水处理原理、技术及应用

本书理论与应用并重，对水处理工程理论问题的论述比较全面、深人，在应用上，详细介绍了水处理领域通用各种技术方法、设备、装置的构造以及实际应用等各方面都做了较详细的阐述，较系统介绍了国内外多种水处理新技术，综合了各种技术的前沿研究成果。本书按照物理处理法、化学与物理化学处理法和生物化学处理法进行介绍。 ★物理处理法篇：筛分、沉淀分离、气浮分离、澄清过滤、脱水干燥。 ★化学与物理化学处理法篇：混凝、吸附、离子交换、化学与物理化学法 。 ★生物化学处理法篇：废水生化处理理论基础 、活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法、颗粒污泥技术、膜生物反应器、微生物燃料电池和微生物电解池。 ★膜处理篇：膜分离。

《水处理原理、技术及应用》一书主要论述了水处理的基本原理、主要技术和应用案例。全书共19章，包括绪论、筛分、沉淀分离、气浮分离、澄清过滤、 脱水干燥、混凝、吸附、离子交换、化学与物理化学法、水处理反应器、废水生化处理理论基础 、活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法、颗粒污泥技术、膜生物反应器、微生物燃料电池和微生物电解池、膜分离等。本书理论与应用并重，详细介绍了水处理领域通用的各种技术方法、原理、设备装置的构造以及设计计算等，并在每章末都附有相应的思考题，便于读者加强练习和加深理解。本书可供水处理、市政工程等相关领域的科研人员、技术人员、设计人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程等相关专业的师生参考。

成岳，江苏南通人，教授，博导。曾在University of Connecticut访学。省骨干教师，省高校中青年学科带头人。省市环境影响评价、清洁生产、节能评估、应急预案和环境保护验收等专家库成员。一直从事环境工程专业方面的教学与科研工作，研究方向是环境功能材料的制备及在水处理中的应用。先后主持完成国家科技攻关项目、自然科学基金项目，省、市科研项目20多项。参加生态环境部标准的制定，获省精品课程，获省教育厅优秀教材奖励等，发明专利多项。先后在国内外各类期刊上论文一百多篇，出版专著及教材10多部。

