物理法水处理过程与设备

第1章绪论

1.1中国的水资源现状1

1.1.1水资源的分布1

1.1.2水资源量4

1.2水的循环5

1.2.1水的自然循环5

1.2.2水的社会循环5

1.3废水的水质6

1.3.1生活污水和城市污水的水质7

1.3.2工业废水的水质8

1.4水污染物排放标准的分类与制定原则9

1.5废水处理工艺15

1.5.1废水处理程度的分级15

1.5.2工业废水的处理方式15

1.6废水的物理处理方法16

第2章预处理

2.1格栅17

2.1.1格栅的分类17

2.1.2格栅的设置18

2.1.3格栅除渣机19

2.1.4设计参数与计算公式25

2.1.5栅渣27

2.1.6操作管理27

2.2筛网28

2.2.1作用与设置28

2.2.2筛网设备28

2.3沉砂31

2.3.1作用与设置31

2.3.2平流式沉砂池31

2.3.3曝气沉砂池33

2.3.4旋流式沉砂池34

2.3.5操作管理34

2.3.6除砂与砂水分离设备35

2.4均质与水量调节36

2.4.1调节池的分类36

2.4.2调节池的位置设置37

2.4.3调节池的容积计算38

2.4.4设计参数38

参考文献39

第3章澄清

3.1澄清池的特点与类型40

3.1.1澄清池的特点40

3.1.2澄清池的类型41

3.1.3澄清池的主要设计参数41

3.2机械搅拌澄清池42

3.2.1机械搅拌澄清池的结构42

3.2.2机械搅拌澄清池的类型44

3.2.3机械搅拌澄清池设计要点46

3.2.4机械搅拌澄清池的设计计算内容47

3.2.5运行管理51

3.3水力循环澄清池52

3.3.1水力循环澄清池的特点52

3.3.2水力循环澄清池设计要点54

3.3.3水力循环澄清池的设计计算内容54

3.3.4运行管理57

3.4脉冲澄清池57

3.4.1脉冲澄清池的组成及特点57

3.4.2脉冲发生器的类型58

3.4.3其他类型的脉冲澄清池60

3.4.4脉冲澄清池设计要点62

3.4.5钟罩脉冲发生器的设计内容62

3.4.6脉冲澄清池的运行管理63

3.5悬浮澄清池64

3.5.1悬浮澄清池的分类64

3.5.2悬浮澄清池设计要点65

3.5.3悬浮澄清池的计算内容67

3.5.4运行管理69

参考文献70

第4章沉淀

4.1沉淀的原理与分类71

4.2颗粒的沉淀特性72

4.2.1自由沉淀72

4.2.2絮凝沉淀75

4.2.3拥挤沉淀76

4.3沉淀池的颗粒去除特性78

4.3.1理想沉淀池的工作模型78

4.3.2理想沉淀池对颗粒的去除率79

4.3.3理想沉淀池中特定颗粒沉速与表面负荷的关系79

4.3.4影响沉淀池沉淀效果的因素80

4.3.5絮凝沉淀的沉淀池颗粒去除率81

4.4沉淀池82

4.4.1平流式沉淀池82

4.4.2竖流式沉淀池86

4.4.3辐流式沉淀池88

4.4.4斜板(管)式沉淀池90

4.4.5操作管理93

4.5清泥设备95

4.5.1刮泥机和浓缩机95

4.5.2吸泥机96

4.6隔油池96

4.6.1平流式隔油池97

4.6.2斜板隔油池98

4.7离心分离99

4.7.1离心分离的原理99

4.7.2悬浮颗粒离心分离径向运动速度100

4.7.3离心分离设备100

4.8磁力分离法105

4.8.1原理105

4.8.2磁分离技术的特点106

4.8.3磁分离装置106

4.8.4磁分离技术的应用108

参考文献108

第5章气浮

5.1气浮的理论基础109

5.1.1悬浮物与气泡的附着条件109

5.1.2气泡的分散度和稳定性111

5.1.3乳化现象与脱乳112

5.2气浮法的特性113

5.2.1气浮法的特点113

5.2.2气浮法的适用对象113

5.2.3气浮法的分类113

5.3加压溶气气浮工艺114

5.3.1加压溶气气浮法的工艺组成及特点114

5.3.2加压溶气气浮法的工艺计算116

5.4气浮系统的主要设备119

5.4.1加压水泵119

5.4.2气浮设备119

5.4.3压力溶气罐121

5.4.4溶气释放器122

5.4.5气浮池123

5.4.6刮渣机124

5.4.7运行管理124

5.5其他气浮法125

5.5.1电解气浮法125

5.5.2射流气浮法125

5.5.3扩散板曝气气浮法126

5.5.4叶轮气浮法126

5.6气浮法的应用128

5.6.1气浮法在废水处理中的应用128

5.6.2气浮法在给水处理中的应用128

