396
8.9.1 污泥干燥器分类 396
8.9.2 干燥器的干燥流程 397
8.9.3 干燥器的比较与选用 398
8.10 污泥焚烧 399
8.10.1 完全焚烧 399
8.10.2 湿式燃烧——不完全焚烧 402
8.11 污泥的最终处置与利用 404
8.11.1 农肥利用与土地处理 404
8.11.2 污泥堆肥 406
8.11.3 污泥制造建筑材料 408
8.11.4 污泥裂解 410
8.11.5 污泥填地与填海造地 410
8.11.6 投海 411
第9章 城市污水处理厂的设计 412
9.1 概述 412
9.1.1 城市污水的组成与水质特征 412
9.1.2 城市污水处理厂设计水质 413
9.1.3 城市污水处理厂的设计水量 413
9.1.4 正确处理工业废水与城市污水处理的关系 414
9.2 设计步骤 416
9.2.1 设计的前期工作 416
9.2.2 扩大初步设计 417
9.2.3 施工图设计 418
9.3 城市污水处理厂厂址的选择 418
9.4 污水处理工艺流程的选定 419
9.4.1 处理工艺流程选定应考虑的因素 419
9.4.2 城市污水处理工艺的典型流程 421
9.5 污水处理厂的平面布置与高程布置 421
9.5.1 污水处理厂的平面布置 421
9.5.2 污水处理厂的高程布置 425
9.6 污水处理厂的配水与计量 432
9.6.1 处理构筑物之间连接管渠的设计 432
9.6.2 配水设备 432
9.6.3 污水计量设备 432
9.7 污水处理厂的验收、运行管理、水质监测与自动控制 435
9.7.1 污水处理构筑物的验收 435
9.7.2 污水处理厂的调试 435
9.7.3 污水处理厂的运行管理 435
9.7.4 污水处理厂的水质监测 436
9.7.5 污水处理厂运行的自动控制 436
9.8 城市污水处理厂的国内实例 437
9.8.1 天津纪庄子污水处理厂 438
9.8.2 邯郸市东污水处理厂 440
第3篇 工业废水处理 442
第10章 工业废水处理概论 442
10.1 概述 442
10.1.1 工业废水的分类 442
10.1.2 工业废水对环境的污染 443
10.2 工业废水污染源调查 443
10.2.1 控制工业废水污染源的基本途径 443
10.2.2 污染源调查 445
10.3 废水的排放标准 445
10.3.1 国家标准《污水综合排放标准》(GB 8978-1996) 445
10.3.2 部级标准《污水排入城市下水道水质标准》(CJ 18-86) 445
10.3.3 国家标准《农田灌溉水质标准》(GB 5084-92) 446
10.4 工业废水处理方法概述 446
10.4.1 废水处理方法 446
10.4.2 废水处理方法的选择 446
第11章 工业废水的物理处理 448
11.1 调节池 448
11.1.1 水量调节池 448
11.1.2 水质调节池 448
11.1.3 分流贮水池 452
11.1.4 调节池的搅拌 452
11.2 离心分离 453
11.2.1 离心分离原理 453
11.2.2 离心分离设备 453
11.3 除油 457
11.3.1 含油废水的来源及污染特征 457
11.3.2 除油装置 457
11.3.3 污油的脱水 463
11.4 过滤 464
11.4.1 颗粒材料过滤 464
11.4.2 多孔材料过滤 468
第12章 工业废水的化学处理 471
12.1 中和 471
12.1.1 概述 471
12.1.2 酸碱废水互相中和法 472
12.1.3 药剂中和法 473
12.1.4 过滤中和法 479
12.2 化学沉淀 483
12.2.1 概述 483
12.2.2 氢氧化物沉淀法 483
12.2.3 硫化物沉淀法 486
12.2.4 钡盐沉淀法 488
12.3 药剂氧化还原 488
12.3.1 药剂氧化法 488
12.3.2 药剂还原法 492
12.4 臭氧氧化 494