第1章绪论/1
1.1水资源与水环境/1
1.1.1水资源/1
1.1.2水环境/2
1.2天然水的化学组成及水体污染、水体污染源与主要污染物/2
1.2.1天然水的化学组成/2
1.2.2水体污染、水体污染源与主要污染物/3
1.3水质指标与水质标准/5
1.3.1水质指标/5
1.3.2水质标准/7
1.4水污染防治与处理/8
1.4.1水污染防治/8
1.4.2水污染处理/8
思考题/9
第一篇物理处理/11
第2章筛分/12
2.1物料的粒度组成及粒度分析/12
2.1.1粒度及其表示方法/12
2.1.2粒度分析方法/12
2.2筛分分析/13
2.2.1筛分过程/13
2.2.2筛分工具/14
2.2.3筛分方法/14
2.2.4数据处理/15
2.3筛分理论/16
2.3.1筛分运动规律理论/16
2.3.2筛分透筛概率理论/16
2.3.3潮湿物料干法深度筛分理论/17
2.4筛分效率/17
2.4.1筛分效率计算/17
2.4.2筛分效率的测定方法/18
2.4.3筛分效率的影响因素/18
2.5筛分机械/20
2.5.1标准套筛/20
2.5.2固定筛/20
2.5.3振动筛/20
2.5.4筛分机械的发展/21
思考题/21
第3章沉淀分离/23
3.1概述/23
3.2沉淀类型/23
3.3沉淀理论/24
3.4自由沉淀及分析/26
3.4.1自由沉淀分析/26
3.4.2用牛顿第二定律表达颗粒的自由沉淀过程/26
3.4.3斯托克斯定律讨论/27
3.5沉淀池类型及特点/27
3.5.1平流式沉淀池/27
3.5.2竖流式沉淀池/27
3.5.3辐流式沉淀池/28
3.5.4斜板或斜管沉淀池/29
3.6浅池理论原理与设计/29
3.6.1原理/29
3.6.2斜管沉淀池设计/30
3.6.3斜流沉淀池/31
思考题/32
第4章气浮分离/33
4.1基本理论及原理/33
4.1.1气浮的基本原理/33
4.1.2气泡的稳定性/34
4.1.3气浮的影响因素/36
4.2乳化现象与破乳/37
4.2.1概述/37
4.2.2水包油（O/W）体系稳定性的影响因素/37
4.2.3提高乳化体稳定性的方法/38
4.2.4油包水（W/O）乳化液/38
4.2.5破乳/39
4.3气浮工艺/41
4.3.1布气气浮/41
4.3.2溶气气浮/42
4.3.3电解气浮/45
4.3.4生化气浮/45
4.4气浮技术的应用及展望/45
4.4.1气浮技术的应用/45
4.4.2气浮技术的展望/46
思考题/47
第5章澄清过滤/48
5.1过滤/48
5.1.1过滤的基本概念和分类/48
5.1.2过滤介质/49
5.1.3滤饼和助滤剂/49
5.1.4过滤推动力和阻力/49
5.1.5提高过滤生产能力的措施/50
5.2过滤设备/50
5.2.1深层过滤设备/50
5.2.2板框式压滤机/51
5.2.3转筒真空过滤机/51
5.2.4其他过滤设备/52
5.3有关过滤的计算/53
5.3.1固体量、滤液量与滤渣量的关系/53
5.3.2过滤速率基本方程式/53
5.3.3恒压过滤方程式/54
5.4过滤理论/57
5.4.1过滤机理/57
5.4.2唯象理论与迹线理论/59
思考题/59
第6章脱水干燥/60
6.1污泥脱水的基本原理/60
6.2脱水方法与设备/61
6.2.1污泥干化场/61
6.2.2离心法/62
6.3污泥干燥/63
6.3.1回转圆筒式干燥器/63
6.3.2闪蒸干燥（或急骤干燥）/63
6.3.3喷雾干燥器/63
6.3.4真空冷冻干燥/63
6.3.5旋转蒸发仪/64
思考题/65
第二篇化学与物理化学处理/67
第7章混凝/68
7.1概述/68
7.2胶体的特性/68
7.2.1胶体的结构和基本特性/68
7.2.2胶体的双电层结构/69
7.2.3胶体的稳定性/70
7.3混凝理论/71
7.3.1双电层压缩理论/71
7.3.2吸附电中和理论/72
7.3.3吸附架桥理论/72
7.3.4沉淀物网捕理论/73
7.4混凝剂与助凝剂/74
7.4.1混凝剂/74
7.4.2助凝剂/76
7.5影响混凝的因素/76
7.6混凝设备及混凝处理工艺过程/78
7.6.1混凝剂的投加设备/78
7.6.2混合设备/78
7.6.3絮凝设备/79
7.6.4混凝处理工艺过程/80
7.7絮凝模型/81
7.7.1传统絮凝模型/81
7.7.2层流模型/82
7.7.3紊流模型/82
7.7.4直线模型和曲线模型/83
7.7.5絮凝体破碎模型/83
7.7.6研究进展/83
7.8磁混凝/84
7.8.1磁混凝沉淀技术/84
7.8.2磁混凝作用机理/84
7.8.3磁粉的回收/85
7.8.4磁混凝沉淀技术的工艺流程及工艺参数/85
7.9有关混凝的计算/88
7.9.1概述/88
7.9.2具体计算公式/89
思考题/90
第8章吸附/92
8.1概述/92
8.2吸附的基本理论/92
8.2.1吸附机理及分类/92
8.2.2吸附平衡/93
8.2.3吸附等温式/93
8.2.4吸附速度/94
8.3影响吸附的因素/95
8.3.1吸附剂结构/95
8.3.2吸附质的性质/96
8.3.3操作条件/96
8.4吸附动力学/96
8.4.1水膜内的物质迁移速度/96
8.4.2内孔扩散速度/97
8.4.3吸附速度的测定/98
8.5吸附剂/103
8.6吸附工艺与设备/104
8.6.1吸附操作方式/104
8.6.2间歇吸附/104
8.6.3固定床吸附/106
8.6.4移动床吸附/107
8.6.5流化床吸附/108
8.7吸附剂再生/108
思考题/109
第9章离子交换/110
9.1概述/110
9.1.1树脂的定义和分类/110
9.1.2离子交换树脂/111
9.2唐南理论/111
9.3离子交换平衡/112
9.4离子交换树脂的性能指标/112
9.5离子交换选择性/114
9.6离子交换动力学/115
9.7离子交换的工艺和设备/115
9.7.1顺流再生离子交换器/116
9.7.2逆流再生离子交换器/117
9.7.3分流再生离子交换器/118
9.7.4浮床式离子交换器/118
9.7.5双层床和双室床/118
9.8离子交换法运行管理的注意事项/118
9.9离子交换法在废水处理中的应用/119
思考题/123
第10章化学与物理化学法/124
10.1中和法/124
10.1.1酸碱污水的产生/124
10.1.2中和剂/124
10.1.3中和方法分类/124
10.2化学沉淀法/126
10.3氧化还原法/127
10.3.1氧化剂/127
10.3.2臭氧氧化法/128
10.3.3高级氧化法/128
10.4光催化氧化/137
10.4.1光催化氧化概述/137
10.4.2光催化反应机理/138
10.4.3光催化氧化影响因素/139
10.4.4光催化氧化技术特点及发展/139
10.4.5光催化氧化的应用/140
10.4.6TiO2光催化剂的制备方法/141
10.4.7光催化剂的改性/142
10.4.8光催化研究实验体系的搭建/143
10.4.9实例：白色和黑色纳米二氧化钛性能对比分析/148
10.5萃取法/153
10.5.1概述/153
10.5.2萃取剂/153
10.5.3萃取工艺/154
10.5.4萃取法应用举例/154
10.6超临界处理技术/155
10.6.1概述/155
10.6.2超临界原理/156
10.6.3超临界流体特点/156
10.6.4超临界流体处理的应用/157
10.6.5超临界流体处理实例/158
思考题/158