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0 绪论1

0.1 水资源和节约用水1

0.2 工业用水2

0.3 工业用水处理的重要性6

1 水源及水质8

1.1 工业用水水源及水务管理8

1.1.1 工业用水的水源8

1.1.2 工业企业水平衡10

1.1.3 工业企业节水13

1.2 天然水中杂质18

1.2.1 悬浮物18

1.2.2 胶体19

1.2.3 水中溶解气体19

1.2.4 水中溶解的无机离子21

1.2.5 天然水中溶解的有机物质23

1.3 水质指标23

1.3.1 色度、臭和味25

1.3.2 悬浮物、透明度、浊度26

1.3.3 全固体、溶解固体、灼烧减少固体、含盐量28

1.3.4 电导率28

1.3.5 碱度30

1.3.6 硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度32

1.3.7 酸度33

1.3.8 表示水中有机物（及有机污染物）含量的指标33

1.4 天然水中几种无机化合物36

1.4.1 碳酸化合物36

1.4.2 硅酸化合物39

1.4.3 铁铜化合物40

1.4.4 含氮化合物42

1.5 天然水中有机化合物43

1.5.1 来源43

1.5.2 天然水中有机物种类和分类44

1.5.3 腐殖质类化合物50

1.6 天然水水质分类和我国天然水水质概况52

1.6.1 天然水水质分类52

1.6.2 我国天然水水质概况54

习题59

2 水的混凝澄清及沉淀处理61

2.1 胶体颗粒的基本性质61

2.1.1 胶体的结构61

2.1.2 表面电荷的来源63

2.1.3 胶体颗粒的稳定性64

2.1.4 胶体颗粒的脱稳方法65

2.2 水的混凝处理67

2.2.1 混凝处理原理67

2.2.2 影响混凝效果的因素69

2.2.3 絮凝动力学74

2.3 常用混凝剂和絮凝剂76

2.3.1 混凝剂76

2.3.2 助凝剂和絮凝剂79

2.4 水中悬浮颗粒的沉降82

2.4.1 离散沉降82

2.4.2 絮凝沉降84

2.4.3 层状沉降（拥挤沉降）84

2.4.4 压缩沉降85

2.5 沉淀池86

2.5.1 平流式沉淀池86

2.5.2 斜板、斜管沉淀池96

2.5.3 湍流凝聚接触絮凝沉淀101

2.6 澄清池105

2.6.1 澄清池概述105

2.6.2 泥渣悬浮型澄清池107

2.6.3 泥渣循环型澄清池111

2.6.4 混凝剂投药系统121

2.6.5 澄清池的运行管理126

2.7 水的石灰处理128

2.7.1 石灰处理原理129

2.7.2 石灰用量计算129

2.7.3 石灰处理设备131

2.8 其他沉降分离工艺132

2.8.1 强化混凝133

2.8.2 低温低浊水混凝134

2.8.3 气浮工艺135

习题142

3 水的过滤处理143

3.1 粒状介质过滤143

3.1.1 过滤过程143

3.1.2 过滤机理144

3.1.3 影响过滤的因素147

3.1.4 过滤过程中的水头损失153

3.1.5 滤层的清洗156

3.1.6 配水系统157

3.2 粒状介质过滤设备160

3.2.1 压力式过滤器161

3.2.2 重力式滤池163

3.3 其他过滤工艺168

3.3.1 纤维过滤168

3.3.2 盘式过滤器170

3.3.3 精密过滤171

3.3.4 直接过滤173

3.4 地下水除铁除锰175

3.4.1 地下水除铁175

3.4.2 地下水除锰176

3.5 过滤设备的水力学均匀性问题177

3.5.1 现有水处理设备水力学均匀性问题回顾178

3.5.2 计算流体力学介绍179

3.5.3 应用CFD软件计算混床支母管进水装置实例180

习题183

4 水的吸附处理184

4.1 吸附184

4.1.1 吸附原理和吸附类型184

4.1.2 吸附容量和吸附等温线185

4.1.3 吸附速度188

4.1.4 吸附的影响因素189

4.2 活性炭简介192

4.2.1 活性炭制取192

4.2.2 活性炭结构193

4.2.3 活性炭型号命名196

4.2.4 活性炭理化性能指标197

4.3 水的颗粒活性炭过滤吸附处理198

4.3.1 吸附水中有机物的活性炭选用198

4.3.2 吸附水中有机物的粒状活性炭床设计200

4.3.3 吸附有机物的颗粒活性炭床出水水质及运行204