12.4.1 臭氧的物理化学性质 494
12.4.2 臭氧的制备 495
12.4.3 空气的净化 496
12.4.4 臭氧接触反应设备 497
12.4.5 尾气处理 500
12.4.6 废水臭氧处理系统的设计 501
12.4.7 臭氧氧化法在废水处理中的应用 503
12.4.8 臭氧氧化法的优缺点 505
12.5 电解 506
12.5.1 概述 506
12.5.2 电解槽的结构形式和极板电路 507
12.5.3 电解法处理含铬废水 508
12.5.4 脉冲电解法处理含银废水 511
12.5.5 电解氧化法处理含氰废水 512
12.5.6 电解氧化法处理含酚废水 513
12.6 其他氧化还原法 513
12.6.1 空气氧化法 513
12.6.2 光氧化法 514
12.6.3 金属还原法 515
第13章 工业废水的物理化学处理 516
13.1 混凝 516
13.1.1 概述 516
13.1.2 混凝的影响因素和操作程序 517
13.1.3 废水处理中常用的混凝剂和助凝剂 518
13.1.4 混凝设备 519
13.1.5 应用举例 519
13.2 气浮 520
13.2.1 气浮的基本原理 520
13.2.2 电解气浮法 523
13.2.3 散气气浮法 525
13.2.4 溶气气浮法 527
13.2.5 气浮法在废水处理中的应用 536
13.3 吸附 538
13.3.1 吸附的类型 538
13.3.2 吸附剂 539
13.3.3 吸附等温线 540
13.3.4 吸附速度 542
13.3.5 影响吸附的因素 542
13.3.6 吸附操作方式 544
13.3.7 吸附剂的再生 547
13.3.8 吸附塔的设计 550
13.3.9 吸附法在废水处理中的应用 552
13.4 离子交换 556
13.4.1 概述 556
13.4.2 离子交换法在废水处理中的应用 557
13.5 电渗析 563
13.5.1 膜分离法概述 563
13.5.2 电渗析 563
13.6 扩散渗析 566
13.6.1 扩散渗析原理 566
13.6.2 扩散渗析法的应用实例 567
13.7 反渗透 567
13.7.1 反渗透处理工艺 567
13.7.2 反渗透在废水处理中的应用 569
13.8 超滤 570
13.8.1 超滤工作原理概述 570
13.8.2 超滤膜和膜组件 571
13.8.3 超滤膜表面的浓差极化现象 571
13.8.4 超滤的影响因素 572
13.8.5 超滤在废水处理中的应用 573
第14章 工业废水的生物处理 577
14.1 工业废水的可生化性 577
14.1.1 工业废水可生化性的评价方法 577
14.1.2 可生化性评价试验应注意的问题 578
14.2 工业废水好氧生物处理 579
14.2.1 活性污泥法 579
14.2.2 生物膜法 585
14.3 工业废水厌氧生物处理 589
14.3.1 概述 589
14.3.2 厌氧生物处理设备 590
附录 607
附录1 氧在蒸馏水中的溶解度 607
附录2 空气管计算图(a) 608
附录3 空气管计算图(b) 609
附录4 各种管内部压力损失的换算系数 609
附录5 我国鼓风机产品规格 609
附录6 泵形曝气叶轮的技术规格 610
附录7 平板叶轮计算图(a) 611
附录8 平板叶轮计算图(b) 612
附录9 螺旋泵基本参数 613
附录10 中华人民共和国国家标准(GB 3838-88)地面水环境质量标准 613
附录11 中华人民共和国国家标准(GB 8978-1996)污水综合排放标准 618
附录12 中华人民共和国国家标准(GB 5084-92)农田灌溉水质标准 627
附录13 污水排入城市下水道水质标准(CJ 18-86) 632
附录14 中华人民共和国国家标准(GB 12941-91)景观娱乐用水水质标准 632
附录15 生物处理构筑物进水中有害物质容许浓度 635
主要参考文献 636