水污染控制原理与技术

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出版者:清华大学
作者:任南琪 编
出品人:
页数:489
译者:
出版时间:2007-11
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787302157151
丛书系列:
图书标签:
  • 水处理
  • 水污染
  • 环境工程
  • 水处理
  • 污染控制
  • 环境科学
  • 水环境
  • 工程技术
  • 环保技术
  • 水质监测
  • 生态工程
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具体描述

本书是全国工程硕士专业学位教育指导委员会推荐的工程硕士研究生教育核心教材之一。

书全面和系统地阐述了水污染控制的基本原理、工艺与应用实例,共分12章。主要内容包括水污染组分及衡量指标,水污染控制的物理处理工艺和化学处理工艺,脱氮除磷原理与工艺,深度处理原理与工艺,废水处理原理与工艺等处理工程实例。

污泥的沉默:现代城市废弃物处理的生态与工程挑战 图书名称: 污泥的沉默:现代城市废弃物处理的生态与工程挑战 作者: [虚构的作者名字,例如:李建华,王晓梅] 出版社: [虚构的出版社名称,例如:环境科学与工程出版社] --- 导言:被遗忘的副产品与迫在眉睫的危机 在现代城市高速运转的背后,一个常常被公众忽视,却对生态安全和城市可持续发展构成严峻挑战的领域正在浮现——那就是城市污水处理过程中产生的海量污泥。 长期以来,人们将焦点集中在“净化水质”这一最终目标上,将污泥视为一种必须被处理掉的、令人头疼的副产品。然而,随着城市化进程的加速和环保法规的日益严格,这种“处理掉”的思维模式已无法持续。《污泥的沉默》正是在这样的背景下应运而生,它不仅是对污泥处理技术现状的一次全面梳理,更是对这一“沉默”的生态负荷进行深刻反思的学术力作。 本书旨在跳脱出传统水处理工程的固有框架,聚焦于污泥的全生命周期管理、资源化潜力挖掘及其潜在的生态毒理风险。它不再将污泥简单地视为需要被丢弃的废弃物,而是将其视为一种包含复杂有机物、营养盐、微量元素乃至新型污染物的新型资源载体。 --- 第一部分:污泥的“身份危机”——组成、特性与环境表征 本部分深入剖析了城市污水处理厂(WWTPs)产生的污泥,特别是活性污泥的复杂内在结构及其动态变化规律。 第一章:活性污泥的微观世界与宏观量化 本章首先详细阐述了活性污泥的生物学基础,包括微生物群落结构(细菌、原生动物、真菌的相互作用),以及这些群落如何决定污泥的絮凝性、沉降性能和脱水特性。重点解析了不同类型污水(如市政、工业混合)所产生的污泥在含水率、比阻、挥发性固体含量上的系统性差异。同时,本书构建了一套基于城市人口密度、工业产值和水质特征的城市污泥产生量预测模型,为区域性污泥规划提供量化工具。 第二章:新兴污染物的载体效应与风险评估 这是本书的核心章节之一。传统观点认为污泥的风险主要集中在重金属和病原菌上。然而,本章引入了新兴污染物(CECs)的概念,如抗生素、内分泌干扰物(EDCs)、个人护理产品(PPCPs)以及微塑料(MPs)。 通过详尽的实验数据和案例分析,本书揭示了这些污染物在污泥形成、浓缩和稳定化过程中的富集机制。特别关注了污泥在土地利用(如用作肥料)和焚烧处理过程中,污染物向土壤、大气和食物链的潜在迁移路径及生态毒理风险。我们引入了基于Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP)的改进模型,以更全面地评估污泥作为土地改良剂的长期安全性。 第三章:稳定化过程中的生物地球化学转化 稳定化是污泥减量和无害化的关键步骤。本书系统比较了厌氧消化、好氧堆肥、石灰稳定化等传统方法的化学计量学效率。重点探讨了高级厌氧消化技术(如热解预处理、两相消化)对甲烷产率的提升机制,并分析了稳定化过程中,氮、磷营养物质的转化形态(例如,磷的释放与回收潜力)及其对后续处理步骤的连锁反应。 --- 第二部分:工程挑战与前沿技术——从处置到资源化转型 本部分聚焦于如何将处理污泥转化为有价值的资源,同时解决脱水、稳定化和最终处置过程中的工程瓶颈。 第四章:脱水的能耗悖论与高效耦合技术 污泥处理最大的成本和能耗瓶颈在于脱水。本书摒弃了对传统化学絮凝剂的过度依赖,转而深入研究了生物絮凝剂的筛选与应用,以及基于膜技术(如膜过滤与膜生物反应器耦合)的污泥浓缩与脱水一体化方案。我们提供了一套基于污泥流变学特性的最优机械脱水参数优化算法,旨在最小化残余滤饼含水率的同时,控制能耗在行业基准以下15%。 第五章:高值化利用:能源、材料与营养循环 污泥资源化的最终目标是实现“零废弃”。本书详细阐述了以下三大资源化路径的技术瓶颈与突破: 1. 能源回收: 深度分析了污泥热解(Pyrolysis)和气化技术,探讨了如何通过控制热解温度和气氛,定向合成高价值的生物炭(Biochar)。生物炭不仅可以作为土壤改良剂,还能用于吸附水体中的特定污染物。 2. 营养回收: 专注于磷回收技术,特别是鸟粪石(Struvite, $ ext{MgNH}_4 ext{PO}_4 cdot 6 ext{H}_2 ext{O}$)的沉淀与结晶控制,实现了从污泥中高效提取磷酸盐用于农业生产,形成闭环营养流。 3. 材料化利用: 探讨了将污泥灰渣作为低碳水泥混合材料或轻质骨料的可行性。重点研究了如何通过高温处理消除污染物残留,并保证材料的力学性能和长期稳定性。 第六章:焚烧的烟气净化与灰渣的安全处置 对于无法实现资源化的部分,焚烧仍是重要的处置手段。本书将重点放在高效烟气脱硝除酸技术以及重金属在焚烧飞灰中的固化稳定化工艺上。我们引入了“反应性固化/稳定化”的概念,对比了传统硅酸盐基固化剂与新型聚合物基固化剂在抑制重金属浸出方面的差异化效果,确保焚烧残渣的安全填埋或再利用。 --- 第三部分:政策、经济与未来展望——构建可持续的污泥管理体系 本书的最后部分将视角从工程技术提升到宏观管理层面,探讨污泥管理的制度保障与未来趋势。 第七章:法规演进与跨区域协同管理 分析了全球主要经济体在污泥土地利用、出口限制和环境安全标准方面的法规变迁。重点讨论了“邻避效应”(NIMBYism)在污泥处理设施选址中的影响,并提出了基于“服务付费”和“污染者责任”原则的经济激励模型,以促进跨区域污泥处理设施的协同建设与运营,实现规模效益。 第八章:智能化与数字化:污泥管理的未来图景 展望未来,本书强调了工业物联网(IIoT)和大数据分析在污泥管理中的应用潜力。通过实时监测进水水质、消化过程参数和脱水能耗,建立预测性维护与实时优化控制系统,以降低运营成本和环境风险。同时,探讨了人工智能在识别和量化污泥中未知或新型污染物方面的应用前景。 结语:从“无害化”到“价值化”的范式转变 《污泥的沉默》旨在唤醒业界对城市废弃物处理的深层关注。它不仅仅是一本技术手册,更是一份呼吁——呼吁工程师、政策制定者和公众共同参与,将原本沉默的、具有潜在危害的污泥,转化为城市可持续发展链条中不可或缺的价值环节。本书为处理日益增长的城市污泥提供了全面、深入且具有前瞻性的工程与管理解决方案。