4.3.4 水的生物活性炭处理205

4.3.5 脱除水中余氯的粒状活性炭过滤处理208

4.4 活性炭纤维和粉状活性炭211

4.4.1 活性炭纤维211

4.4.2 吸附水中有机物的粉状活性炭处理214

4.5 活性炭再生217

4.5.1 干式加热再生218

4.5.2 蒸汽吹洗再生219

4.5.3 微波再生219

4.5.4 化学药剂再生220

4.5.5 强制放电再生220

4.5.6 电化学再生221

4.5.7 生物再生222

4.6 水处理中使用的其他吸附剂223

4.6.1 苯乙烯系大孔吸附树脂224

4.6.2 丙烯酸大孔吸附树脂225

4.6.3 废弃的阴离子交换树脂227

习题229

5 离子交换概论230

5.1 离子交换树脂231

5.1.1 离子交换树脂的结构231

5.1.2 离子交换树脂的分类231

5.1.3 离子交换树脂的命名233

5.1.4 离子交换树脂的合成235

5.1.5 离子交换原理238

5.2 离子交换树脂性能239

5.2.1 物理性能240

5.2.2 化学性能244

5.3 离子交换平衡249

5.3.1 离子交换的平衡常数249

5.3.2 选择性系数250

5.3.3 平衡计算251

5.4 离子交换动力学255

5.4.1 离子交换速度控制步骤255

5.4.2 离子交换过程的扩散速度256

5.4.3 速度控制步骤的判断257

5.4.4 影响离子交换速度的工艺条件258

5.5 动态离子交换过程259

5.5.1 离子交换柱工作时的离子交换过程259

5.5.2 交换带262

5.6 离子交换树脂应用常识263

5.6.1 离子交换树脂的鉴别263

5.6.2 离子交换树脂的储存263

5.6.3 新树脂使用前的预处理264

习题264

6 水的离子交换处理266

6.1 离子交换处理方法概述266

6.1.1 离子交换反应266

6.1.2 离子交换装置267

6.1.3 离子交换装置运行的基本步骤268

6.1.4 树脂的再生269

6.2 水的阳离子交换处理274

6.2.1 钠离子交换法274

6.2.2 强酸性氢型阳树脂的离子交换275

6.2.3 弱酸性阳树脂的离子交换277

6.2.4 H-Na离子交换软化除碱278

6.2.5 阳离子交换树脂运行中的问题及处理对策280

6.3 除CO2器283

6.3.1 除CO2器原理284

6.3.2 大气式除碳器284

6.3.3 真空式除碳器285

6.4 水的阴离子交换处理287

6.4.1 强碱阴树脂工艺特性287

6.4.2 弱碱阴树脂工艺特性291

6.4.3 阴离子交换树脂运行中的问题及处理292

6.5 复床除盐295

6.5.1 系统及原理295

6.5.2 运行296

6.5.3 带弱型树脂交换器的一级复床除盐系统299

6.6 离子交换装置及运行操作302

6.6.1 顺流再生离子交换器302

6.6.2 逆流再生离子交换器306

6.6.3 浮床式离子交换器311

6.6.4 双层床和双室双层床314

6.6.5 满室床316

6.7 混合床除盐317

6.7.1 工作原理317

6.7.2 设备结构318

6.7.3 混合床中树脂318

6.7.4 运行操作318

6.7.5 混合床运行特点321

6.8 离子交换除盐系统322

6.8.1 常用的离子交换除盐系统322

6.8.2 再生系统324

6.8.3 除盐水输送系统水质变化及微生物控制326

6.8.4 除盐系统经济性分析327

习题329

7 蒸汽凝结水处理330

7.1 凝结水过滤除铁和除油330

7.1.1 凝结水中金属腐蚀产物的来源和形态330

7.1.2 管式微孔过滤器333

7.1.3 粉末树脂覆盖过滤器336

7.1.4 电磁过滤器340

7.1.5 氢型阳离子交换器和阳层混床343

7.1.6 空气擦洗高速混床344

7.1.7 凝结水除油345

7.2 凝结水除盐（一）——体外再生混床347

7.2.1 体外再生混床的结构和特点349

7.2.2 经典的体外再生混床再生系统351

7.2.3 影响混床出水水质的因素352

7.2.4 铵型混床357

7.3 凝结水除盐（二）——提高混床树脂再生度的方法362

7.3.1 提高混床阴阳树脂分离程度363

7.3.2 将分离后混杂的树脂变为无害树脂369

7.3.3 完善再生工艺369

7.4 凝结水处理系统370

7.4.1 发电厂凝结水处理原则性系统370