参考文献130

第6章过滤

6.1过滤的基本原理及其应用131

6.1.1过滤的分类131

6.1.2过滤的要素132

6.1.3快速过滤的机理133

6.1.4过滤在水处理中的应用134

6.2过滤的基本方程式及操作方式134

6.2.1过滤基本方程式134

6.2.2恒压过滤与恒速过滤138

6.3快滤池的结构与工作过程141

6.3.1普通快滤池的结构141

6.3.2快滤池的工作过程与周期141

6.3.3滤池的水力损失142

6.3.4滤池的过滤方式144

6.3.5滤层内的杂质分布情况146

6.4滤料及承托层147

6.4.1滤料147

6.4.2承托层149

6.5配水系统与滤池冲洗150

6.5.1滤池配水系统150

6.5.2滤池的冲洗方式154

6.5.3影响滤池冲洗的有关因素155

6.5.4滤池冲洗水的排除与供给158

6.5.5表面冲洗装置160

6.5.6管廊布置160

6.6普通快滤池设计计算161

6.7其他滤池165

6.7.1虹吸滤池165

6.7.2重力式无阀滤池167

6.7.3移动冲洗罩滤池169

6.7.4上向流滤池171

6.7.5V形滤池171

6.7.6压力滤池173

6.7.7操作管理173

6.8表层过滤及过滤机174

6.8.1过滤机174

6.8.2过滤机的生产能力180

6.8.3过滤机的选型182

参考文献184

第7章萃取

7.1概述185

7.1.1萃取过程的分类185

7.1.2液液萃取操作的特点186

7.2液液萃取的相平衡与物料衡算186

7.2.1三角形相图186

7.2.2三角形相图中的相平衡关系187

7.2.3三角形相图中的杠杆定律189

7.3液液萃取过程的流程和计算189

7.3.1液液萃取的操作流程189

7.3.2单级萃取的流程和计算191

7.3.3多级错流萃取的流程和计算192

7.3.4多级逆流萃取的流程和计算194

7.4液液萃取过程萃取剂的选择197

7.4.1溶剂的选择性与选择性系数197

7.4.2萃取剂与稀释剂的互溶度197

7.4.3萃取剂的物性198

7.4.4萃取剂的回收难易198

7.4.5其他因素198

7.5液液萃取设备199

7.5.1萃取设备的分类199

7.5.2混合澄清槽200

7.5.3塔式萃取设备201

7.5.4卧式提升搅拌萃取器205

7.5.5离心萃取器205

7.5.6高压静电萃取澄清槽206

7.5.7萃取法的应用206

7.6液液萃取设备计算207

7.6.1液液萃取设备的流动特性和液泛207

7.6.2萃取效率208

7.6.3萃取塔塔高的计算208

7.7超临界二氧化碳流体萃取210

7.7.1超临界二氧化碳的性质210

7.7.2超临界二氧化碳流体的溶解性能及影响因素211

7.7.3超临界二氧化碳流体萃取处理污染物的工艺流程212

7.7.4超临界二氧化碳萃取在污染物治理领域的应用214

参考文献220

第8章吸附

8.1吸附现象与吸附剂221

8.1.1吸附现象221

8.1.2吸附的分类221

8.2吸附平衡和吸附速率222

8.2.1吸附平衡223

8.2.2吸附速率223

8.2.3吸附速率的测定224

8.3吸附容量与吸附等温线225

8.3.1吸附容量225

8.3.2吸附等温线225

8.3.3吸附的影响因素228

8.4吸附剂及其再生230

8.4.1吸附剂230

8.4.2吸附剂的再生233

8.5吸附工艺与设计236

8.5.1间歇吸附236

8.5.2固定床吸附238

8.5.3移动床吸附241

8.5.4流化床吸附242

8.6活性炭吸附243

8.6.1可以被活性炭吸附的物质244

8.6.2粉末活性炭预处理与应急处理244

8.6.3颗粒活性炭吸附工艺245

8.6.4活性炭吸附处理设备247

8.6.5活性炭的再生248

8.7吸附在水处理中的应用248

8.7.1活性炭用于饮用水净化248

8.7.2吸附法处理工业废水250

参考文献252

第9章膜分离技术

9.1概述253

9.1.1几种主要的膜分离过程253

9.1.2膜分离过程的特点254

9.1.3膜分离的表征参数254

9.1.4膜材料与分离膜255

9.1.5膜组件256

9.2反渗透与纳滤258

9.2.1反渗透现象和渗透压258

9.2.2反渗透原理259

9.2.3影响反渗透的因素260

9.2.4纳滤原理260

9.2.5反渗透膜与膜组件261