作者简介

目录信息

第1章 概论 1.1 水污染种类 1.1.1 化学性污染 l.1.2 物理性污染 1.1.3 生物性污染 1.2 水污染危害 1.3 水污染控制方法第2章 水污染组分及衡量指标 2.1 物理组分及特征指标 2.1.1 温度 2.1.2 色度 2.1.3 浊度 2.1.4 悬浮物 2.1.5 臭 2.1.6 电导率 2.2 化学组分及特征指标 2.2.1 pH值 2.2.2 碱度 2.2.3 水中的氯化物和余氯 2.2.4 水中的含氮化合物 2.2.5 水中的含磷化合物 2.2.6 水中的含硫化合物 2.2.7 金属离子 2.3 有机污染物组分及指标 2.3.1 化学需氧量(COD) 2.3.2 生化需氧量(BODn) 2.3.3 总有机碳(TOC) 2.3.4 可吸收紫外线的有机组分 2.3.5 表面活性剂 2.3.6 酚 2.3.7 矿物油 2.4 微生物学特征及指标 2.4.1 水中的微生物 2.4.2 指示生物 2.4.3 细菌学监测法 2.5 毒理学特征及指标 2.5.1 环境毒理学实验的任务及意义 2.5.2 毒理学实验 2.5.3 毒理学实验常用参数第3章 废水物理处理原理与工艺 3.1 格栅与筛网 3.1.1 格栅 3.1.2 筛网 3.1.3 栅渣处理方法 3.1.4 破碎机 3.2 水质水量的调节 3.2.1 调节的目的和方式 3.2.2 调节池 3.2.3 调节池的位置 3.3 沉淀处理 3.3.1 概述 3.3.2 沉淀理论 3.3.3 沉砂池 ……第4章 废水化学处理原理与工艺第5章 废水好氧生物处理原理与工艺第6章 废水厌氧生物处理原理与工艺第7章 废水脱氮除磷原理与工艺第8章 废水深度处理原理与工艺第9章 废水处理后水的回收与再用第10章 污泥处理、处置与利用第11章 废水(污水)处理厂的设计与运行管理第12章 废水处理工程实例参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的文字风格,怎么说呢,非常“硬核”且逻辑严密,但又保持了一种令人信服的客观性。它几乎没有空泛的赞美或夸张的描述,每一个论点都建立在扎实的数理基础之上。我特别欣赏作者在介绍水力学和传质过程时所采用的建模方法。比如在讲解曝气池的氧传递效率(OTE)时,它不仅给出了经典的幂律公式,还结合了实际水体中表面活性剂和剪切力对气泡大小的影响,给出了一个综合修正模型。这种处理方式对于像我一样需要进行反应器优化设计的工程师来说,简直是福音。我过去总是依赖经验公式来估算氧气需求量,导致能耗居高不下。这本书让我明白了,提高能效的关键在于精准控制气液接触面积,而这需要对流体力学有深刻理解。此外,书中对不同设计参数敏感度的分析图表,直观地展示了哪些环节是控制成本和性能的关键“杠杆点”,对于预算紧张的项目非常有指导意义。总的来说,这是一本需要静下心来,带着笔去啃的工具书,但一旦消化吸收,收获的将是工程思维上的质的飞跃。

