《水與廢水物化處理的原理與工藝》系統(tǒng)論述了水處理的各種物理方法和化學(xué)方法的原理、基本計(jì)算、處理工藝和技術(shù)發(fā)展。在課程內(nèi)容體系上,《水與廢水物化處理的原理與工藝》以技術(shù)原理為主線,打破按處理對(duì)象(給水、廢水)劃分的傳統(tǒng)課程體系,便于教學(xué),避免重復(fù)!端c廢水物化處理的原理與工藝》突出基本理論、技術(shù)原理和工藝發(fā)展,充分反映了水處理的新技術(shù)、新工藝,與當(dāng)前我國水污染控制任務(wù)和技術(shù)發(fā)展緊密結(jié)合!端c廢水物化處理的原理與工藝》是清華大學(xué)建設(shè)國家級(jí)精品課程《水處理工程》系列課程的重要教學(xué)成果,是一本高質(zhì)量的環(huán)境工程和給水排水工程專業(yè)本科生專業(yè)課程教材。
自然界中的水在太陽的照射和地心引力的影響下不停地流動(dòng)和轉(zhuǎn)化,通過降水、徑流、滲透、蒸發(fā)等方式循環(huán)不止,構(gòu)成了水的自然循環(huán)。人類活動(dòng)與水密切相連,人類的生活、工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)灌溉等都需要水。隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展,特別是人類社會(huì)的城市化和工業(yè)化的進(jìn)程,形成了由對(duì)水的開采、處理、使用和排放等構(gòu)成的水的社會(huì)循環(huán)。
水的社會(huì)循環(huán)的組成部分包括:
給水工程--包括取水工程、給水處理工程、輸配水管道工程、給水泵站等;
用戶--包括居民生活和工業(yè)用戶;
排水工程--包括廢水處理工程、排水管道工程、排水泵站等。
圖0-1表示了水的社會(huì)循環(huán)的總體情況。在水的社會(huì)循環(huán)中,還存在著許多小的水循環(huán)利用的子系統(tǒng),例如工廠內(nèi)部的工業(yè)用水循環(huán)系統(tǒng)、廢水處理與再利用系統(tǒng)等。
圖0-1 水的社會(huì)循環(huán)示意圖
給水處理和廢水處理在水的社會(huì)循環(huán)中起著極為重要的作用,是保障用水水質(zhì)和環(huán)境水質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。給水處理的目的是對(duì)水源水進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃|(zhì)處理,去除水源水中的有害雜質(zhì),使之滿足不同用戶對(duì)其用水的水質(zhì)要求。給水處理按不同用戶要求主要分為生活飲用水處理和工業(yè)給水處理。廢水處理的目的是對(duì)用戶所產(chǎn)生的廢水在排入水體之前進(jìn)行處理,去除水中的污染物質(zhì),滿足保護(hù)環(huán)境的要求。廢水處理按原廢水性質(zhì)主要分為城市污水處理和工業(yè)廢水處理。
水處理的基本方法按照其工藝原理劃分,可分為物理處理方法、化學(xué)處理方法、生物處理方法:
物理處理方法--利用物理作用分離去除水中雜質(zhì)和污染物的方法,包括篩濾、沉淀、氣浮、過濾、吸附、萃取、吹脫、膜分離等方法。
化學(xué)處理方法--利用化學(xué)反應(yīng),分離、去除或回收水中雜質(zhì)和污染物的方法,包括混凝、中和、化學(xué)沉淀、氧化還原、離子交換、消毒、水質(zhì)穩(wěn)定處理等方法。
生物處理方法--利用微生物的代謝作用去除水中污染物的方法,去處對(duì)象主要是溶解狀和膠體狀的有機(jī)污染物和氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。生物處理方法可分為利用好氧微生物的好氧生物處理法、利用厭氧微生物的厭氧生物處理法和利用與強(qiáng)化自然環(huán)境對(duì)污染物質(zhì)凈化能力的自然生物處理法(如穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等).
在水處理的理論和教學(xué)中,一般把物理處理方法和化學(xué)處理方法歸為一大類處理方法來論述,把生物處理方法歸為另一大類方法論述。本書《水與廢水物化處理的原理與工藝》主要論述水的物理、化學(xué)處理方法。水的生物處理方法見本系列教材的另一冊(cè)《廢水生物處理的原理與工藝》.
本書共14章,其中第1~3、8、9、12~14章由張曉健編寫,第4~7、10、11章由黃霞編寫。書中論述了水處理的各種物理化學(xué)方法的原理、基本計(jì)算、處理工藝、工程應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展,并歸納介紹了有關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)處理的要求。通過對(duì)本書的學(xué)習(xí),可以掌握有關(guān)的水處理基本理論與技術(shù),為從事相關(guān)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理、研究等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
第1章 水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 水質(zhì)指標(biāo)
1.1.1 物理指標(biāo)
1.1.2 化學(xué)指標(biāo)
1.2 天然水源水和廢水的性質(zhì)
1.2.1 天然水源水的性質(zhì)
1.2.2 廢水水質(zhì)
1.3 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
1.3.1 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
1.3.2 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
1.3.3 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1.3.4 水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
習(xí)題
第2章 水處理的基本方法與工藝
2.1 水處理的基本方法
2.2 水處理的基本工藝
2.2.1 給水處理工藝
2.2.2 廢水處理工藝
習(xí)題
第3章 初步處理
3.1 格柵
3.1.1 格柵分類
3.1.2 格柵設(shè)置
3.1.3 柵渣
3.2 篩網(wǎng)
3.2.1 作用與設(shè)置
3.2.2 篩網(wǎng)設(shè)備
3.3 沉砂
3.3.1 概述
3.3.2 沉砂池
3.4 均化
3.4.1 分類
3.4.2 設(shè)置位置
3.4.3 調(diào)節(jié)池容積計(jì)算
習(xí)題
第4章 混凝
4.1 膠體的特性與結(jié)構(gòu)
4.1.1 膠體的特性
4.1.2 膠體的結(jié)構(gòu)
4.1.3 膠體的穩(wěn)定性
4.1.4 膠體的凝聚
4.2 水的混凝機(jī)理與過程
4.2.1 鋁鹽在水中的化學(xué)反應(yīng)
4.2.2 水的混凝機(jī)理
4.3 混凝劑與助凝劑
4.3.1 混凝劑
4.3.2 助凝劑
4.4 混凝動(dòng)力學(xué)
4.4.1 碰撞速率與混凝速率
4.4.2 速度梯度的計(jì)算
4.4.3 混凝控制指標(biāo)
4.5 混凝影響因素
4.5.1 水溫
4.5.2 水的ph值和堿度
4.5.3 水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度
4.5.4 混凝試驗(yàn)
4.6 混凝設(shè)備
4.6.1 混凝劑的配制與投配
4.6.2 混合設(shè)備
4.6.3 絮凝反應(yīng)設(shè)備
4.7 混凝的應(yīng)用
4.7.1 給水處理
4.7.2 廢水處理
習(xí)題
第5章 沉淀與澄清
第6章 氣浮
第7章 過濾
第8章 消毒
第9章 離子交換
第10章 膜分離
第11章 氧化還原
第12章 活性炭吸附
第13章 其他物化處理方法
第14章 循環(huán)水的冷卻與處理
參考文獻(xiàn)