9.2.6反渗透工艺流程264

9.2.7工艺设计266

9.2.8反渗透膜的污染及其防治267

9.2.9反渗透和纳滤膜的应用268

9.3超滤与微滤272

9.3.1超滤与微滤的分离原理273

9.3.2超滤膜与微滤膜273

9.3.3超滤的操作方式277

9.3.4微滤的操作方式278

9.3.5影响渗透通量的因素279

9.3.6超滤技术的应用279

9.4电渗析282

9.4.1电渗析原理283

9.4.2离子交换膜及其作用机理285

9.4.3浓差极化与极限电流密度286

9.4.4电渗析器的构造与组成288

9.4.5电渗析的工艺流程290

9.4.6电渗析器的工艺参数291

9.4.7电渗析工艺设计与计算292

9.4.8电渗析技术的应用293

9.5扩散渗析295

9.5.1扩散渗析的原理295

9.5.2扩散渗析的应用296

9.6液膜分离技术296

9.6.1液膜及其类型296

9.6.2液膜分离的传质机理298

9.6.3流动载体的类型、特性及选择299

9.6.4液膜分离流程300

9.6.5液膜分离技术的应用300

9.7膜分离技术的发展趋势302

9.7.1技术上的发展趋势302

9.7.2应用上的发展趋势303

参考文献303

第10章蒸发浓缩

10.1蒸发过程的优缺点及其工艺流程304

10.1.1蒸发过程的优缺点304

10.1.2蒸发过程的工艺流程305

10.2蒸发设备的型式305

10.2.1蒸发设备的选型306

10.2.2自然循环型蒸发器306

10.2.3强制循环蒸发器308

10.2.4单程型蒸发器（液膜式蒸发器）308

10.2.5浸没燃烧蒸发器312

10.3多效蒸发的操作流程312

10.3.1并流（顺流）加料法的蒸发流程312

10.3.2逆流加料法的蒸发流程313

10.3.3平流加料法的蒸发流程313

10.4蒸发器的设计314

10.4.1蒸发器的设计程序314

10.4.2自然循环蒸发器的设计314

参考文献314

第11章结晶

11.1结晶的基本原理315

11.1.1基本概念315

11.1.2结晶的方法316

11.2结晶过程的相平衡316

11.2.1相平衡与溶解度316

11.2.2溶液的过饱和与介稳区317

11.3结晶动力学317

11.3.1晶核的形成317

11.3.2晶体的成长318

11.3.3杂质对结晶过程的影响319

11.4工业结晶方法与设备319

11.4.1结晶方法的分类319

11.4.2结晶器的分类319

11.4.3结晶设备的选型320

11.4.4使用与注意事项323

11.5结晶过程的产量计算324

11.5.1结晶过程的物料衡算324

11.5.2物料衡算式的应用324

11.6其他结晶方法325

参考文献326

第12章吹脱与汽提

12.1吹脱327

12.1.1吹脱的原理327

12.1.2吹脱设备328

12.1.3吹脱效果的影响因素329

12.1.4吹脱尾气的最终处置330

12.2汽提330

12.3填料塔331

12.3.1填料塔的结构331

12.3.2填料塔的特点332

12.3.3填料塔的内件333

12.3.4填料塔的设计计算333

12.4板式塔335

12.4.1板式塔的结构335

12.4.2塔板类型335

12.4.3浮阀塔的设计计算337

12.5真空除气器340

12.5.1构造340

12.5.2系统设计341

12.6应用343

12.6.1含酚废水的处理343

12.6.2含硫废水的处理343

参考文献344

本书是《水处理过程与设备丛书》中的一个分册，本书将物理法水处理工艺分为格栅、筛网、沉砂、调质等预处理工艺和澄清、沉淀、气浮、过滤、萃取、吸附、膜分离、蒸发浓缩、结晶、吹脱与汽提等，并分别针对各处理方法的工艺过程及相关设备的设计与选型进行了介绍。
　　本书可作为污水处理厂、污水处理站的管理人员与技术人员、环保公司的工程设计、调试人员参考用书，也可作为环境科学与工程、市政工程等专业师生的教学参考书。

适读人群 ：本书可作为污水处理厂、污水处理站的管理人员与技术人员、环保公司的工程设计、调试人员参考用书，也可作为环境科学与工程、市政工程等专业师生的教学参考书。

　　1.本书是《水处理工艺与设备丛书》中的一个分册，丛书共三个分册。
　　2.详细介绍了物理法水处理工艺过程、设备选型方法。
　　3.对每种方法的介绍，不仅有相关理论，还有实际例子，方便读者理解。
　　4.文中收集了大量实用的数据，参考性强。