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这本书的排版和结构设计也体现了极高的专业水准。它采用了一种非常清晰的“问题导入—理论阐述—工程应用—案例分析”的逻辑链条,使得内容的衔接非常自然流畅。例如,在讲解重金属去除时,作者首先提出了复杂水体中多价态离子共存对离子交换树脂选择性的干扰这一实际问题,接着深入讲解了络合化学的原理,最后通过一个典型的冶金废水处理案例,展示了如何通过pH梯度控制和分步吸附来最大化目标金属的回收率。这种层层递进的讲解方式,极大地降低了学习曲线的陡峭程度。更难得的是,书的附录部分提供了大量常用的标准测试方法和校准流程,这对于一线实验室的工作人员来说,是极大的便利,可以直接拿来套用和验证。这本书读起来感觉不像是在看一本学术专著,而更像是在阅读一本由多位行业顶尖专家合力编纂的、充满实战经验的“操作指南+理论深度解析”的综合手册,是真正能落到实处解决问题的良心之作。

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当我翻到关于污泥资源化利用的章节时,我简直是惊喜万分。这部分内容在很多环保教材中往往是一笔带过,但这本书却给予了足够的重视,并进行了细致的论述。作者清晰地梳理了从厌氧消化、热解到湿式氧化等多种污泥减量化和能源回收的技术路线,并且将这些技术与最终产物——沼气提纯、磷回收、碳固定等——的经济可行性紧密结合起来探讨。我尤其关注了关于磷回收的电化学沉淀法,书里详细比较了不同电解液配比对磷酸钙结晶形貌和回收率的影响,这对我正在尝试将我们污水厂的污泥灰渣转化为农业肥料的尝试提供了关键性的参考依据。这本书的价值在于,它将“末端治理”的概念提升到了“循环经济”的高度。它不是在教你如何处理掉污染物,而是在教你如何从污染物中提取价值。这种思维的转变,对于推动整个行业的绿色转型至关重要。它让我对未来处理高浓度有机废弃物有了更清晰、更具操作性的蓝图。

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我对这本书的印象,主要集中在它那极具前瞻性的视角上。市面上很多水处理的书籍,要么侧重传统物化处理,要么就是停留在基础的生物降解层面,但这本书的格局显然要大得多。它花了大量的篇幅讨论新兴污染物(Emerging Contaminants, ECs)的去除策略,特别是内分泌干扰物和微塑料的处理,这正是我目前工作中的一大痛点。我尤其欣赏作者在讨论高级氧化技术(AOPs)时,不只是简单介绍芬顿、臭氧这些成熟技术,而是深入对比了电化学氧化与光催化反应器在实际工程放大过程中可能遇到的能耗瓶颈和副产物控制的挑战。阅读过程中,我感觉自己仿佛在和一位经验丰富、知识结构全面的总工程师进行头脑风暴。书中对不同技术组合的经济性评估和环境影响分析,也十分中肯和现实,它提醒我们,最“先进”的技术不一定是最“适用”的。这本书的价值在于,它迫使我们跳出单一技术的舒适区,去构建一个更具韧性和可持续性的水治理体系。读完后,我立即着手优化了我们正在设计的一个零排放方案,思路清晰了很多。

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这本书简直是为我这种在水处理行业摸爬滚打了十来年的老兵量身定做的!翻开它,我立刻被那种扑面而来的深度和广度给震住了。它不仅仅是罗列一堆化学公式和工程参数,更像是一本详尽的“修炼手册”。我印象最深的是它对膜分离技术的剖析,那种对不同类型膜在去除特定污染物时的微观机理阐述,细致到我之前在一些专业会议上听到的前沿报告水平。特别是关于抗污染(fouling)的机制和新型预处理方案的讨论,简直是教科书级别的!我以前处理一个高硬度、高有机物负荷的工业废水时,总是靠经验和反复试错,现在对照书里的案例分析,我才明白当初走过的弯路,很多关键参数的选取和控制点,书里都给出了严谨的理论支撑和优化路径。它的图表制作非常精良,那些复杂的反应动力学曲线和流体力学模型图,即便是不太擅长理论推导的人,也能直观地把握核心逻辑。这本书对于想从“熟练操作工”升级到“系统设计者”的人来说,绝对是不可多得的宝藏。它让人明白,水处理不是简单的“加药沉淀”,而是一门精密的系统工程科学。

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