7.4.2 凝结水处理对树脂的要求370

7.4.3 常用系统370

7.4.4 低压凝结水处理与中压凝结水处理371

7.4.5 凝结水处理系统出水水质373

7.5 空冷火力发电机组和压水堆核电站凝结水处理373

7.5.1 空冷发电机组凝结水处理373

7.5.2 压水堆核电站凝结水处理377

习题381

8 膜技术与海水淡化382

8.1 反渗透384

8.1.1 渗透和反渗透385

8.1.2 反渗透膜透过机理387

8.1.3 反渗透膜的基本迁移方程389

8.1.4 反渗透膜的制备390

8.1.5 反渗透膜的基本性能399

8.1.6 膜元件和膜组件402

8.1.7 反渗透装置及其基本流程408

8.1.8 反渗透装置的主要性能参数412

8.1.9 反渗透给水水质指标和常见的前处理系统413

8.1.10 反渗透给水前处理的处理单元417

8.1.11 反渗透产水的后处理428

8.1.12 反渗透膜污染及控制429

8.2 纳滤436

8.2.1 概述436

8.2.2 纳滤原理436

8.2.3 纳滤膜及其应用领域438

8.3 超滤和微滤441

8.3.1 超滤的基本原理441

8.3.2 超滤膜及膜元件444

8.3.3 超滤膜污染与控制446

8.3.4 超滤装置运行与维护448

8.3.5 微滤450

8.3.6 UF和MF的操作及应用454

8.4 电渗析和电除盐456

8.4.1 电渗析原理456

8.4.2 电渗析装置458

8.4.3 电渗析运行中的一些问题463

8.4.4 电渗析的应用466

8.4.5 电除盐原理470

8.4.6 电除盐装置473

8.4.7 电除盐装置的运行477

8.4.8 电除盐装置的维护481

8.4.9 电除盐的应用482

8.5 海水淡化482

8.5.1 海水水质特点483

8.5.2 反渗透法海水淡化486

8.5.3 多级闪蒸海水淡化491

8.5.4 低温多效蒸发海水淡化493

8.5.5 其他海水淡化方法496

习题497

9 工业冷却水装置及运行498

9.1 冷却水系统和设备498

9.1.1 冷却水系统498

9.1.2 冷却构筑物500

9.2 水的冷却原理503

9.2.1 湿空气性质503

9.2.2 水冷却原理506

9.3 冷却塔的组成及特性508

9.3.1 塔体508

9.3.2 通风筒508

9.3.3 配水系统508

9.3.4 淋水填料509

9.3.5 通风设备510

9.3.6 收水器511

9.3.7 集水池511

9.4 冷却塔设计简介511

9.4.1 冷却塔设计任务、范围与技术指标511

9.4.2 冷却塔工艺设计所需基础资料512

9.4.3 冷却塔填料的选择514

9.5 敞开式循环冷却系统的换热设备及运行514

9.5.1 换热设备514

9.5.2 敞开式循环冷却系统的运行操作参数517

9.6 敞开式循环冷却水系统的平衡519

9.6.1 水量平衡519

9.6.2 盐平衡520

9.7 污垢及污垢热阻523

9.7.1 污垢的沉积和分类523

9.7.2 污垢的形成过程及影响因素525

9.7.3 污垢热阻526

9.8 循环冷却水系统水质稳定性判别529

9.8.1 极限碳酸盐硬度法529

9.8.2 碳酸钙饱和指数IB法531

9.8.3 碳酸钙稳定指数Iw法532

9.8.4 临界pH（pHc）法533

9.8.5 结垢指数IJ法（Puckorius法）534

9.8.6 推动力指数IT法534

9.8.7 侵蚀指数Iq法534

9.8.8 磷酸钙饱和指数IB,P法534

9.8.9 根据运行数据判断是否结垢536

9.9 循环冷却水系统的防垢处理536

9.9.1 石灰-加酸处理536

9.9.2 加酸法536

9.9.3 离子交换法538

9.9.4 阻垢剂法538

9.10 循环冷却水系统中的污泥控制、微生物控制和腐蚀控制544

9.10.1 循环冷却水系统中的污泥544

9.10.2 循环水中污泥控制544

9.10.3 循环冷却水系统中的微生物及危害546

9.10.4 微生物控制547

9.10.5 循环冷却水系统中金属的腐蚀551

9.10.6 循环冷却水中金属腐蚀的控制552

9.11 循环冷却水系统运行及管理553

9.11.1 碳钢热交换器的循环冷却水系统运行管理553

9.11.2 其他金属材料热交换器的循环冷却水系统运行管理555

习题557

参考文献559