《水质工程学》共19章,由5篇组成。第1篇为基本理论介绍(第1、2章)。第2篇为物化处理(第3至9章),包括预处理、颗粒分析与混凝、沉淀与气浮、过滤、消毒、吸附等。第3篇为生物处理(第10至14章),包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、污泥的处理及资源化、膜生物反应器。第4篇为深度处理(第15至17章),包括脱氮除磷和膜分离等方法。第5篇为水厂、污水厂建设与运行管理(第18、19章)。《水质工程学》可作为高等学校给水排水科学与工程、环境科学与工程等专业的教学用书,也可供给水排水及相关领域的科研人员参考。
科学技术发展的日新月异、当前社会的不断进步以及水环境的污染加剧,使得对环境水质的要求也在不断提高。水质工程学是给水排水科学与工程的主要学科分支,经过50多年的专业发展,需要更科学和与时俱进的教材。同时,传统水质工程学教材多分为“给水工程”和“排水工程”进行介绍,在内容上存在较多重复。随着水环境污染的加剧,给水处理和废水处理的界限已逐渐模糊,它们相互渗透,有些技术在给水和废水中都有应用。
本教材就是在吸收和借鉴美国水行业协会(AWWA)所编写的有关水与废水处理专著的最新版本的基础上,针对我国目前水质复杂的实际情况,对传统的“给水工程”和“排水工程”内容进行了大胆的整合,打破了给水处理工艺与排水处理工艺之间的“界限”,强调了水处理工艺与污水处理工艺的相互借鉴和融合,同时也比较了它们在应用上的差异。在教材的编写上力图体现一个“新”字,尽量使本教材在内容编排上跟上国际最新发展趋势,尽量让读者能接触到国际上最先进的处理工艺和最新的研究思想(如在混凝中增加了混凝剂应用的卫生安全性、新型光电检测技术等内容),培养和激发读者对本专业的学习兴趣。同时,对一些较为陈旧或相互重复的内容作了更新、合并,并删减了(如工业水冷却中的部分内容)过于繁琐的内容,做到重点突出,主题明确。注重教材的针对性和综合性,以期适用于当前给水排水科学与工程专业及其相关技术人员知识结构的更新要求。
本教材共分19章。第1~9章由李孟、张倩和张珍编写; 第10~19章由桑稳姣、黄凌凤编写; 张倩负责了全书的修编工作; 库辉参加了本书的插图绘制工作; 全书由李孟、桑稳姣主编。在本书的编写过程中,编者参考了众多文献,文献名未一一列出,谨向这些文献作者致以谢意。同时,清华大学出版社对本教材的编写给予了极大的关心和支持,在此也表示衷心的感谢。
最后,因时间仓促,水平有限,敬请读者对本教材的疏漏乃至错误之处提出批评和指正。
李孟2011年9月于武汉理工大学
第1篇 基本理论介绍
第1章 绪论
1.1 21世纪水质科学与工程的发展方向
1.1.1 高度重视水资源保护
1.1.2 水质标准将更加完善
1.1.3 水处理技术的发展趋势
1.1.4 水质检测技术快速可造
1.1.5 水厂和污水厂控制技术日益提高
第2章 水质工程学的基本理论
2.1 水溶液的基本性质
2.1.1 水合、配合与离子对
2.1.2 天然水中的溶解固体
2.1.3 水的电导率和电阻率
2.1.4 水中阴、阳离子间的关系
2.2 反应器与化学反应动力学的基本概念
2.2.1 物料衡算和质量传递
2.2.2 理想反应器与非理想反应器
2.3 水微生物学基础知识
2.3.1 微生物生态
2.3.2 污染物结构与微生物代谢动力学
2.4 水质参数和在线检测技术
2.4.1 浊度、悬浮物浓度与悬浮微粒浓度
2.4.2 有机物的水质替代参数
2.4.3 饮用水水质与健康
2.4.4 水质参数的光电检测技术概论
2.5 水质标准与水质模型
2.5.1 国内外饮用水水质标准概述
2.5.2 水体水质基本模型
思考题
第2篇 物化处理
第3章预处理
3.1 格栅的分类与设计
3.1.1 格栅的分类
3.1.2 格栅的设计
3.2 沉砂池的种类与设计
3.2.1 平流沉砂池
3.2.2 曝气沉砂池
3.2.3 钟式沉砂池
3.3 沉淀预处理的应用
3.4 调节池的分类
3.4.1 水量调节池
3.4.2 水质调节池
3.5 饮用水预处理技术
3.5.1 化学预氧化法
3.5.2 生物预处理
3.5.3 活性炭吸附
思考题
第4章 颗粒分析与混凝
4.1 双电层的构造和界面电位
4.1.1 胶体表面电荷的来源和双电层的构造
4.1.2 胶体间的相互作用位能和DLVO理论
4.1.3 混凝剂的水解反应与混凝机理
4.2 絮凝动力学理论
4.2.1 异向絮凝动力学模型
4.2.2 同向絮凝动力学模型
4.2.3 Camp-Stein公式
4.2.4 絮凝特性曲线
4.3 混凝剂和助凝剂的种类和应用
4.3.1 传统铁盐、铝盐混凝剂的应用
4.3.2 无机高分子混凝剂
4.3.3 有机高分子混凝剂
4.3.4 新型无机-有机高分子复合混凝剂的研究进展
4.3.5 助凝剂
……
第3篇 生物处理
第4篇 深度处理
第5篇 水厂、污水厂建设与运行管理